【环球时报记者 樊巍 环球时报赴酒泉特派记者 王晓娇】7月12日，由蓝箭航天空间科技股份有限公司 (以下简称“蓝箭航天”)自主研制的朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空，火箭顺利进入预定轨道飞行，此次发射任务取得圆满成功。朱雀二号也因此成为全球首款成功入轨飞行的液氧甲烷火箭，标志着中国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得重大突破。
本报记者见证历史时刻
12日早8时，距离朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭预计的发射时间还有一个小时，蓝箭航天的观礼台上已经挤满了前来见证历史的媒体记者与观众。尽管现场气氛热烈，但在预计发射的半小时前下起了雨，让现场观众不禁为这次发射捏了一把汗。不过，工作人员依旧有条不紊地进行着准备工作，随着广播声中预报的时间不断倒计时，观众也跟着倒数。火箭准时点火，朱雀二号腾空而起，在大家一声声“加油”的呐喊中一飞冲天，很快便没入云层，冲出人们的视线。随后，测控中心在直播中实时监测着火箭状态，直到其进入预定轨道，才正式宣布此次飞行任务取得圆满成功，朱雀二号成为全球首款成功入轨飞行的液氧甲烷火箭。消息传出的瞬间，整个场馆都沸腾了，现场工作人员激动得热泪盈眶，彼此拥抱，观众也欢呼鼓掌，由衷为火箭的顺利发射感到开心和骄傲。现场记者感慨道，从去年12月朱雀二号遥一发射到现在，短短7个月时间，科研人员在失利中汲取经验教训、不断改进提升技术并最终取得成功，实属不易。
随着可重复使用运载火箭技术的应用，液氧甲烷发动机因其诸多特殊优势，成为世界各大航天大国竞逐的新赛道。据《环球时报》记者了解，近年来，世界航天大国在争相研制液氧甲烷发动机。截至目前，美国太空探索技术公司（SpaceX）的液氧甲烷发动机——“猛禽”已推举“星舰”完成首次试射，但未进入预定轨道。此外，美国蓝色起源公司、欧洲阿里安公司以及俄罗斯国家航天集团均在开展液氧甲烷火箭的研制工作，并取得相应进展。
“液氧甲烷火箭的优势显而易见，它的推进剂制取工业化和民用化程度更高，更加易得。这项技术在成熟应用后，航天活动的整个经济成本会显著降低。此外，在未来我们发展可重复使用火箭的过程中，采用液氧甲烷推进剂也可以将火箭的修复和维护成本降至更低。结合这几点好处，我们选择发展代表下一代运载火箭发展方向的液氧甲烷推进技术。”蓝箭航天创始人、CEO张昌武在接受《环球时报》记者采访时表示。
据了解，朱雀二号运载火箭是中国首型液氧甲烷运载火箭。该型火箭为两级构型，箭体直径3.35米，全箭高度49.5米，火箭一级采用4台天鹊80吨级液氧甲烷发动机并联，二级采用1台天鹊80吨级液氧甲烷发动机和1台天鹊10吨级游动液氧甲烷发动机组合而成。起飞重量219吨，起飞推力达到268吨，500公里太阳同步轨道的运载能力可达4吨。
“我们还将继续优化朱雀二号的低轨运载能力，使其基本具备一箭20到30星的能力，总体达到中等运力规模。我们认为这将满足下阶段到2028年航天发射市场需求最大的一个运力区间，这也是相对来说经济性更强的一个区间。”张昌武称。
中国商业航天创新力的一次突出展现
液氧甲烷火箭优点明显，研制难度也很大。2022年12月14日，朱雀二号遥一火箭在执行首飞试验任务中，火箭二级游机工作异常，发射任务失利。这也被视为蓝箭航天发展液氧甲烷火箭过程中一个不小的挫折。
“当时在火箭整个飞行过程中，火箭一级的动力系统、结构系统和控制系统的工作都非常完美。但火箭二级在飞行过程中，因为管路破裂造成推进剂泄漏，从而造成飞行失利。”谈及在首飞中遭遇的挫折时，张昌武向《环球时报》记者介绍，朱雀二号的研发是国内商业航天企业迄今为止规模较大的一次自主研发和独立创新，也是国内商业火箭企业首次用自主研发的动力系统和控制系统去实现火箭飞行的任务，这当中难免会有一个风险释放的过程。但在首飞失利之后，遥一火箭积累的数据给研发团队带来新的认识，这也促进了此次任务的成功。
早在上世纪六七十年代，液氧甲烷就已经出现在航天推进剂的大家族中，但要把工程产品开发到较高的成熟度实属不易。张昌武表示，在开发液氧甲烷火箭发动机的过程中，需要解决一系列技术问题，还要解决工程问题，这些都是新命题，在中国以往的航天研发过程中，尚无产品级的液氧甲烷火箭发动机和运载火箭可以用来借鉴。
张昌武进一步介绍称，从技术上来讲，液氧甲烷推进剂作为一种低温推进剂应用在火箭发动机上，首要就是解决燃烧不稳定、发动机工作震动等机理性问题，这当中需要做许多工程适应性的设计和验证，因此在研发液氧甲烷火箭发动机过程中，首先就要解决试验设施问题。为此，蓝箭航天在过去几年投入大量精力，兴建试车台、冷试系统、模态试验系统等液氧甲烷发动机的配套试验设施，确保发动机在地面能够开展充分试验。朱雀二号采用的天鹊系列液氧甲烷发动机，目前已经累计完成将近10万秒的地面试车。
“对于商业航天公司而言，克服这些问题没有捷径，只能花费大量时间开展重复性试验，这个过程需要调动大量资源，挑战很大。”张昌武称。
此外，张昌武还表示，对于朱雀二号这样采用新技术路径的火箭，为了能够验证火箭飞行能力，会对包括发射场在内的整个地面系统提出新需求，为此，蓝箭航天在2020年到2021年间为朱雀二号火箭修建了一个专门的综合性发射工位，这当中不仅涉及技术创新问题，还涉及政策问题，更涉及内部的工程管理问题，例如如何在工程上做得更加高效，成本更加可控，进一步缩短周期，这些都是巨大挑战。“在这个过程中，从发动机起初的短喷管状态，到后面半系统试车、全系统试车，我们每往前走一步都非常惊心动魄，但从另外一方面而言，完成这些挑战也给整个行业带来了提振和惊喜。”
距中国版SpaceX还有多远
中国商业航天的每次重大突破都会被外媒拿来和美国的商业航天发展进行比较。“对于商业火箭公司而言，如果能够走完从0到1的过程，才能真正成为一家运载火箭技术公司，这个过程简单来说就是产品方案要得到完整验证，要建立支撑方案的能力，还要实现商业的正向回报。你要有独立自主的研发能力，要有自己的动力系统，要经过长时间比较完成产品可靠性验证，你才能走上‘牌桌’，但一旦具备这些能力，你就会成为国家级甚至世界级的公司，因为全世界确实掌握这些航天能力的国家也是屈指可数的。”张昌武称。
这注定是一个非常艰难且缓慢的过程，必须要遵循航天发展规律。“中国商业航天的发展节点正好在互联网高歌猛进的时期，有些人认为兴许砸个100亿，中国的SpaceX就诞生了，但实际上并不可能。从0到1的过程投资规模理论上是可控的，不可控的是时间，科技创新的过程不会因为你投更多钱，就能压缩研发周期。”
张昌武称，“一些人认为，美国的环境发展商业航天更具优势，但其实中美两国支持商业航天的模式，包括力度都不一样，比如美国太空探索技术公司拿到NASA的订单，是需要依靠自己走完从0到1的过程，如果你成功了，就证明你是一个值得支持的企业。但中国的商业航天公司在这个发展过程中，就已经可以享受到国家在设施开放、发射场政策甚至很多科研项目申请上的支持，这些都能拉动商业航天的发展，支持力度甚至可能比美国还大。从国内目前对于航天发射活动的政策而言，从来没有人为设置阻力，这个行业发展到现在不管是面向市场端还是面向监管端，真正的短板都是企业自己。”
张昌武认为，不管是航天国家队还是商业航天公司，在很长的时间里都要支撑好中国航天事业的建设，“我们都要扮演好各自的角色”。
来源： 环球时报
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