在全球目光聚焦于北约峰会、日本排放核污水之际,中国一家商业航天公司不声不响地在大漠戈壁搞了一个“大新闻”:全球首枚采用甲烷液氧动力的运载火箭发射升空,成功进入预定轨道。
据环球网报道,12日中国商业航天公司“蓝箭航天”自主研发的朱雀2号运载火箭在发射后进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
朱雀2号发射现场
朱雀2号只有两级构型,箭体直径3.35米,高度49.5米,起飞重量219吨,起飞推力268吨,在200公里的近地轨道上的运载能力为6吨。与我国长征系列火箭相比,朱雀2号的各项参数只能算是一个“小家伙”,但与传统火箭不同的是,朱雀2号是全球首个采用液氧甲烷作为燃料,并成功发射升空的火箭。
说起液氧甲烷燃料,一些航天爱好者应该不会感到陌生。马斯克宣传多年的“星舰”火箭的发动机就是采用液氧甲烷作为动力燃料,但在今年4月的发射任务中,“星舰”升空后多台发动机熄火,最终致使火箭爆炸坠毁。
《南华早报》称之为“创造历史”
事后分析认为,此次“星舰”失败的主要原因在于多台火箭发动机过于复杂的并联设计,与液氧甲烷燃料无关。既然“星舰”能成功发射升空,足以证明液氧甲烷完全可以作为火箭燃料。
因此,朱雀2号此次发射任务的圆满完成也就具有重要意义。《南华早报》称,朱雀2号采用了自主研发的天鹊系列液氧甲烷火箭发动机,并成功将火箭送入预定轨道,这在全球范围内尚属首次。
“星舰”的步子迈得还是太大了
朱雀2号的成功发射意味着中国商业航天公司在火箭“绿色燃料”技术竞赛上领先美国,今年早些时候,另外两枚使用液氧甲烷的火箭——美国“相对论空间公司”的人族1号和SpaceX公司的“星舰”均以发射失败告终。
既然这么多商业航天公司都押注于液氧甲烷燃料,那么这种火箭燃料的优势又在哪里呢?
火箭燃料通常分为固体燃料和液体燃料,对于后者来说,在航天工业的起步阶段,各国一般会采用煤油或液氢作为火箭的液体燃料。
国内外几乎所有采用液氧甲烷燃料的火箭
这是因为虽然天然气被发现得较早,但与之配套的天然气液化技术却成熟较晚,技术方面的限制使天然气的处理成本较高,从而影响了天然气在各领域的大规模应用。
直到进入21世纪后,随着更先进的提炼和储存技术成熟,天然气大规模应用终于不再是纸上谈兵,各国早期设计的液氧甲烷火箭发动机也就有了用武之地。
天然气,或者说甲烷的优势是显而易见的,传统液体燃料在燃烧时会释放大量有害气体,而液氧甲烷的燃烧产物只有水和二氧化碳,而且不易形成积碳,是一种更清洁环保、维护成本更低的选择。
其次,甲烷与液氧的沸点相差不到20摄氏度,这一特点更便于为推进剂的储箱引入共底设计,从而降低整个储箱的重量,提高火箭的运载能力。
因此,得益于这些远胜于传统燃料的优点,各国商业航天公司会押注液氧甲烷也就不足为奇了。
目前除了朱雀2号以外,我国还有包括“宇航推进”、“九州云箭”等多家商业航天公司正在展开类似的研究工作,同时外国也有多款液氧甲烷火箭蓄势待发。可以预见的是,当更多的低成本航天技术铺开后,太空探索将进入一个全新的阶段。