浙江
预计在2023年7月12日，蓝箭航天“朱雀二号”遥二运载火箭将从酒泉发射场发射升空，执行该型火箭的第2次发射。此前，“朱雀二号”遥一火箭已于2022年12月14日执行该型火箭的首飞工作，由于二级游机故障导致与成功失之交臂。重整旗鼓后，“朱雀二号”二度尝试成功入轨，将很有机会成为世界第一型成功入轨的液氧甲烷火箭。
“朱雀二号”火箭由蓝箭航天空间科技股份有限公司研制，为中型二级低温液体运载火箭，主动力全部采用液氧甲烷推进剂。该箭全长49.5米，起飞质量219吨，起飞推力268吨，推重比1.22，其200千米近地轨道（LEO）运力达到6吨，运载系数2.74%，500千米太阳同步轨道（SSO）运力达到4吨，运载系数1.83%。
“朱雀二号”不仅是我国第一型液氧甲烷运载火箭，也是我国第一型全低温液体运载火箭。在我国在用新一代运载火箭当中，除了“长征十一号”是固体运载火箭，其余都是低温液体运载火箭，但由于均采用了液氧煤油推进剂，煤油是常温燃烧剂，所以这些火箭并不是全低温液体运载火箭。目前，运载火箭主流低温推进剂包括液氧煤油、液氢液氧、液氧液态甲烷等3组双组元推进剂，其中液氢液氧、液氧甲烷均为全低温推进剂，而液氧甲烷则是最符合发展趋势的双组元推进剂。
在使用低温推进剂的低温液体火箭当中，液氧甲烷火箭具有推进剂成本低、发动机比冲适中、适合回收复用、适合采用共底贮箱等特点，其中推进剂成本低、适合回收复用构成了这类火箭的关键优势。
推进剂成本极低。在目前主流低温推进剂当中，液氢的生产成本是最高的，单位生产成本达到500元/千克，其次是煤油，单位生产成本超过10元/千克，而液态甲烷的生产成本仅有5元/千克。对比可知，液态甲烷的单位生产成本不到煤油的1/2，仅有液氢的1/100。（注：液氢、煤油、液态甲烷单位生产成本为我国2019年及以前的数据，同时相关成本因国别（地区）差异明显）。
更利于回收复用。现役唯一实现回收复用的火箭是太空探索技术集团公司（SpaceX）的“猎鹰九号”和“重型猎鹰”组成的“猎鹰”系列运载火箭，已实现芯一级、助推器、整流罩的多次回收复用。“猎鹰”系列火箭使用的是液氧煤油推进剂，发动机存在明显的结焦和积炭的问题，不利于多次回收复用。而如果将推进剂换成液氧甲烷，问题就会迎刃而解，回收复用的维护成本较低。
甲烷是单碳原子的低密度碳氢化合物，兼具氢和煤油的部分优点，比热高、黏度小、结焦极限温度高（978度），基本无结焦和积碳的问题，是目前仅次于液氢的再生冷却剂或膨胀循环冷却剂。正是看中液态甲烷相对于煤油的优势，太空探索公司的下一代运载火箭“星舰”才选择了液氧甲烷推进剂，与此同时，联合发射联盟公司的“火神”火箭、蓝色起源公司的“新格林”火箭、相对论公司的“人族-R”等运载火箭的主动力均选择了液氧甲烷发动机，液氧甲烷发动机已经成为下一代运载火箭的主流动力。
而在中国，除了“朱雀二号”，星际荣耀公司的“双曲线二号”和“双曲线三号”主动力全部采用液氧甲烷发动机，重型火箭“长征九号”已经在论证使用液氧甲烷发动机作为主动力，这表明，随着航天技术的进步和航天发射需求的扩大，液氧甲烷发动机正在成为国内外化学火箭的最佳动力选择。
在世界现役运载火箭当中，“德尔塔4”重型运载火箭是目前唯一的全低温液体运载火箭，拥有运力强、效率高的优势，但也有成本高的劣势。相较而言，液氧甲烷火箭虽然发动机比冲有明显差距，但是通过采用共底贮箱等优化结构设计依然可以保持较高的运载效率，更重要的是成本实现了骤降，更适合人类大规模进出太空。
“朱雀二号”即将到来的发射是人类液氧甲烷火箭第3次入轨尝试（星舰首飞为亚轨道飞行），一旦成功将标志着世界航天成功迈入新阶段，符合未来发展趋势的液氧甲烷火箭正式登上世界航天舞台。
作者：大白高国
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