全球首发液氧甲烷火箭，朱雀二号完成历史超越，美国星舰望而兴叹

7月12日，中国民营企业蓝箭公司实现了朱雀2号运载火箭的成功入轨，这也是人类历史上“甲烷燃料运载火箭”首次发射成功。它的飞行成功意味着中国航天技术、中国民营航天企业实力，都取得了一次历史性的突破，蓝箭公司也必将名载史册。

长期以来，航天燃料主要是煤油和液氢这两大类，甲烷并没有成为运载火箭的主要燃料选择。这主要是因为甲烷的性能处在液氢和煤油之间，此前并没有明显的性能优势。甲烷的沸点是零下162摄氏度，远比沸点零下253摄氏度的液氢要高，运输和存储要比液氢容易一些，但和常温常压的煤油相比，就毫无优势了。

而且它的比冲比煤油略高，大约可以达到365秒，但远不如液氢的457秒。所以比冲上的有限优势，没有能够抵消低温存储和运输所带来的麻烦。如果倾向于极限性能，人们会选择液氢。如果倾向于稳定可靠，人们会选择液氧煤油，甚至使用偏二甲肼和硝酸这类有毒燃料。综合考虑之下，甲烷作为火箭燃料，在很长一段时间没有得到被主流火箭设计单位的重视。

如今，甲烷发动机再次引起重视，有两种驱动个因素。首先是人们在很多外星球上发现了甲烷的天然存在，在土卫六上有着大面积的甲烷海洋。只要能够想办法制备氧气，就可以为火箭提供推进剂了。当然，这一点距离今天的商业航天还比较遥远。比较现实的一点是，甲烷不容易在管道和涡轮泵内结焦。而煤油在不完全燃烧的时候会发生结焦的现象，不做清理会影响发动机的重复使用。

虽然通过开发新的煤油精炼技术，或者采用萘基煤油降低硫含量，也可以有效减缓结焦问题。但毕竟不能根除。而液氢液氧发动机的设计研制难度又太大，超过了多数民营企业的能力。到目前为止，真正实现了可重复使用氢氧发动机的航天器，只有美国航空航天局研制的大型航天飞机。但是，它的研制和运行成本绝不是普通的商业企业所能承受的，美方自己都因为无法承受其高昂的应用成本而最终放弃载人航天飞机项目。所以在这种情况下，从设计制造到研制生产、再到使用成本和积碳问题上，甲烷燃料的全面优势就逐渐体现了出来。

当前，国内已经有几家航天企业在进军甲烷发动机，而蓝箭航天则第一个实现突破，甚至跑在了马斯克星舰火箭的前面，这一点确实可喜可贺。实际上，中国蓝箭和美国太空探索公司确实存在着竞争关系。蓝箭采用了“先定一个小目标”的方式，用一枚中型不可重复使用火箭来实现甲烷燃料的“全流程打通”，然后循序渐进迈向可重复使用的技术路线图，已经被事实证明是一条切实可行的行动方案。美国太空探索技术公司则依仗自己的雄厚技术优势，试图一步到位，研制可重复使用的超重型火箭。

从发展的角度上来说，目前很难判断哪一种方法更高明。美国太空探索技术公司一贯采取高风险、高投入、高回报、频繁迭代的方式来开发新型火箭技术。当然，马斯克用烧钱和高成本试错来促进火箭技术跨越，这是因为它不但有雄厚坚挺的政务实力，而且背后有着NASA的全面技术支持。但是中国的民营火箭企业则不同，这些企业所能够得到的投资额度有限，远远不如太空探索技术公司。

技术方面蓝箭这样的企业需要靠自己的力量，以及从全社会招募的专家来自行摸索，用小步快跑的方式更为合适一些。即使如此，蓝箭也是在经历了两次失败之后才能够取得今天的成功。这次发射前的压力之大，可想而知。

当然太空探索技术公司的路径也有自己的风险。星舰超重型火箭的飞行成本非常高，失败一次就损失了数亿美元。即使对马斯克这样的富豪来说，这也不是一个可以若无其事、轻如鸿毛的数字。更何况他的财富当中有很多是投资机构的估值，而炸毁的火箭却是真金白银。

无论对于蓝箭还是太空探索技术公司，以及对于其他正在攻克甲烷火箭的企业来说，要是想让甲烷成为火箭燃料的主流，还需要更多的努力，必须实现更方便、更频繁的可重复使用，尽可能降低对燃料的纯度要求。让可重复使用带来的综合效益，超过低温高压存储带来的成本。必须让可重复使用甲烷火箭的入轨单价，比采用煤油燃料的猎鹰9号更便宜。

具体到蓝箭公司，下一轮要突破的技术就是运载火箭的可重复使用了。这其中的难度并不亚于突破火箭发动机。马斯克在雄厚财力的支持之下，也是经过了数十次的失败，才实现了一级火箭的可重复使用。中国民营企业肯定不会有马斯克这么多钱去一次又一次试错。

另外一个问题，就是蓝箭要解决后续火箭生产如何实现稳定可靠的质量控制。在其他的民营企业当中存在过这样的现象，首发火箭取得了成功，而后续火箭的飞行却接连出现事故，甚至导致企业陷入了困境。因此摆在蓝箭面前的道路依然是艰苦而漫长，需要加倍努力。