中国朱雀二号成功入轨,开拓液氧甲烷火箭先河,或可实现军民两用

近日,中国成功发射了朱雀二号甲烷火箭,该火箭的成功,标志着中国航天事业进入了新的发展阶段。众所周知,甲烷火箭被认为是未来航天发展的重要方向之一,美国在甲烷火箭技术方面也有着积极的探索。例如,SpaceX的星舰项目,该火箭同样采用甲烷/液氧作为燃料。美国NASA也在积极推动使用甲烷火箭进行深空探索和载人任务。但是相比东山再起,直冲云霄的朱雀2号火箭,美国无论是相对论公司的人族系列,还是马斯克的星舰项目,都是吹的比做的好,至今未能完成一次成功的首飞。

从技术来看,目前甲烷火箭的首飞挑战,主要体现在燃料的制备和推进剂的储存方面。相比传统火箭,有两大难点。第一,甲烷燃烧的特性比较复杂,容易产生不稳定的燃烧,温度较高甚至较低都不行,换言之,甲烷火箭升空过程中,必须需要更加精确的控制燃烧过程,以确保火箭的飞行安全和性能。这对控制结构乃至喷射结构,都提出了巨大的挑战。美国的星舰首飞失败,多台发动机直接关火,恐怕就与星舰自身燃烧控制系统技术不达标,有直接的联系。

第二,甲烷燃料,在正常温度下是气体,需要零下几十度的冷却、压缩和储存,才能以高密度的液态,进入火箭发动机燃烧。这就要求火箭本身设计有合理的冷藏贮箱和供气系统,以保证甲烷能够维持液态,进而确保引擎可以正常工作,喷口能够提供足够的推力。美国的星舰还有人族一号甲烷火箭,就是因为解决不了这两个问题,才被中国的朱雀二号火箭,后来居上。

而中国能够力排众难,抢的甲烷火箭的头筹,所能获得的收益,也是相当巨大的。甲烷火箭相比传统燃料火箭,从碳排放上来说,更加环保,未来,若进行大规模探空,有利于减少对地球环境的污染,使得人类在进入太空和保护生态上,不会面临两难难题。其次,甲烷燃料在地球上,相当广泛,是一种到处存在的天然气,在地球上的获取和储存较为容易,相对而言,液氢等其他推进剂的获取和储存更加复杂。未来,甲烷火箭大规模投入发射活动后,可以有效降低中国探空活动中,面临的巨大燃料成本。

此外,也是最重要的。甲烷火箭产生的废气,对于火箭发动机回收技术相当友好,搭配可重复使用的火箭载具,一二级回收技术,以及成熟的火箭检修体系,和无塔架发射技术。甲烷火箭技术,全面铺开并得到广泛应用后,中国航天运输成本,毫无疑问将得到史无前例的降低,登月活动乃至火星基地维持,都将成为可能。

而且,不止探索星空,甲烷燃料火箭在军事领域的应用,同样相当可观。甲烷火箭的高推力和较大的载荷容量,使其在军事运载领域有着广泛的应用,可以用于运送军事卫星、开发弹道导弹等装备。目前,中国虽然已经有新舟系列运载火箭,可以实现军事卫星的快速补射,但是固态火箭的成本,还是偏高。而甲烷火箭在重复利用上的成本经济优势,使得甲烷燃料火箭将来必然会成为战时大规模卫星补射的主力。

并且,中国在东风5B洲际弹道导弹以后,已经多年没有开发新型液体洲际导弹。中国暂停液体洲际导弹开发背后的原因,其实也很简单。那就是液体洲际导弹机动性差,不易维护,而且反应速度差。但甲烷燃料火箭,恰好可以有效解决这些问题。而且,不止洲际导弹能够用上甲烷火箭技术,甲烷火箭自身的快速发射优势,还有灵活调整飞行轨迹的能力,还可用于洲际反导系统的开发,用于拦截和摧毁敌方的远程导弹和卫星。

综上所述,甲烷火箭作为一种新型的低成本火箭,中国能够拔得头筹,绝对是相当值得庆贺的好消息。随着综合国力的发展,中国对于太空探索活动,以及核反击和反导伞,乃至战时卫星补射能力的建设,将来必然会逐渐进入快车道。而朱雀二号火箭,作为中国甲烷燃料火箭的先河,其成功无疑将极大的鼓励甲烷燃料火箭技术,在国内航天工业乃至军工企业的大开花。