2023年底，因?yàn)槌晒Ⅷ欩]衛(wèi)星、天儀33衛(wèi)星及鴻鵠二號(hào)衛(wèi)星這三名“乘客”送上太空，朱雀二號(hào)的名字出現(xiàn)在了各大新聞報(bào)道中。把“乘客”送上太空是運(yùn)載火箭的基本技能，為何朱雀二號(hào)能贏得如此多的關(guān)注？

運(yùn)載火箭的燃料選擇

運(yùn)載火箭能夠升空，燃料很關(guān)鍵。在介紹朱雀二號(hào)之前，我們先來(lái)聊聊為運(yùn)載火箭提供動(dòng)力的燃料。目前，這類(lèi)燃料主要有三種。

固體燃料

固體燃料是運(yùn)載火箭家族使用歷史最悠久的一種燃料。它具有制造簡(jiǎn)單、易于長(zhǎng)期貯存等優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)樗o運(yùn)載火箭提供的動(dòng)力有限，目前已經(jīng)不太受運(yùn)載火箭家族歡迎了。

四氧化二氮+偏二甲肼組合

四氧化二氮+偏二甲肼組合是運(yùn)載火箭家族常用的一個(gè)組合。它的優(yōu)點(diǎn)是可常溫保存，缺點(diǎn)是四氧化二氮有劇毒且制備成本高。

液氧+燃料系列組合

在液氧+燃料系列組合中，液氧+液氫組合和液氧+煤油組合是目前用量比較大的兩種。液氫在充分燃燒后產(chǎn)生的能量非常多，從給運(yùn)載火箭提供動(dòng)力的角度來(lái)說(shuō)，液氧+液氫是最理想的組合。需注意的是，液氫的溫度要比液氧低很多，使用這個(gè)組合時(shí)，裝液氧的箱子和裝液氫的箱子必須相互隔絕，否則液氧會(huì)在液氫的影響下變成固體，而這個(gè)特殊需求會(huì)增加箱體制造成本。

相比于液氧+液氫組合，液氧+煤油組合的制造成本要低很多，我國(guó)的長(zhǎng)征七號(hào)、美國(guó)的獵鷹9號(hào)等運(yùn)載火箭都選擇了這個(gè)組合。

液氧+液態(tài)甲烷組合也是液氧+燃料系列組合中的一種。盡管這個(gè)組合為運(yùn)載火箭提供的動(dòng)力不如液氧+液氫組合，但液態(tài)甲烷的密度比液氫大很多，裝同樣多的燃料，所需箱子的體積比液氫的小；液氧和液態(tài)甲烷的溫度接近，儲(chǔ)存時(shí)不用擔(dān)心液氧發(fā)生變化，箱子也就不需要設(shè)計(jì)得太復(fù)雜；液態(tài)甲烷在燃燒后留下的痕跡很少，有利于延長(zhǎng)運(yùn)載火箭的使用壽命。液氧+液態(tài)甲烷組合正逐漸成為運(yùn)載火箭家族的新寵。

“彎道超車(chē)”的朱雀二號(hào)

其實(shí)液氧+液態(tài)甲烷組合很早就引起了太空探索公司的關(guān)注。2011年，美國(guó)藍(lán)色起源公司就開(kāi)啟了BE-4型液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)，美國(guó)太空探索技術(shù)公司也在2012年進(jìn)入液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)研究領(lǐng)域。盡管這兩家公司起步較早，但到目前為止，它們還未能讓搭載液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭成功入軌，反倒是我國(guó)的朱雀二號(hào)實(shí)現(xiàn)了“彎道超車(chē)”，成功摘取“全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭”的桂冠。

朱雀二號(hào)為兩級(jí)構(gòu)型，箭體直徑3米多，全箭高度近50米，體重200多噸，是我國(guó)首枚使用液氧+液態(tài)甲烷組合的中型液體運(yùn)載火箭。這款運(yùn)載火箭的升空推力分為兩部分，先由4臺(tái)天鵲80噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力，后由1臺(tái)天鵲80噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)和1臺(tái)天鵲10噸級(jí)游動(dòng)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)助力運(yùn)載火箭繼續(xù)前行。在這些發(fā)動(dòng)機(jī)的共同努力下，朱雀二號(hào)能將1.5噸重的載荷送到太陽(yáng)同步軌道。

風(fēng)雨之后見(jiàn)彩虹

航天事業(yè)素以難度大、風(fēng)險(xiǎn)高著稱(chēng)，很多項(xiàng)目在成功之前都經(jīng)歷過(guò)失敗，朱雀二號(hào)也不例外。在2022年底，朱雀二號(hào)就曾嘗試過(guò)升空。遺憾的是，因?yàn)樘峁┑诙糠滞屏Φ陌l(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，升空嘗試最終以失敗告終。在科研團(tuán)隊(duì)的不懈努力下，朱雀二號(hào)在2023年7月的第二次試飛中一飛沖天，成功入軌，漂亮地完成了任務(wù)。在短短5個(gè)月后，朱雀二號(hào)又在同一地點(diǎn)將三名“乘客”順利送達(dá)目的地。

“朱雀”家族的明天更美好

值得一提的是，朱雀二號(hào)不會(huì)是“朱雀”家族最后的輝煌，藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司已經(jīng)在2023年12月發(fā)布了朱雀三號(hào)運(yùn)載火箭。據(jù)介紹，該火箭是使用液氧+液態(tài)甲烷組合的可重復(fù)使用不銹鋼運(yùn)載火箭，預(yù)計(jì)2025年具備飛天能力。朱雀三號(hào)的主要工作將集中在大型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)等領(lǐng)域，在運(yùn)載能力、成本控制、保障能力等方面會(huì)有更出色的表現(xiàn)。

除了“朱雀”家族，我國(guó)還有其他使用液氧+甲烷組合的運(yùn)載火箭，比如來(lái)自北京星際榮耀空間科技股份有限公司的“雙曲線(xiàn)”家族。2023年底，雙曲線(xiàn)二號(hào)可重復(fù)使用液氧甲烷驗(yàn)證火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心進(jìn)行了第二次試飛，在飛行60多秒后，在指定地點(diǎn)精準(zhǔn)著陸。試飛圓滿(mǎn)成功，不僅實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次可重復(fù)使用火箭的復(fù)用飛行，而且為中大型可重復(fù)使用運(yùn)載火箭雙曲線(xiàn)三號(hào)的研制工作提供了關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。希望未來(lái)有更多使用液氧+液態(tài)甲烷組合的運(yùn)載火箭加入我國(guó)火箭家族，進(jìn)一步提升運(yùn)載火箭的重復(fù)利用率，為我國(guó)太空探索事業(yè)貢獻(xiàn)更多力量。