全球首發液氧甲烷火箭，朱雀二號完成歷史超越，美國星艦望而興嘆

7月12日，中國民營企業藍箭公司實現了朱雀2號運載火箭的成功入軌，這也是人類歷史上“甲烷燃料運載火箭”首次發射成功。它的飛行成功意味着中國航天技術、中國民營航天企業實力，都取得了一次歷史性的突破，藍箭公司也必將名載史冊。

長期以來，航天燃料主要是煤油和液氫這兩大類，甲烷並沒有成爲運載火箭的主要燃料選擇。這主要是因爲甲烷的性能處在液氫和煤油之間，此前並沒有明顯的性能優勢。甲烷的沸點是零下162攝氏度，遠比沸點零下253攝氏度的液氫要高，運輸和存儲要比液氫容易一些，但和常溫常壓的煤油相比，就毫無優勢了。

而且它的比衝比煤油略高，大約可以達到365秒，但遠不如液氫的457秒。所以比衝上的有限優勢，沒有能夠抵消低溫存儲和運輸所帶來的麻煩。如果傾向於極限性能，人們會選擇液氫。如果傾向於穩定可靠，人們會選擇液氧煤油，甚至使用偏二甲肼和硝酸這類有毒燃料。綜合考慮之下，甲烷作爲火箭燃料，在很長一段時間沒有得到被主流火箭設計單位的重視。

如今，甲烷發動機再次引起重視，有兩種驅動個因素。首先是人們在很多外星球上發現了甲烷的天然存在，在土衛六上有着大面積的甲烷海洋。只要能夠想辦法制備氧氣，就可以爲火箭提供推進劑了。當然，這一點距離今天的商業航天還比較遙遠。比較現實的一點是，甲烷不容易在管道和渦輪泵內結焦。而煤油在不完全燃燒的時候會發生結焦的現象，不做清理會影響發動機的重複使用。

雖然通過開發新的煤油精煉技術，或者採用萘基煤油降低硫含量，也可以有效減緩結焦問題。但畢竟不能根除。而液氫液氧發動機的設計研製難度又太大，超過了多數民營企業的能力。到目前爲止，真正實現了可重複使用氫氧發動機的航天器，只有美國航空航天局研製的大型航天飛機。但是，它的研製和運行成本絕不是普通的商業企業所能承受的，美方自己都因爲無法承受其高昂的應用成本而最終放棄載人航天飛機項目。所以在這種情況下，從設計製造到研製生產、再到使用成本和積碳問題上，甲烷燃料的全面優勢就逐漸體現了出來。

當前，國內已經有幾家航天企業在進軍甲烷發動機，而藍箭航天則第一個實現突破，甚至跑在了馬斯克星艦火箭的前面，這一點確實可喜可賀。實際上，中國藍箭和美國太空探索公司確實存在着競爭關係。藍箭採用了“先定一個小目標”的方式，用一枚中型不可重複使用火箭來實現甲烷燃料的“全流程打通”，然後循序漸進邁向可重複使用的技術路線圖，已經被事實證明是一條切實可行的行動方案。美國太空探索技術公司則依仗自己的雄厚技術優勢，試圖一步到位，研製可重複使用的超重型火箭。

從發展的角度上來說，目前很難判斷哪一種方法更高明。美國太空探索技術公司一貫採取高風險、高投入、高回報、頻繁迭代的方式來開發新型火箭技術。當然，馬斯克用燒錢和高成本試錯來促進火箭技術跨越，這是因爲它不但有雄厚堅挺的政務實力，而且背後有着NASA的全面技術支持。但是中國的民營火箭企業則不同，這些企業所能夠得到的投資額度有限，遠遠不如太空探索技術公司。

技術方面藍箭這樣的企業需要靠自己的力量，以及從全社會招募的專家來自行摸索，用小步快跑的方式更爲合適一些。即使如此，藍箭也是在經歷了兩次失敗之後才能夠取得今天的成功。這次發射前的壓力之大，可想而知。

當然太空探索技術公司的路徑也有自己的風險。星艦超重型火箭的飛行成本非常高，失敗一次就損失了數億美元。即使對馬斯克這樣的富豪來說，這也不是一個可以若無其事、輕如鴻毛的數字。更何況他的財富當中有很多是投資機構的估值，而炸燬的火箭卻是真金白銀。

無論對於藍箭還是太空探索技術公司，以及對於其他正在攻克甲烷火箭的企業來說，要是想讓甲烷成爲火箭燃料的主流，還需要更多的努力，必須實現更方便、更頻繁的可重複使用，儘可能降低對燃料的純度要求。讓可重複使用帶來的綜合效益，超過低溫高壓存儲帶來的成本。必須讓可重複使用甲烷火箭的入軌單價，比採用煤油燃料的獵鷹9號更便宜。

具體到藍箭公司，下一輪要突破的技術就是運載火箭的可重複使用了。這其中的難度並不亞於突破火箭發動機。馬斯克在雄厚財力的支持之下，也是經過了數十次的失敗，才實現了一級火箭的可重複使用。中國民營企業肯定不會有馬斯克這麼多錢去一次又一次試錯。

另外一個問題，就是藍箭要解決後續火箭生產如何實現穩定可靠的質量控制。在其他的民營企業當中存在過這樣的現象，首發火箭取得了成功，而後續火箭的飛行卻接連出現事故，甚至導致企業陷入了困境。因此擺在藍箭面前的道路依然是艱苦而漫長，需要加倍努力。