2023年夏天,浙江舟山的發射場里,一枚白色火箭拖著橙色尾焰直沖云霄。現場工程師們攥著拳頭盯著屏幕,直到傳來“入軌成功”的喊聲——這是全球第一枚成功飛進軌道的液氧甲烷火箭,造它的藍箭航天,是中國民營航天公司。要知道,SpaceX砸了幾百億搞21年的星艦,用的2015年,SpaceX的獵鷹九號火箭第一次穩穩落在海上駁船上,這一下徹底改寫了全球航天規則。火箭不再是一次性消耗品,能像飛機一樣重復用。那時候SpaceX已經成立13年,燒了超10億美元;中國民營航天才剛拿到政策許可,連第一家公司都沒正式運營。很多人覺得晚起步就注定落后,但中國民營航天偏不信這個邪。
也是甲烷燃料,可首次軌道嘗試還比它晚了幾個月。很多人當時就懵了:中國民營航天從0起步才9年,真追上馬斯克的SpaceX了?
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2014年國務院發了60號文件,里面一句話直接改了中國航天走向:鼓勵民間資本參與民用空間基礎設施建設。之前中國航天全是封閉系統,火箭衛星都由航天科技、航天科工兩大國企壟斷,民營資本根本沒資格碰。為啥突然放開?SpaceX就是最好的參照。2010年獵鷹九號首飛成功,2012年龍飛船成了第一艘造訪國際空間站的商業飛船。一家成立才十年的私人公司,干成了之前只有國家能做的事,更絕的是發射報價只有中國長征火箭的三分之一。中國很清楚,再讓國企壟斷下去,商業航天領域早晚被甩開,政策松綁是必然。
60號文件一出,資本立馬涌進來。2015到2017年,星際榮耀、藍箭航天、零一空間這些民營航天公司相繼冒頭。到2017年底,中國已經有超60家商業航天企業注冊,累計融資超35億元。熱錢再多,解決不了火箭能不能飛起來的核心問題。2018到2019年,中國民營火箭進入密集試飛期。星際榮耀和零壹空間先后完成亞軌道飛行,證明了自己的基本技術能力。但真正的考驗是軌道發射——得把衛星送到能繞地球轉的軌道上。藍箭和零壹空間先后嘗試,都失敗了。直到2019年7月,星際榮耀的雙曲線一號從酒泉升空,成功把衛星送入軌道,中國民營航天第一次軌道發射終于成了。
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不過冷靜下來看,這枚火箭是固體燃料,只能用一次,運力也就幾百公斤。SpaceX的獵鷹九號早在九年前就首飛了,運力超20噸,一級火箭已經能回收。說白了,中國民營航天用五年時間,雖然走完了SpaceX十年前的路,但起跑線上的差距還是有十年之多。大家都明白,靠固體火箭永遠追不上SpaceX,要真趕超,必須攻克液體火箭。
液體火箭燃料有好幾種:液氧煤油、液氫液氧、液氧甲烷。藍箭航天直接選了最難但最有前途的液氧甲烷。為啥偏偏選它?傳統液氧煤油燒完積碳多,發動機用幾次就得大修;液氫性能好,但得存到零下253度,操作太復雜。甲烷剛好夾在中間,燃燒干凈,好儲存,還有個超有想象力的優勢:火星大氣里的二氧化碳和水反應,就能生成甲烷。以后人類登陸火星,甲烷火箭能在火星就地造燃料。
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SpaceX看透了這一點,星艦選了甲烷;藍箭航天也看透了,直接跳過煤油,主攻甲烷。這絕對是一場豪賭——當時全球范圍內,還沒有任何一枚甲烷火箭成功入軌,這是條沒人走通的路。2019年,藍箭的天鵲發動機完成首次全系統試車,推力達80噸,這是中國第一臺大推力液氧甲烷發動機。但從發動機到完整火箭,還有漫長的路要走。
2022年12月,朱雀二號第一次發射,一級分離正常,但二級發動機點火后提前關機,火箭沒能入軌,又失敗了。但藍箭沒停下。七個月后,改進后的朱雀二號再次升空。2023年7月12日,朱雀二號成功入軌,藍箭成了全球第一家把液氧甲烷火箭送入軌道的公司。這個“全球第一”含金量真不低。SpaceX的星艦2023年4月首次軌道嘗試時,升空幾分鐘就爆炸解體,直到2024年才完成相對完整的飛行測試。
不過得清醒,這種領先只是局部的。朱雀二號運力是四噸級,星艦目標是100噸以上。更關鍵的差距在于,星艦從設計之初就是完全可重復使用的,朱雀二號現在還是一次性火箭。甲烷火箭的突破,證明了中國民營航天的技術潛力,但要真拉近和SpaceX的距離,必須解決下一個核心問題:火箭上去了,能不能安全落回來?
獵鷹九號的一級火箭已經成功著陸超300次,單枚火箭最多重復用23次。要知道,火箭制造成本占發射成本的70%,要是能重復用十次,單位成本就能降到原來的十分之一。這也是SpaceX能把發射報價壓到每公斤2700美元的核心原因。中國民營火箭的報價,通常是這個數的3到5倍。要追平成本差距,攻克回收技術是必經之路。
2024年,中國民營航天進入垂直起降測試的密集期,有進展,也有代價。2024年6月30日,天銘科技的天龍三號火箭靜態點火測試出了意外:按計劃火箭該固定在地面點火,但九臺發動機同時啟動后,產生了820噸推力,直接把固定裝置掰斷了。事后查出來,測試臺設計承載極限是600噸,實際推力超出了37%。這是工程激進的代價,但換個角度看,中國已經能造出大推力發動機了——天龍三號設計運力17噸,和獵鷹九號處于同一量級。
到2025年,多家民營公司都在沖刺軌道回收:藍箭的朱雀三號、星際榮耀的雙曲線三號、修復后的天龍三號,都計劃在未來一兩年內嘗試首次一級回收,技術正在逼近臨界點。但即便攻克了回收技術,還有個繞不過去的問題:誰來付錢發射?
SpaceX的答案很簡單:自己造衛星、自己發射、自己賣服務。現在已經有六千多顆星鏈衛星在軌,每年能貢獻幾十億美元收入,火箭永遠不愁沒活干。中國民營航天沒這個條件:出于國家安全考慮,法規限制外國衛星用中國火箭;國內的衛星互聯網計劃主要由國家隊承擔,民營公司只能在更小的市場里搶份額。
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十年前,中國民營航天還不存在;今天,中國已經是全球第二大商業航天市場,在甲烷火箭這一關鍵賽道上,甚至拿了全球第一。SpaceX用13年才讓獵鷹九號成熟,中國民營航天用9年就把甲烷火箭送入軌道。后發者的學習曲線在變陡,技術迭代速度在加快。下一個五年,誰能率先實現穩定、低成本的可回收發射,誰就能在全球商業航天市場站穩腳跟。中國民營航天的追趕之路雖然還有差距,但這份后發優勢,足以讓我們對未來充滿期待。
參考資料:
央視新聞《藍箭航天朱雀二號成功實現全球首次液氧甲烷火箭入軌》
人民日報《中國商業航天:從突破到追趕》
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