2023年夏天,浙江舟山的发射场里,一枚白色火箭拖着橙色尾焰直冲云霄。现场工程师们攥着拳头盯着屏幕,直到传来“入轨成功”的喊声——这是全球第一枚成功飞进轨道的液氧甲烷火箭,造它的蓝箭航天,是中国民营航天公司。要知道,SpaceX砸了几百亿搞21年的星舰,用的2015年,SpaceX的猎鹰九号火箭第一次稳稳落在海上驳船上,这一下彻底改写了全球航天规则。火箭不再是一次性消耗品,能像飞机一样重复用。那时候SpaceX已经成立13年,烧了超10亿美元;中国民营航天才刚拿到政策许可,连第一家公司都没正式运营。很多人觉得晚起步就注定落后,但中国民营航天偏不信这个邪。
也是甲烷燃料,可首次轨道尝试还比它晚了几个月。很多人当时就懵了:中国民营航天从0起步才9年,真追上马斯克的SpaceX了?
2014年国务院发了60号文件,里面一句话直接改了中国航天走向:鼓励民间资本参与民用空间基础设施建设。之前中国航天全是封闭系统,火箭卫星都由航天科技、航天科工两大国企垄断,民营资本根本没资格碰。为啥突然放开?SpaceX就是最好的参照。2010年猎鹰九号首飞成功,2012年龙飞船成了第一艘造访国际空间站的商业飞船。一家成立才十年的私人公司,干成了之前只有国家能做的事,更绝的是发射报价只有中国长征火箭的三分之一。中国很清楚,再让国企垄断下去,商业航天领域早晚被甩开,政策松绑是必然。
60号文件一出,资本立马涌进来。2015到2017年,星际荣耀、蓝箭航天、零一空间这些民营航天公司相继冒头。到2017年底,中国已经有超60家商业航天企业注册,累计融资超35亿元。热钱再多,解决不了火箭能不能飞起来的核心问题。2018到2019年,中国民营火箭进入密集试飞期。星际荣耀和零壹空间先后完成亚轨道飞行,证明了自己的基本技术能力。但真正的考验是轨道发射——得把卫星送到能绕地球转的轨道上。蓝箭和零壹空间先后尝试,都失败了。直到2019年7月,星际荣耀的双曲线一号从酒泉升空,成功把卫星送入轨道,中国民营航天第一次轨道发射终于成了。
不过冷静下来看,这枚火箭是固体燃料,只能用一次,运力也就几百公斤。SpaceX的猎鹰九号早在九年前就首飞了,运力超20吨,一级火箭已经能回收。说白了,中国民营航天用五年时间,虽然走完了SpaceX十年前的路,但起跑线上的差距还是有十年之多。大家都明白,靠固体火箭永远追不上SpaceX,要真赶超,必须攻克液体火箭。
液体火箭燃料有好几种:液氧煤油、液氢液氧、液氧甲烷。蓝箭航天直接选了最难但最有前途的液氧甲烷。为啥偏偏选它?传统液氧煤油烧完积碳多,发动机用几次就得大修;液氢性能好,但得存到零下253度,操作太复杂。甲烷刚好夹在中间,燃烧干净,好储存,还有个超有想象力的优势:火星大气里的二氧化碳和水反应,就能生成甲烷。以后人类登陆火星,甲烷火箭能在火星就地造燃料。
SpaceX看透了这一点,星舰选了甲烷;蓝箭航天也看透了,直接跳过煤油,主攻甲烷。这绝对是一场豪赌——当时全球范围内,还没有任何一枚甲烷火箭成功入轨,这是条没人走通的路。2019年,蓝箭的天鹊发动机完成首次全系统试车,推力达80吨,这是中国第一台大推力液氧甲烷发动机。但从发动机到完整火箭,还有漫长的路要走。
2022年12月,朱雀二号第一次发射,一级分离正常,但二级发动机点火后提前关机,火箭没能入轨,又失败了。但蓝箭没停下。七个月后,改进后的朱雀二号再次升空。2023年7月12日,朱雀二号成功入轨,蓝箭成了全球第一家把液氧甲烷火箭送入轨道的公司。这个“全球第一”含金量真不低。SpaceX的星舰2023年4月首次轨道尝试时,升空几分钟就爆炸解体,直到2024年才完成相对完整的飞行测试。
不过得清醒,这种领先只是局部的。朱雀二号运力是四吨级,星舰目标是100吨以上。更关键的差距在于,星舰从设计之初就是完全可重复使用的,朱雀二号现在还是一次性火箭。甲烷火箭的突破,证明了中国民营航天的技术潜力,但要真拉近和SpaceX的距离,必须解决下一个核心问题:火箭上去了,能不能安全落回来?
猎鹰九号的一级火箭已经成功着陆超300次,单枚火箭最多重复用23次。要知道,火箭制造成本占发射成本的70%,要是能重复用十次,单位成本就能降到原来的十分之一。这也是SpaceX能把发射报价压到每公斤2700美元的核心原因。中国民营火箭的报价,通常是这个数的3到5倍。要追平成本差距,攻克回收技术是必经之路。
2024年,中国民营航天进入垂直起降测试的密集期,有进展,也有代价。2024年6月30日,天铭科技的天龙三号火箭静态点火测试出了意外:按计划火箭该固定在地面点火,但九台发动机同时启动后,产生了820吨推力,直接把固定装置掰断了。事后查出来,测试台设计承载极限是600吨,实际推力超出了37%。这是工程激进的代价,但换个角度看,中国已经能造出大推力发动机了——天龙三号设计运力17吨,和猎鹰九号处于同一量级。
到2025年,多家民营公司都在冲刺轨道回收:蓝箭的朱雀三号、星际荣耀的双曲线三号、修复后的天龙三号,都计划在未来一两年内尝试首次一级回收,技术正在逼近临界点。但即便攻克了回收技术,还有个绕不过去的问题:谁来付钱发射?
SpaceX的答案很简单:自己造卫星、自己发射、自己卖服务。现在已经有六千多颗星链卫星在轨,每年能贡献几十亿美元收入,火箭永远不愁没活干。中国民营航天没这个条件:出于国家安全考虑,法规限制外国卫星用中国火箭;国内的卫星互联网计划主要由国家队承担,民营公司只能在更小的市场里抢份额。
十年前,中国民营航天还不存在;今天,中国已经是全球第二大商业航天市场,在甲烷火箭这一关键赛道上,甚至拿了全球第一。SpaceX用13年才让猎鹰九号成熟,中国民营航天用9年就把甲烷火箭送入轨道。后发者的学习曲线在变陡,技术迭代速度在加快。下一个五年,谁能率先实现稳定、低成本的可回收发射,谁就能在全球商业航天市场站稳脚跟。中国民营航天的追赶之路虽然还有差距,但这份后发优势,足以让我们对未来充满期待。
参考资料:
央视新闻《蓝箭航天朱雀二号成功实现全球首次液氧甲烷火箭入轨》
人民日报《中国商业航天:从突破到追赶》
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