lne #所见所得，都很科学#
7月12日
，我国
朱雀二号遥二
运载火箭
发射成功
，这意味着世界上
首枚液氧甲烷火箭
成功入轨，这个令人振奋的消息让人们对太空探索的未来充满了希望。
作为这次
历史性突破
的推动者，我国再次展示了在
航天科技
领域的
强大实力
，世界再次被我国的科技进步所震撼。
就在人们纷纷对这一壮举赞叹不已时，一些网友却以其独特的幽默感将目光投向了这次火箭使用的燃料来源——
“液氧甲烷”
。他们开玩笑的说道：“难道
煤气罐
也能飞”？
这种幽默的调侃不仅令人发笑，也引发了我们对科技背后原理与过程的思考。那么，什么是液氧甲烷
燃料技术
？它又有哪些优势和应用前景呢？
（世界上第一个进入轨道的液氧甲烷火箭）
煤气罐也能飞？：液氧甲烷到底是什么
提到
液氧甲烷
，听起来就像一种非常危险的东西。我们脑子里第一个蹦出来的东西可能是
甲烷液化
气罐
，但那玩意可是会
爆炸
的，脑海中总是会浮现出爆炸的画面，液化气罐爆炸的新闻可是
屡见不鲜
。
（煤气罐碎片）
但是，我们不能仅凭第一印象就对它进行定论。
让我们深入了解一下，看看液氧甲烷发动机到底是什么新技术。
首先，我们需要弄清楚液氧甲烷是什么？液氧甲烷是一种将
液态氧和液态甲烷
混合
后形成的燃料。
液态氧
，也被称为LOX，是将氧气
压缩冷却
成液态的结果，它本身不会燃烧，属于
氧化剂
拥有极强的
助燃性
。
（液态氧为淡蓝色）
然后以
液态甲烷
作为
燃料
，将
甲烷
气体
冷却
至非常低的温度以致其凝结成
液态
。液氧甲烷是一个相对新的燃料，但它已经广泛应用于航天领域，是太空探索与火箭发射的关键技术之一。
例如，
SpaceX公司
的
猎鹰火箭
和
蓝色起源
公司的
BE-4发动机
都采用了液氧甲烷作为燃料的新技术。那么，为什么航天机构会选择这种听起来如此危险的燃料呢？
事实上，与传统的火箭燃料相比，液氧甲烷相比于其他燃料有很多
优势
。传统的火箭燃料多为
液氧液氢
和
液氧煤油
的组合。液氧液氢虽然
燃烧效率高
，但液氢对储存和使用条件要求较高，并且具有
较高的成本
。
（图为液氧煤油发动机）
而
液氧煤油
发动机
燃烧
后会产生
二氧化碳
等废气，在发动机内也会导致
积碳严重
，十分不利于发动机的重复使用。而液氧甲烷具备了液氧和甲烷的优点，并且更加便于
使用和储存
，
成本
相对
较低
。
液氧甲烷燃烧时产生的主要是
水蒸气
和二氧化碳，
而不会产生有害的废气和污染物，对环境的
污染较小
，这使得它在环保方面有着显著的优势。
液氧甲烷的
燃烧效率和推进效率
都很高，能够提供
更大
的
推力和速度
，这对于航天器来说至关重要。此外，液氧甲烷的燃烧
稳定性
也很好，使得发动机运行更加可靠。
（图为天鹊液氧甲烷发动机）
液氧甲烷还具有较低的毒性和
易储存
等特点，更加安全可靠。
沸点
温度差不多那液氧和甲烷就
可以储存
在一个燃料箱中。这就意味着这项技术具有环保可靠、高性能、低成本、易操作、
可重复使用
等特点。
液氧甲烷火箭的工作原理主要
依赖
于燃料的
燃烧过程
。通过管道传输到
燃烧室
。在燃烧室中，当液氧和甲烷混合并点燃时，它们会产生大量的热能。
这种热能通过喷嘴喷出，并产生
反作用力
，推动火箭
向上
运动。同时，燃料的燃烧还会产生高温和高压气体，通过喷嘴的喷射将火箭推向前方，实现推进的效果。
（液氧甲烷发动机工作原理）
液氧发动机有多强：马斯克的火星计划有望成真？
马斯克的理想十分远大，他的目标是让
人类
移民火星
。为了实现这个宏伟的愿景，他着手研发了
SpaceX火箭
，并且提到为了将人类送往火星，
液氧发动机
是
最佳选择
。那么，
为什么
马斯克认为去火星必须要用液氧甲烷发动机呢？
随着我们技术的发展，对宇宙探索的也不断深入，我们停留在太空的时间越来越长，需要携带的东西也逐渐变多，特别是想要执行火星移民计划。如果
单靠
一级火箭
显然是
不能满足
我们的所有要求。
所以我们得使用到多级火箭，这里的增加的级数就是为了
增加火箭
的
运载能力
，当然也不是火箭的级数越多越好，二、三级火箭就可以满足需求。因为
级数越多
火箭的
结构越复杂
，可靠性也会降低，
成本
反而
增加
。
（多级火箭助推、副油箱分离概述图）
例如火星计划，一级火箭
提供
足够的
动力
把二级火箭送进太空，分离后一级再
返回地球回收
下
重复使用
。二级火箭再前往目的地，如果燃料不够可能还得在二级中配置一个加油火箭。
液氧甲烷发动机的
可再利用性
很强，这马斯克致力于开发液氧甲烷火箭的原因，以
减少航天开支
并提高航天技术的可持续性。液氧发动机可以在燃烧后重新充注氧气和燃料，以供下次使用，大大
提高
了
发射成本的效益
。
到达火星后必须先
解决燃料
问题，既然是移民计划怎么能有去无回呢？要想回到地球必须得要足够的燃料，可火星上哪里有什么能源。目前还不知道火星上有哪种供使用的燃料，但火星上有
水冰
又有
二氧化碳
。
（火星计划演示图）
只需想办法利用
水和二氧化碳
还原制造
出
甲烷和氧气
作为燃料，但这也不是一件容易的事。相反电解水生成氧气氢气利用
液氧液氢
作燃料也可以，但肯定没有液氧甲烷好，这为什么呢？
液氧
和液化甲烷
沸点
都和
太空温度
很接近，适合
太空中
长期存储
，这对于太空和星际飞行很有利，他们的沸点也十分接近，这样有利于
共底储箱
的设计，放一起能省很多事。
相反液氢的沸点达到了
-250多度
，相差有点多，这就意味着还得为它
单独设置
一个燃料箱，这样
增加
了火箭的
整体重量
又得重新考虑火箭的
整体机构
，太麻烦了。
（液氧和甲烷搭配更合适）
而且液氧和甲烷搭配更好燃烧，搭配起来更
节省空间
。液氢的密度也非常低，这就说它
占的空间
比较
大
，算来算去目前还是只有液氧和甲烷放在一起最合适。
马斯克相信液氧甲烷发动机将为太空探索带来更大的突破，也为人类成为一个
跨星际物种
铺平道路。未来，我们可能会坐上那些高效的液氧发动机驱动的火箭，去探索更遥远的宇宙。
确实，上面讲的都是
计划
，目前还
没有实现
。目前世界上也有其他人在研究液氧甲烷发动机，像我们上面提到的
SpaceX
的
“猛禽”
和
蓝色起源
的
BE-4
，但是
只有我国成功
了，这可是具有
重大意义
的。
（都使用液氧甲烷作燃料，但只有我国发射成功）
先拔头筹：我国率先研发成功并发射
我国朱雀二号火箭的
天鹊发动机
率先应用成功，与之相比，
SpaceX
的
猛禽发动机
和
蓝色起源
的
BE-4发动机
也颇受瞩目。虽然我国在液氧甲烷方向
起步有些慢
，但我们却率先实现了成功发射，这意味着我们正迈向更高的航天征程。
在
20世纪60年代
就有液氧甲烷的概念，当时确实也进行过一些研究，但并没有继续发展，反而主要研究起了
液氧煤油和液氧液氢
发动机。但近年来随着对液氧甲烷的了解逐渐加深，我们也发现了其许多优点，所以便开始研究液氧甲烷。
但只有
部分美国公司
在这一方面
有基础
，他们一些公司
研发起步很早
，就是我们一直提到的SpaceX公司和蓝色起源公司。
（图为SpaceX公司火箭发射）
SpaceX的
“猛禽”
发动机
最先采用
的是
液氧液氢
，但还是提到我们上面说的
希望在火星
上可以
制造出燃料
这个问题，才选择发展
液氧甲烷
发动机。
自2012年开始对液氧甲烷进行研发，到现在“猛禽”发动机的应用发展进行过多次的试验。
2021年
星舰
首次飞行10千米
并
回收
，这是关于液氧甲烷发动机飞行的
新纪录
，但期间也发生过
多次失败
，至今还没有飞入太空。
接下来是蓝色起源的
BE-4
发动机
，这款发动机是该公司规划的新一代液氧甲烷火箭发动机，
以前的
BE-2
和
BE-3
都是液氧煤油和液氧液氢。从
2011年
便开始研发BE-4，期间也经历多次实验失败，但也完成了
推力试验
，还没有正式发射。
（蓝色起源公司火箭试飞）
而我国从
2006年
便展开液氧甲烷
技术研究
，天鹊发动机于
2017年
开始制造
，2022年完成多次试验。但我国在2022年12月14号朱雀二号
首次发射
时
未能成功
，但在7月12号正式进入预定轨道。
然而，虽然我国
起步慢于
SpaceX和蓝色起源，但我们率先实现了世界首枚液氧甲烷火箭的成功发射，这标志着中国航天事业的
飞速发展
。
首次成功发射液氧甲烷火箭意味着中国在航天技术方面取得了
重大突破
。我们国家的科学家和工程师通过不懈的努力和
创新精神
，
攻克
了一个又一个
技术难关
。
（朱雀二号动力概述图）
他们不断挑战自我，探索未知领域，最终实现了这一突破。这不仅是中国航天史上的一座
里程碑
，也向世界展示了我们的实力和雄心壮志。
结语
我们的成功发射也标志着中国在太空探索领域的崛起。太空探索一直是人类追求的梦想和无尽的想象力源泉。通过发射液氧甲烷火箭，我们向世界宣告了我们正迈向
更高
的
航天征程
。这不仅是技术的突破，更是人类对未知探索的
勇敢迈步！
（三年磨一“箭”）
参考资料：
1.朱雀二号运载火箭
2.液氧甲烷发动机
3. SpaceX太空探索技术公司
4.蓝色起源，百度百科
