世界首枚液氧甲烷火箭入軌，中國再下一城！網友：煤氣罐也能飛？
#所見所得，都很科學#
7月12日，我國朱雀二號遙二運載火箭發射成功，這意味着世界上首枚液氧甲烷火箭成功入軌，這個令人振奮的消息讓人們對太空探索的未來充滿了希望。
作爲這次歷史性突破的推動者，我國再次展示了在航天科技領域的強大實力，世界再次被我國的科技進步所震撼。
就在人們紛紛對這一壯舉讚歎不已時，一些網友卻以其獨特的幽默感將目光投向了這次火箭使用的燃料來源——“液氧甲烷”。他們開玩笑的說道：“難道煤氣罐也能飛”？
這種幽默的調侃不僅令人發笑，也引發了我們對科技背後原理與過程的思考。那麼，什麼是液氧甲烷燃料技術？它又有哪些優勢和應用前景呢？
（世界上第一個進入軌道的液氧甲烷火箭）
煤氣罐也能飛？：液氧甲烷到底是什麼
提到液氧甲烷，聽起來就像一種非常危險的東西。我們腦子裡第一個蹦出來的東西可能是甲烷液化氣罐，但那玩意可是會爆炸的，腦海中總是會浮現出爆炸的畫面，液化氣罐爆炸的新聞可是屢見不鮮。
（煤氣罐碎片）
但是，我們不能僅憑第一印象就對它進行定論。讓我們深入瞭解一下，看看液氧甲烷發動機到底是什麼新技術。
首先，我們需要弄清楚液氧甲烷是什麼？液氧甲烷是一種將液態氧和液態甲烷混合後形成的燃料。液態氧，也被稱爲LOX，是將氧氣壓縮冷卻成液態的結果，它本身不會燃燒，屬於氧化劑擁有極強的助燃性。
（液態氧爲淡藍色）
然後以液態甲烷作爲燃料，將甲烷氣體冷卻至非常低的溫度以致其凝結成液態。液氧甲烷是一個相對新的燃料，但它已經廣泛應用於航天領域，是太空探索與火箭發射的關鍵技術之一。
例如，SpaceX公司的獵鷹火箭和藍色起源公司的BE-4發動機都採用了液氧甲烷作爲燃料的新技術。那麼，爲什麼航天機構會選擇這種聽起來如此危險的燃料呢？
事實上，與傳統的火箭燃料相比，液氧甲烷相比於其他燃料有很多優勢。傳統的火箭燃料多爲液氧液氫和液氧煤油的組合。液氧液氫雖然燃燒效率高，但液氫對儲存和使用條件要求較高，並且具有較高的成本。
（圖爲液氧煤油發動機）
而液氧煤油發動機燃燒後會產生二氧化碳等廢氣，在發動機內也會導致積碳嚴重，十分不利於發動機的重複使用。而液氧甲烷具備了液氧和甲烷的優點，並且更加便於使用和儲存，成本相對較低。
液氧甲烷燃燒時產生的主要是水蒸氣和二氧化碳，而不會產生有害的廢氣和污染物，對環境的污染較小，這使得它在環保方面有着顯著的優勢。
液氧甲烷的燃燒效率和推進效率都很高，能夠提供更大的推力和速度，這對於航天器來說至關重要。此外，液氧甲烷的燃燒穩定性也很好，使得發動機運行更加可靠。
（圖爲天鵲液氧甲烷發動機）
液氧甲烷還具有較低的毒性和易儲存等特點，更加安全可靠。沸點溫度差不多那液氧和甲烷就可以儲存在一個燃料箱中。這就意味着這項技術具有環保可靠、高性能、低成本、易操作、可重複使用等特點。
液氧甲烷火箭的工作原理主要依賴於燃料的燃燒過程。通過管道傳輸到燃燒室。在燃燒室中，當液氧和甲烷混合並點燃時，它們會產生大量的熱能。
這種熱能通過噴嘴噴出，併產生反作用力，推動火箭向上運動。同時，燃料的燃燒還會產生高溫和高壓氣體，通過噴嘴的噴射將火箭推向前方，實現推進的效果。
（液氧甲烷發動機工作原理）
液氧發動機有多強：馬斯克的火星計劃有望成真？
馬斯克的理想十分遠大，他的目標是讓人類移民火星。爲了實現這個宏偉的願景，他着手研發了SpaceX火箭，並且提到爲了將人類送往火星，液氧發動機是最佳選擇。那麼，爲什麼馬斯克認爲去火星必須要用液氧甲烷發動機呢？
隨着我們技術的發展，對宇宙探索的也不斷深入，我們停留在太空的時間越來越長，需要攜帶的東西也逐漸變多，特別是想要執行火星移民計劃。如果單靠一級火箭顯然是不能滿足我們的所有要求。
所以我們得使用到多級火箭，這裡的增加的級數就是爲了增加火箭的運載能力，當然也不是火箭的級數越多越好，二、三級火箭就可以滿足需求。因爲級數越多火箭的結構越複雜，可靠性也會降低，成本反而增加。
（多級火箭助推、副油箱分離概述圖）
例如火星計劃，一級火箭提供足夠的動力把二級火箭送進太空，分離後一級再返回地球回收下重複使用。二級火箭再前往目的地，如果燃料不夠可能還得在二級中配置一個加油火箭。
液氧甲烷發動機的可再利用性很強，這馬斯克致力於開發液氧甲烷火箭的原因，以減少航天開支並提高航天技術的可持續性。液氧發動機可以在燃燒後重新充注氧氣和燃料，以供下次使用，大大提高了發射成本的效益。
到達火星後必須先解決燃料問題，既然是移民計劃怎麼能有去無回呢？要想回到地球必須得要足夠的燃料，可火星上哪裡有什麼能源。目前還不知道火星上有哪種供使用的燃料，但火星上有水冰又有二氧化碳。
（火星計劃演示圖）
只需想辦法利用水和二氧化碳還原製造出甲烷和氧氣作爲燃料，但這也不是一件容易的事。相反電解水生成氧氣氫氣利用液氧液氫作燃料也可以，但肯定沒有液氧甲烷好，這爲什麼呢？
液氧和液化甲烷沸點都和太空溫度很接近，適合太空中長期存儲，這對於太空和星際飛行很有利，他們的沸點也十分接近，這樣有利於共底儲箱的設計，放一起能省很多事。
相反液氫的沸點達到了-250多度，相差有點多，這就意味着還得爲它單獨設置一個燃料箱，這樣增加了火箭的整體重量又得重新考慮火箭的整體機構，太麻煩了。
（液氧和甲烷搭配更合適）
而且液氧和甲烷搭配更好燃燒，搭配起來更節省空間。液氫的密度也非常低，這就說它佔的空間比較大，算來算去目前還是隻有液氧和甲烷放在一起最合適。
馬斯克相信液氧甲烷發動機將爲太空探索帶來更大的突破，也爲人類成爲一個跨星際物種鋪平道路。未來，我們可能會坐上那些高效的液氧發動機驅動的火箭，去探索更遙遠的宇宙。
確實，上面講的都是計劃，目前還沒有實現。目前世界上也有其他人在研究液氧甲烷發動機，像我們上面提到的SpaceX的“猛禽”和藍色起源的BE-4，但是隻有我國成功了，這可是具有重大意義的。
（都使用液氧甲烷作燃料，但只有我國發射成功）
先拔頭籌：我國率先研發成功併發射
我國朱雀二號火箭的天鵲發動機率先應用成功，與之相比，SpaceX的猛禽發動機和藍色起源的BE-4發動機也頗受矚目。雖然我國在液氧甲烷方向起步有些慢，但我們卻率先實現了成功發射，這意味着我們正邁向更高的航天征程。
在20世紀60年代就有液氧甲烷的概念，當時確實也進行過一些研究，但並沒有繼續發展，反而主要研究起了液氧煤油和液氧液氫發動機。但近年來隨着對液氧甲烷的瞭解逐漸加深，我們也發現了其許多優點，所以便開始研究液氧甲烷。
但只有部分美國公司在這一方面有基礎，他們一些公司研發起步很早，就是我們一直提到的SpaceX公司和藍色起源公司。
（圖爲SpaceX公司火箭發射）
SpaceX的“猛禽”發動機最先採用的是液氧液氫，但還是提到我們上面說的希望在火星上可以製造出燃料這個問題，才選擇發展液氧甲烷發動機。
自2012年開始對液氧甲烷進行研發，到現在“猛禽”發動機的應用發展進行過多次的試驗。2021年星艦首次飛行10千米並回收，這是關於液氧甲烷發動機飛行的新紀錄，但期間也發生過多次失敗，至今還沒有飛入太空。
接下來是藍色起源的BE-4發動機，這款發動機是該公司規劃的新一代液氧甲烷火箭發動機，
以前的BE-2和BE-3都是液氧煤油和液氧液氫。從2011年便開始研發BE-4，期間也經歷多次實驗失敗，但也完成了推力試驗，還沒有正式發射。
（藍色起源公司火箭試飛）
而我國從2006年便展開液氧甲烷技術研究，天鵲發動機於2017年開始製造，2022年完成多次試驗。但我國在2022年12月14號朱雀二號首次發射時未能成功，但在7月12號正式進入預定軌道。
然而，雖然我國起步慢於SpaceX和藍色起源，但我們率先實現了世界首枚液氧甲烷火箭的成功發射，這標誌着中國航天事業的飛速發展。
首次成功發射液氧甲烷火箭意味着中國在航天技術方面取得了重大突破。我們國家的科學家和工程師通過不懈的努力和創新精神，攻克了一個又一個技術難關。
（朱雀二號動力概述圖）
他們不斷挑戰自我，探索未知領域，最終實現了這一突破。這不僅是中國航天史上的一座里程碑，也向世界展示了我們的實力和雄心壯志。
結語
我們的成功發射也標誌着中國在太空探索領域的崛起。太空探索一直是人類追求的夢想和無盡的想象力源泉。通過發射液氧甲烷火箭，我們向世界宣告了我們正邁向更高的航天征程。這不僅是技術的突破，更是人類對未知探索的勇敢邁步！
（三年磨一“箭”）