陈蓝：朱雀二号发射成功，中国商业航天下半场拉开帷幕
【文/观察者网专栏作者 陈蓝】
对中国商业航天来说，2023年可能是转折性的一年。上半年，天兵科技的天龙二号液体动力运载火箭发射成功，开中国民企液体箭之先河，更打破多年来商业液体箭首发必败的魔咒。星河动力再下一城，创五发五捷新记录。星际荣耀在三连败后终于翻身，双曲线一号火箭时隔近四年后重返太空。
下半年刚刚开始，新的高潮就来了。2023年7月12日上午9点时00分，蓝箭航天的朱雀二号遥二箭在酒泉卫星发射中心新建的甲烷工位发射升空，成功将模拟载荷送入预定轨道。发射取得圆满成功，一举拿下全球第一入轨甲烷箭冠冕。
这是一次期待已久的成功。去年12月14日，卧薪尝胆研发四年的朱雀二号遥一箭发射失利，和首发入轨甲烷箭失之交臂。没有想到的是，在星舰和人族一号发射失败，流年不利的火神遭遇测试台事故和二级返厂后，幸运女神再次降临蓝箭航天，朱雀二号最终赢出！在中美竞争加剧和火箭复用成为未来趋势的大背景下，朱雀二号的这个胜利具有非凡的象征意义。
图1：朱雀二号遥二发射升空（图源：我们的太空、蓝箭）
图2：朱雀二号遥二发射台全貌（图源：互联网）
图3：朱雀二号遥二进场（图源：蓝箭）
图4：朱雀二号遥二运输途中（图源：蓝箭）
和天龙二号一级直接采用国家队的发动机有所不同，朱雀二号从发动机到箭体到控制系统完全自研，发射质量和载荷能力更是数倍于天龙二号。除了是世界上首枚入轨甲烷箭外，它也是中国民营公司完全自主研制的第一枚液体火箭和第一枚民营中型火箭。无论从哪个角度说，这次发射都是中国商业航天和民营火箭里程碑式的重大突破。
简单罗列一下朱雀二号基本型的参数：直径 3.35 米，总长 49.5 米，起飞质量 219 吨，起飞推力 268 吨。一级采用4台天鹊12（TQ-12）80吨级液氧甲烷发动机。二级采用单台TQ-12加10吨级天鹊11（TQ-11）液氧甲烷游动发动机。它的200公里近地圆轨道运载能力6吨，500公里太阳同步轨道运载能力4吨。
由此可见，朱雀二号是和长征二号、长征四号同级且略强的中型火箭。通过捆绑助推器和增加第二级/上面级，就像从长征二号发展出长二F、长三、长三甲、长三乙一样，它的发射能力还可以进一步提高。蓝箭的确也有这样的规划。朱雀二号及后续多款民营液体火箭将和长征系列主力火箭展开直接竞争，多年来两大航天集团垄断发射市场的局面将被打破。
写到这里，突然想到了中国新能源汽车产业的崛起。它能给中国商业航天什么启示？有人说，新能源汽车的上半场是电动化，后半场是智能化。今年天龙二号和朱雀二号的成功首飞也完全可以作为划分中国商业航天上下半场的分水岭。上半场，出场的主要是小型固体火箭和实验性小卫星。而到了下半场，主角就变成了大中型液体火箭和大规模星座，火箭复用将成为降低成本和实现规模化的决定性因素。
中国已经进行过轨道发射的头部火箭公司——蓝箭、星际荣耀、星河动力、中科宇航和天兵科技无一例外都在研制液体火箭发动机和大中型火箭。宇航推进、九州云箭、深蓝航天、东方空间、火箭派等后来者也没有拉下。朱雀二号的成功发射将会进一步刺激和加速液体发动机和火箭的研制。
目前，民营火箭公司研制中的液体发动机型号不下二十款。燃料既有甲烷，又有煤油，推力从十吨级延伸到百吨级，而且几乎所有研制者都考虑了后续复用。这是中国航天发动机史上从未出现过的盛况。新发动机和火箭型号之多让美国新创航天公司相形见绌。困惑中国航天人几十年的发动机难题似乎在一夜间就消失了，不禁令人感叹。笔者先前的文章《在液体火箭赛道上冲刺，中国民营航天即将翻开新篇章》对民企液发进展有更为详细的介绍，这里就不复赘述了。
中国民营火箭企业已经正式公开的可复用火箭型号也不少。它们包括星际荣耀的双曲线二号和三号、星河动力的智神星一号、天兵科技的天龙三号、深蓝航天的星云一号、东方空间的引力二号和三号、箭元科技的元行者一号等。不过，真正进入工程研制的型号并不多。这些企业目前的工作大都集中关键技术验证上面，比如可深度节流和多次点火的可复用发动机、着陆机构的地面试验、低空验证箭的试飞等。
目前已经完成全系统试车的可复用液体燃料发动机包括：九州云箭的“凌云”（10吨推力、液氧甲烷）和“龙云”（80吨推力、液氧甲烷）、深蓝航天的“雷霆-R1”（20吨推力、液氧煤油）、星河动力的“苍穹”（50吨推力、液氧煤油）、星际荣耀的“焦点一号”（15吨推力、液氧甲烷）、天兵科技的“天火11”（30吨推力、液氧煤油）和“天火12”（110吨推力、液氧煤油）、宇航推进的“沧龙一号”（60吨推力、液氧甲烷）等。
我们现在看到的民企可复用火箭方案，几乎没有例外，都采用了类似猎鹰九号的展开式着陆腿。对资源有限、追求效率的民企来说，没有必要再发明一次轮子，“摸着鹰酱过河”是最符合市场逻辑的选择。星际荣耀、空天引擎和天兵科技等企业已经进行了着陆腿的落地试验。网上能找到这些试验的视频，从中也可以发现，我们的企业也没有完全照搬，微创新还是有的，比如空天引擎的着陆腿是杆状的，重量应该更轻。
图5：空天引擎着陆腿试验（图源：空天引擎）
更吸引眼球的是可复用火箭原型的大气层内试飞。当初猎鹰九号就是从那个看似丑陋的“蚂蚱”开始验证火箭复用技术的。而在国内，一直被视为非主流的翎客航天最早进行了火箭动力回收试验。早在2019年3月27日，翎客航天就完成了8.1米长、1.5吨重的RLV-T5实验火箭自由状态下的低空飞行回收试验，飞行高度20米。当年8月，该火箭在青海冷湖完成了300米高度的飞行和回收。
2022年5月7日，深蓝航天的“星云M”验证火箭把这个记录提高到了一公里。而翎客航天则计划发射他们的最新型号——14米长、8.5吨重、液氧甲烷动力的RLV-T6，计划到达亚轨道高度，即100公里。此外，空天引擎的AX-1S试验火箭也在紧锣密鼓地准备中。
图6：深蓝航天“星云M”回收试验（图源：深蓝航天）
蓝箭在朱雀二号首飞成功后，工作重点也肯定会逐步转移到对未来至关重要的可复用火箭上。蓝箭的新型二级真空发动机TQ-15A具有55%至110%节流和三次启动能力，将它用到可复用火箭的第一级上是顺理成章的事情。我们期待明年蓝箭给我们带来更多的惊喜。
中国可复用火箭的出现已经没有悬念，只是时间问题而已。但马斯克和SpaceX也没有闲着，在星舰首飞失败后，SpaceX对发射台和火箭做出了1000多项改进（马斯克原话），年内将再次进行轨道发射，将不断迭代直至成功。星舰这样的全复用巨型火箭或将带来一场革命并开启大航天时代。那么，我们有机会追上甚至超越吗？
要回答这个问题，回到前面提到的新能源汽车产业，也许能得到一些启示。
美国新能源汽车特斯拉一枝独秀，而中国则出现了垂直整合能力超强的比亚迪、低端市场风生水起的五菱宏光、服务和换电独树一帜的蔚来、产品定位精准毒辣的理想、智能驾驶硬怼特斯拉的小鹏、技术深厚模式创新的华为等等。在新能源汽车下半场（智能化）的核心技术——自动驾驶领域，来自中国的挑战者不仅有华为、百度这样的大型科技公司，也有蔚来、小鹏、理想（简称“蔚小理”）这样的初创公司。他们正在迅速缩小和特斯拉的差距，甚至在某些点上实现了超越。特斯拉无法在所有细分市场上都占优势，它在中国电动车市场上的占有率正在不断缩小。一句话，独虎难敌群狼。
在商业航天领域，SpaceX也是一枝独秀。在商业航天核心技术 - 可复用火箭领域，SpaceX的领先地位就像特斯拉的自动驾驶那样，从未有过动摇。至少到目前为止，我们还没有看到对SpaceX形成真正威胁的挑战者。但中国商业航天公司的数量、投资规模和发展势头可能并不亚于美国，中国还具有体制、市场、人才、供应链等潜在优势，我们也不排除未来大型科技公司的入场。作为全球制造和供应链核心的中国拥有可能是全世界竞争最残酷的市场。经过上半场的大浪淘沙，生存下来的企业都有强悍的竞争力，都有可能成为挑战SpaceX的群狼之一。
诚然，下半场刚刚拉开帷幕，今天我们还不可能看得很清楚，但我们已经在众多中国商业航天公司身上看到了“蔚小理”的影子。这些公司在发展战略、优势技术、市场定位和商业模式等方面已经开始形成自己的特色。
星河动力是目前发展最为顺利的民营火箭公司，轨道发射五发五捷；相信它会坚持固体路线稳扎稳打，同时一步到位研制可复用的智神星一号液体中型箭。星河动力已经证明了它在固体火箭技术上的实力，继续扩大固体箭的优势并增加市场占有率，是证明其商业模式的最快途径，完全符合商业逻辑。而研制可复用液体火箭，则是对未来的投资，也是在资本市场上体现长期价值的战略举措。已发射中国最大固体箭的中科宇航、刚刚入场的东方空间、民企轨道首发的星际荣耀，走的是类似的道路。
深蓝航天和翎客航天，可能还有空天引擎，则是All in火箭回收的代表。他们专攻可复用火箭，所以在回收技术上取得领先也就不奇怪了。不过，虽然火箭回收试验非常吸引眼球，但可复用火箭的迭代非常烧钱，失败将是常态，开发周期可能会拖得很长。看看马斯克的猎鹰九号及星舰就知道了。在没有任何业务和收入的情况下，他们将面临着严峻的考验；但一旦突破，回报也巨大。
顺便提一下，圈内人士都不看好草根出生的翎客航天，但它就像打不死的小强，顽强地活了这么多年。其实他们做得颇有特色，我们不妨宽容一点。他们最新的RLV-T6百公里试验箭已经使用自研的电泵液氧甲烷发动机，可不能再叫它玩具火箭了。
图7：翎客航天RLV-T6试验箭（图源：翎客航天）
九州云箭、火箭派等公司走的是专业分工、外包外购、依托供应链的道路，类似航空工业和电子消费品产业（典型例子就是苹果），强调的是效率、速度和灵活性。这也是优化资源配置的有效手段。但中国的商业航天刚刚起步，产业化程度不高，这个模式无疑存在很大的风险。按原计划，火箭派采用九州云箭发动机的“达尔文二号”火箭将在今年底发射升空。这条路到底能不能走通，很快就会知道。
再看蓝箭。不同于前述固液并举、激进的All in火箭回收、垂直分工等路线，蓝箭专注液氧甲烷动力大中型液体火箭，重点打造垂直整合能力，全面布局研发设施和制造基地，很类似比亚迪的做法。蓝箭研制了至少四型液氧甲烷发动机，热试车时间累计超过五万秒。它在浙江湖州和嘉兴建设了发动机和火箭制造基地，拥有中国民企第一个液体发动机试验台和全箭模态试验塔。蓝箭也是第一家自建中型液体火箭发射工位的民企，它建于酒泉卫星发射中心的甲烷工位也是中国首个。这一切，蓝箭用了大概五年时间。
图8 蓝箭嘉兴火箭制造基地（图源：蓝箭）
朱雀二号的首射这几年不断延迟，有些航天爱好者对此感到困惑。现在我们知道，蓝箭这几年一直在默默地进行基础能力的建设，这才有了今天朱雀二号的成功。对所有商业航天公司来说，基础能力都是未来发展之本，只能老老实实地建设和积累，别无他法。但一旦基础夯实，快速成长就有了源泉和动力，可复用火箭也是水到渠成渠成的事情。欲速则不达，厚积才能薄发。
天龙二号和朱雀二号的成功发射不仅展示了中国民营企业的非凡能力，激励了行业同行者，也改变了国内发射市场格局，将会对中国商业航天未来发展产生重大影响。过去三十年的历史证明，只要给予空间，中国民企就能迸发出卓越的创新能力和强大的生命力。中国商业航天下半场，我们有望看到一个多强并存、各领风骚、群狼围攻独虎（SpaceX）的格局。
也许有人还有疑虑，这么多新火箭，发射能力会不会过剩？其实事在人为，需求是可以创造出来的。马斯克通过星链项目创造出来的卫星需求数量超过了过去几十年的总和。中国也有万颗星的星网计划，未来还有空间太阳能电站这种万吨级、更科幻的项目。
去年珠海航展，有机会和东方空间的创始人之一及CFO史圣卿聊天，他认为中国未来有足够的航天发射需求，完全容得下这么多新火箭公司。他非常乐观。
是的，我们完全有理由乐观。
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