用二氧化碳弹射火箭:中国初创公司测试超临界CO₂冷发射技术

CO₂冷发射概念图

传统火箭发射的场景你已经很熟悉:倒计时归零,引擎轰鸣,火焰从喷管喷出,火箭缓缓升空。但中国一家航天初创公司正在测试一种完全不同的发射方式:先用气体把火箭"弹"上天,再在空中点燃引擎。

冷发射是什么

湖南智宇航天科技(Z-Trak Space)正在开发的系统使用的是超临界二氧化碳。超临界状态是指二氧化碳同时处于特定温度和压力阈值之上,兼具气体和液体的特性,能产生巨大的膨胀力。发射时,高压CO₂迅速膨胀,将火箭从发射筒中弹射到空中,火箭离开发射台后才点燃引擎。

这与传统的"热发射"形成鲜明对比。热发射时,引擎在发射台上直接点火,超过3000°C的高温废气直射发射台和导焰槽。每次发射后,发射塔架、导焰槽和防护系统都需要大量检修,成本高昂且耗时。用智宇航天的话说:"在需要高频次、快速响应的商业航天发射场景中,这带来了高昂的时间和资金成本,直接影响发射节奏和响应速度。"

四个优势

第一,保护发射设施。引擎不在地面点火,3000°C的废气不会冲击发射台,大幅减少设施损耗和维护需求。

第二,提高发射频率。维护时间缩短意味着发射节奏可以加快,这对商业航天至关重要。

第三,减少燃料消耗。火箭被弹射到一定高度后才启动引擎,低空段的燃料消耗由CO₂膨胀力"代劳"了。

第四,环境友好。CO₂无毒,智宇航天称系统具备"高安全性、低成本、清洁环保、低烧蚀"的特点。

技术背景

冷发射并不是全新概念。导弹发射系统(特别是潜艇导弹和陆基机动导弹)早已广泛使用冷发射技术,通常用压缩空气或燃气将导弹弹出。智宇航天的创新在于将超临界CO₂应用于商业火箭发射领域,瞄准的是成本和频率而非军事隐蔽性。

这个项目由湖南智宇航天科技与奇阳空间动力科技公司联合推进。创始人张子涵毕业于香港理工大学航天工程专业,他表示如果成功商业化,这项技术将"根本改变小型液体燃料火箭的发射模式"。

中国商业航天加速

这项技术出现的背景是中国商业航天产业的快速扩张。2025年,中国商业航天完成了50次发射,超过全国发射任务总数的一半。在这个赛道里,谁能降低发射成本、提高发射频率,谁就能赢得市场。冷发射技术如果能商业化落地,将为小型液体燃料火箭提供一个绕过传统发射设施限制的新路径。

不过,这项技术能否实现商业化落地仍有不确定性。超临界CO₂弹射系统的工程复杂度、可重复使用的可靠性、以及与现有火箭设计的兼容性,都是需要验证的问题。

来源:TechRadar(原载 SCMP)