​马斯克的火箭用的是什么燃料

马斯克的火箭用的是什么燃料

液氧甲烷现在SpaceX将启动一项从地球大气中清除二氧化碳的计划，并把它转化为火箭燃料。

马斯克的团队综合考虑了很多很多的因素，确定了甲烷火箭这个方案是可行的，而且是综合下来的最优解了。首先，煤油的密度是813克/升，液态甲烷是422克，液氢是70克，液氢的密度低得令人发指。

不管是液氧煤油火箭，还是氢氧火箭，还是液氧甲烷作为燃料，液氧是跑不了的，就以液氧为标准，完全燃烧的话，1克煤油要搭配2.7克液氧。一克甲烷要搭配3.7克的液氧，1克液氢要搭配6克的液氧。

你会发现火箭除了发动机就是燃料罐，液氧煤油火箭，煤油是个小罐子，液氧是个大罐子。到了氢氧火箭，液氢绝对是个超级大罐子，比液氧的罐子大五倍，这就是超低密度带来的问题，罐子太大，也就加大了结构重量。用甲烷的话，罐子比煤油大了40%，但是和液氧罐子大小差不多，比较平均。综合下来是划算的。

甲烷还有一个好处，液态甲烷的温度-161度，液氧是-183度。煤油是常温储存，不同的煤油凝固点不统一，大概也就零下40多度吧，液氢是-253度。反正液氧和煤油的温度差达到了-200度左右。液氢和液氧的温度也差了将近70度。也就是说，液氢会把液氧冻成大冰坨子，液氧也会把煤油给冻成固体，这俩燃料罐是尽量不要做成背靠背。要想减轻结构重量，做成共底储箱，难度相当大，起码要解决保温的问题。

图：共底储箱

但是，液氧和甲烷的温度差不多，甲烷的冰点是-182度，比液氧的沸点-183度恰好高了一丝，没关系，这点温差稍微采取一些保温措施就能解决。这样，我们就可以把燃料罐做成一体的，中间加个隔板隔开，一边放液氧，一边放甲烷。这就是所谓的共底储箱。这就是液氧甲烷作为燃料带来的一个额外的好处。共底储箱变得比较省事儿。液氧煤油或者是氢氧要做共底储箱也不是不行，但是代价比较大。

那么，最关键的是液氧甲烷发动机的性能怎么样呢发动机的一个非常重要的指标就是比冲。比冲的上限是由燃料决定的。理论极限，液氧煤油发动机是370，液氧甲烷是422，氢氧发动机是532。但是，实际上没有那么高，RD180是著名的液氧煤油发动机，海平面比冲也才311，真空比冲338。航天飞机的发动机是最出色的氢氧发动机，海平面比冲366，真空比冲才452。

可想而知，甲烷发动机的性能也就在氢氧发动机和液氧煤油发动机之间。不高不低，海平面比冲能有330多，也就能满足马斯克的需求。