中國神話傳說中有一個桀驁不馴的代表人物——齊天大聖孫悟空。這個人物後來被如來佛祖打敗，被緊箍咒給馴服，然後變成了實力強大的正面人物。其實在航天燃料領域也有這麼一個桀驁不馴的傢伙，實力強大但又不服管教，一旦人類馴服了它，它又非常省心。這個角色對氫氣來說那是當之無愧的。
一、實力強大
1.無處不在，儲量豐富
氫元素，是宇宙中含量最高的元素，太陽系所有星球加到一起，有90%以上的重量都是氫元素，其他星系也是差不多。無論走到那裡，氫元素都是非常普遍的。如果未來用這樣的物質作燃料，那將是取之不盡用之不竭的。
2.密度小，身體輕
氫氣是密度最小的氣體之一，早先的氫氣球可以做成飛艇載人飛行。即使做成液態的氫，它的密度也是很小的，同樣是液體，火箭燃料煤油的密度是液氫密度的11倍多。用液氫燃料的火箭要比用煤油燃料的火箭輕很多。對於火箭來說，自身體重越小，攜帶燃料越多，運載能力就越強，用液氫燃料的火箭顯然符合這樣的條件。甚至未來的核動力火箭，也會使用液氫作為等離子體原料，產生強大的推力。
3.能量高，脾氣暴
氫氣在氧氣中可以劇烈燃燒產生3000度的高溫，能量也很高，液氫液氧燃燒的能量是TNT炸藥的5.4倍。對於火箭來說，起飛時推力越大越好，但飛起來以後則是比衝越大越好。液氫燃料的比衝能夠達到457秒，比其他燃料的比衝都高，比一些固體燃料能高出將近一倍，比一般液體燃料也能高出將近50%。因此各個航天大國都不惜代價研究氫氧發動機。
當然，如果考慮核聚變中可能用到氫的兩種同位素氘和氚，那麼氫的能量就更加強悍了，未來的火箭也可能使用聚變反應來產生強大推力。
4.最乾淨，最清潔
中國長征二號和長征三號的主發動機燃料是偏二甲肼和液態四氧化二氮，這樣的燃料本身是有毒的，而且燃燒產物也是含有有毒氣體的（在不能保證完全燃燒的情況下）。很多固體燃料火箭，也是環境不友好的。至於使用液氧煤油發動機的火箭，雖然算作清潔能源火箭，但是燃燒的產物依然有二氧化碳這樣的溫室氣體，甚至可能有一氧化碳和固體小顆粒。只有氫氣燃料，本身無毒，燃燒產物就是水，完全是清潔無汙染的。
不僅是火箭，就連汽車也曾經考慮使用氫氣作為燃料。美國研究了氫氣燃料汽車幾十年，直到奧巴馬上臺才放慢了腳步。用氫氣和氧氣製作成的燃料電池，不產生任何有毒氣體，而且不產生熱量，完全把化學能轉化成電能供汽車使用，效率非常高，唯一困難的就是氫氣難以儲存，汽車攜帶有難度。
氫燃料汽車，新能源無汙染汽車
二、難馴服
1. 捉迷藏
雖然氫號稱是宇宙中最多的化學元素，但是地球上卻找不到氫氣的影子，因為地球的引力太小，早先的氫氣全部都逸散掉了。要想在地球上找到氫氣是非常困難的，我們現有的氫氣主要是從水裡面電解出來的。如果考慮到人類需要先發電，然後從水裡面把氫氣電解出來，最後再把氫氣燃燒變回水，這樣的一個循環，不僅不能創造能量，而且還有能量損耗，從經濟上來說是很不划算的。當然，工業上氫氣也可以從甲烷製取，製備成本也是不低的。但是考慮到氫氣的強大威力，人們還是寧可捨近求遠也要把氫氣從五指山下解救出來。
2.難壓縮
上文說到了，氫氣密度非常小，都可以做成飛艇把人帶到天上。因此火箭如果直接用氫氣作燃料的話，那後面得背上多大一個氣包啊。這樣的大氣包得給火箭帶來多大的阻力啊！因此要想把氫氣用作火箭的燃料，就必須把氫氣壓縮液化。想液化氫氣，可沒有液化石油氣那麼簡單，必須要非常低的溫度才行。多低呢？零下253度，這個溫度看起來不像很低，可是就怕比較，乾冰的溫度是零下78度，液氮的溫度是零下196度。液氫的溫度，可以把空氣變成“空氣冰塊”。因此想把氫氣變成液體是很困難的，一旦變成液體，儲存和保溫也是很難的事情。現在的氫氧燃料火箭不僅要製作密封性很好的液氫儲罐，還要包裝上厚厚的保溫材料才行。
補充一點，未來液氫也可以進一步壓縮變成金屬氫，能量密度極高，不僅用於火箭有優勢，做成武器更是威力無比。美國科學家已經宣稱制備出來了，但距離大量製備和常溫常壓下實用還有很長的路。
很低的溫度，空氣都能凍住（注：本圖不是固態空氣而是冰）
3.難相處
液氫是比較難相處的材料，因為它的溫度太低了，很多材料包括很多金屬在這樣的低溫環境下，都會變脆，在劇烈的震動下就會碎裂掉（而火箭起飛時是必然有劇烈震動的）。因此氫氧發動機的輸送管道以及液氫泵的材料都是特製的。各個國家都在這方面吃過虧，包括美國在內的各個國家都在研製大推力氫氧發動機的過程中遇到了液氫泵軸承故障的難題。我們國家的長征五號據信也是一臺發動機的液氫泵出現了問題。
不僅如此，液氫如此低溫，還會把空氣給凍成固體，固體空氣很有可能堵塞管道，而且被凍住的空氣裡還有固態的氧。固態氧與氫氣接觸也是很危險的，再加上固態空氣與管道摩擦可能產生靜電，那就更危險了。而正常的火箭貯箱裡都是有空氣的，要想不發生意外，就必須在灌裝液氫以前先把空氣趕跑，這個過程主要靠氦氣趕走空氣。因此，所有的氫氣燃料火箭發射前需要的準備時間都是很長的。
SLS液氫貯箱
更要命的是，萬一氫氣發生洩漏，與空氣混合是很容易發生爆炸的，因此，火箭準備和排練的過程中，必須要有足夠多的安全防護措施。
各個國家都沒少吃氫氧爆炸的危害，中國1978年實驗氫氧發動機爆炸十幾人受傷。日本研製氫氧發動機時也發生過爆炸。
4.暴脾氣
即使氫氣不洩露，不爆炸，低溫能克服，對於火箭發動機來說，氫氧火焰的溫度也是很難忍受的，畢竟這是3000度的高溫。任何材料都難以長時間忍受這樣的高溫，必須有足夠的降溫措施才行，多數氫氧發動機就是通過液氫給發動機壁來降溫的。
即使這樣，發動機內壁材料也難以忍受這樣高溫的蹂躪。目前國際上主要有兩種材料能滿足氫氧發動機內壁的需求，一種是西方主流的銀鋯銅合金，一種是中國使用的鋯銅合金，我國使用的材料性能要比銀鋯銅差一些。
有朋友說了，我們也用銀鋯銅不就行了？其實這是材料科學的一個難題。對於一種材料來說，只知道成分是遠遠不夠的，還要知道製造工藝。就像我們古代的唐刀、棠溪寶劍等著名兵器，鋒利無比，材料也並不複雜，但工藝都失傳了，現代人需要不斷摸索才能參透工藝的秘密。航天材料也是一樣的，我們需要對新材料的製作方法和加工方法進行攻關，未來可以用到新型大推力氫氧發動機上。
液氫具有無可替代的優勢，是現階段理想的火箭燃料，我們國家必須加大力度摸透它的脾氣，研製最高效的緊箍咒——大推力氫氧發動機，才能在未來的航天舞臺上穩佔第一梯隊的陣營。希望青少年朋友們立志投身國家的火箭研發或者材料科學研發，將來必定大有作為。
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