曾参与打造SpaceX猛禽发动机的工程师押注太阳热推进

Portal Space Systems联合创始人兼首席执行官Jeff Thornburg曾在SpaceX主导将一项政府研究项目工程化,最终形成该公司目前推力最强的火箭发动机“猛禽”(Raptor)。如今,他试图在自己的创业公司复制类似路径——把NASA曾被搁置的一项概念,转化为新一代航天器的高功率推进系统。

Portal成立于2021年。公司于本周四宣布完成5000万美元A轮融资,投后估值约2.5亿美元。本轮融资由Geodesic Capital和Mach33领投,Booz Allen Ventures、ARK Invest、AlleyCorp和FUSE等机构参投。加上此前资金,Portal目前已获得约6750万美元私人资本和美国军方约4500万美元的战略资金支持。

公司正在研发的核心技术被称为“太阳热推进”。与现有在轨推进系统主要依赖化学推进剂燃烧,或利用太阳能转化为电能驱动高效但推力较低的电推进不同,Portal的方案通过聚焦太阳辐射,将推进剂加热至高温,以高速喷出产生推力,从而为航天器提供更高功率的机动能力。

太阳热推进并非全新概念。自20世纪60年代起,该技术一直出现在政府研究机构的课题中,近年也被视为向星际空间发射探测器的一种潜在方案,但尚未实现轨道飞行验证。Thornburg与联合创始人Ian Vorbach和Prashaanth Ravindran计划在未来两年内推动这一技术完成在轨演示。

Thornburg的职业生涯始于美国空军,曾参与一种被工程界称为“全流分级燃烧”的新一代高效高推力火箭发动机研发。约十年后,他受Elon Musk邀请加入SpaceX,将相关概念工程化,最终形成目前为该公司大型运载系统Starship提供动力的猛禽发动机。此后,他先后在Stratolaunch和亚马逊Kuiper项目任职,随后再次回到推进技术创业领域。

在Thornburg看来,太阳热推进是火箭推进技术演进中的“下一逻辑步骤”。NASA在20世纪90年代末曾对该技术进行广泛研究,并在2003年委托的一份报告中指出,在多种应用场景下,太阳热推进在性能上具有优势。但报告同时提到,由于当时对在轨高机动性的需求有限,该技术未被继续推进。

彼时,卫星和深空探测器发射频率较低,通过更大推力的运载火箭直接送入目标轨道被视为更简单的方案,业界对在轨推进能力的投入有限。当前情况已发生变化:每年发射的卫星数量以千计,美国军方也提出航天器需在轨道间快速机动,以执行监视或威慑任务的需求。

“在轨道上缓慢移动已不再被接受,”Thornburg在接受TechCrunch采访时表示,“你知道,中国的航天器正在绕着我们的航天器转圈。我们需要同等的能力。”

Booz Allen Ventures董事总经理Travis Bales表示,Portal获得美国军方战略资金,部分原因在于其技术被视为在未来“轨道战争”场景中具有潜在价值。Mach33首席执行官Aaron Burnett则指出,未来地球轨道上可能会有数百万颗卫星提供通信和算力服务,运营方将需要更低成本的方式进行在轨避碰和轨道调整,他认为Portal有望成为“空间机动性主力”,为多类用户提供推进能力。

要实现上述设想,Portal首先需要在轨道上证明其技术可行。公司称,其飞行电子设备已于上周完成一次绕地试飞,另一型原型航天器预计将在今年10月发射。根据规划,Portal计划在2027年发射首艘名为“SuperNova”的航天器,用于展示其发动机的在轨工作原型。Thornburg将这一平台称为“轨道战斗机”。

Portal表示,公司在推进系统设计中利用了增材制造和材料科学的最新进展,开发出一种将太阳聚光器与喷嘴集成的“Hex”推进器。

在航天领域,一些工程师和爱好者将核动力火箭视为提升太阳系内运输能力的下一步,但构建此类系统面临的监管和法律门槛较高,被认为超出大多数初创企业的承受范围。Portal方面认为,其太阳热推进技术路径与核热推进存在共通之处:后者本质上是用核反应堆产生的热量替代太阳热源。

Thornburg表示,当美国政府着手建设核热推进系统时,Portal团队在太阳热推进项目中已在轨道上验证了许多关键部件。“我能比建造一个价值20亿美元且核安全的地面测试设施更快地推动这项技术在轨道上的成熟,”他说。


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