中国想把火箭送上天,用的却是往可乐里打气泡的同一种气体。
航天初创企业Z-Trak Space正在试验一套不太一样的发射方案:用二氧化碳把火箭“推”出去。不是依靠火箭尾焰,而是让高压气流的爆发力完成第一程。这种气体在超过特定温度和压力时会变成超临界态——既像气体能流动,又像液体密度很高。对航天业来说,它的吸引力在于,可能省掉一批最贵的发射场基础设施。
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冷发射系统,就是把火箭弹射出地面,等它升到预定高度之后才点燃发动机。这个顺序跟传统热发射完全颠倒。热发射的流程是:发动机直接在发射台上点火,炽热的羽流瞬间冲刷台面和周边结构。这种尾焰温度能超过3000°C,能快速烧蚀设施。所以传统的发射工位必须配上厚重的导流槽和冷却系统,每次任务后还要大修。Z-Trak Space方面认为,正是这些要求推高了成本和维护周期。公司表示:“在需要高频次、快速响应的商业航天发射场景中,这会带来很高的时间和资金成本,直接影响发射节奏和响应速度。”
冷发射的逻辑很清晰。既然燃烧发生在升空之后,那灼烧性的废气就不会撞上发射台,地面支持设备也就不必反复承受极端高温的考验。Z-Trak Space判断,如果能把这种负担卸掉,发射频率就有机会提上去,对固定式发射基础设施的依赖也能逐步降下来。这对中国正在扩大的商业航天市场,意味着更具弹性的排期和更低的入门成本。
这项尝试由湖南智宇航天科技和驰洋空间动力技术公司联手推进,双方近期签署了合作协议。Z-Trak Space创始人张子涵曾在香港理工大学攻读航天工程。他把这套方案形容为具备变革潜力,认为如果能在商业规模上落地,它将“从根本上改变小型液体燃料运载火箭的模式”。
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