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上周五，科罗拉多州的太空技术创业公司Escape Dynamics宣布，他们已经成功测试了自己宇宙飞船发动机的原型机，并准备进入下一阶段的研发工作。就其本身而言，这听起来并不是什么大新闻，全世界各地都有公司在测试他们的火箭发动机原型机。 只不过，Escape Dynamics并不像传统火箭那样使用受控爆炸的方式点燃化学燃料从而驱动发动机。相反，该公司通过房间另一头的微波天线把能量束投射到发动机上，以此进行驱动。 在太空技术这个到处吹嘘“游戏规则改变者”的行业，这可能是真家伙。火箭由来自地面的能量束进行驱动，这能够让它们变得更加高效，并携带更多的有效载荷。
 Escape Dynamics太空飞船飞行方式的效果图。 “关键是超越化学火箭。”Escape Dynamics总裁兼首席运营官拉提夏·加里奥特·德卡尤克斯（Laetitia Garriott de Cayeux）告诉我，“使用化学推进技术逃离地球引力，这种技术已经沿用了超过50年时间。但化学推进技术存在两个主要限制：制造成本让人望而却步；以及完全没有常规化的按需发射能力。” Escape Dynamics对于太空飞行的愿景与此有着很大的不同。该公司打算使用大规模的电池组从普通电网中（或者是现场的太阳能电池板、风力涡轮机以及其他可用的发电装置）汲取能量。一旦电池完成充电，飞船就能准备起飞了，电池的能量会被输送到一组模块化的微波天线相位阵列，这个阵列的面积会达到1平方公里。然后，天线会朝着飞船上的一台热交换器发射微波能量束。这个热交换器将加热燃料箱中的氢，从而产生能量驱动飞船火箭进入轨道。 尽管这听起来很复杂（情况也的确如此），但这给发射宇宙飞船带来的好处是巨大的。这些能量可以由电网和/或可再生能源提供，而不是成本更加高昂的火箭燃料。而且，它也更加高效。 火箭的效率一般是用比冲量（specific impulse）这个指标进行衡量的，它是火箭所产生推力跟燃料重量流量的比值。传统化学火箭的比冲量是460s，这就是为什么化学火箭要造成多节的样子，一节火箭发动机的推力无法把飞船送上轨道。 需要制造多节火箭在一定程度上推高了火箭的成本——反过来看，这就是为什么SpaceX这样的公司要尝试重复利用第一节火箭，目的就是降低成本。不过，如果是使用外部推进力的话，Escape Dynamics认为，自己火箭发动机的比冲量能够达到600s以上——这足以用一节火箭就把飞船送上轨道了。
 Escape Dynamics外部推进测试的热影像。 这就使得该公司发动机的实验室测试结果显得潜力巨大。这些试验表明，Escape Dynamics发动机的比冲量能够超过500s。而且，为安全起见，Escape Dynamics在测试中使用氦（而不是氢）作为火箭推进剂。该公司首席执行官兼首席技术官德米特里·塞利亚霍维奇（Dmitriy Tseliakhovich）告诉我，如果使用氢作为推进剂，他们的计算机模拟结果显示，发动机的比冲量将超过600s。 Escape Dynamics的下一步将是在沙漠的露天环境下测试自己的系统，在数百米以外的地方向使用氢推进剂的发动机发射能量束。一旦获得成功，他们将使用微波能量束驱动无人机上天。 如果那也获得了成功，那么第三个主要测试阶段将是建造一个足以把飞船送上太空（而不是轨道）的大型系统。计划的最后一步将是建造全尺寸的基础设施（其中包括占地1平方公里的天线阵列），以驱动飞船进入轨道并把它带回来。
 Escape Dynamics的太空飞船设计图解。 每一步的代价都会非常高昂。加里奥特告诉我，亚轨道飞行研发阶段的花费预计将耗资约2亿美元，而实现完整轨道飞行的总成本将达到10亿美元左右。这意味着，随着Escape Dynamics继续开展研发工作，该公司需要为下一阶段筹集资金。 不过，Escape Dynamics目前的主要投资者兼董事会主席理查德·沙登（Richard F. Schaden）并不担心融资的问题，他预期在数月之内进行一轮新的融资。 “我们现在已经找到感兴趣的投资者！”他告诉我，“就目前来看，选择权掌握在我们手上。我们在下一阶段所需的资金已经现成可用，我必须做出一些决定。” 如果一切按照计划进行，Escape Dynamics预计在本世纪20年代早期发射火箭升空。而且，该公司预计，这种高效、低成本、高频次的太空发射将拥有巨大价值。 “这是一项长期的工程，但它最终会带来非常可观的回报。”沙登说，“这将大大减少把卫星发射到低地球轨道的成本。” 塞利亚霍维奇补充说：“能够以实惠和可靠的方式进入太空，那将改变我们的生活方式。能够藉此做成的事情非常非常多，我希望我们能够尽快迎来那一天。”
译 何无鱼 校 徐笑音 |
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