太空新創公司 Astrobotic 成功完成新世代旋轉爆震火箭引擎「Chakram」測試,打破推力與持續燃燒時間紀錄,證明這項被視為「難控制」的新技術有望真正步入商用階段。
傳統火箭引擎像瓦斯爐,藉燃料和氧化劑混合後「穩定燃燒」產生推力,但旋轉爆震火箭引擎(rotating detonation rocket engine,RDRE)不是透過燃燒,而是利用燃料進入環形燃燒室後產生超音速「連續衝擊波」,進一步形成推力,優勢為榨出燃料更多能量,讓火箭更省油(比衝高)、推力更大、引擎更輕。
但由於不斷引爆,旋轉爆震引擎缺點為燃燒室溫度極高、震動劇烈,極難控制下場,引擎很容易把自己炸爛。
過去用於航太、高超音速系統的 RDRE 技術實驗很多,但飛行經驗很少,而太空新創公司 Astrobotic 在預算不多、團隊規模不大的前提下,成功於 NASA 馬歇爾太空飛行中心「馴服」自爆野獸。
據報導,Astrobotic 兩台 RDRE 引擎原型機「Chakram」通過 8 次熱火測試,過程產生超過 4,000 磅推力,合計點火 470 秒,其中單次持續燃燒時間達 300 秒且引擎未在點火過程受損,打破 2023 年 NASA 測試 RDRE 引擎的點火時長紀錄,令業界大吃一驚。
NASA 於 2022 年開始測試自己的 RDRE 引擎,一年後取得突破性進展,RDRE 引擎原型於熱火測試產生超過 5,800 磅推力,持續時間 251 秒。
雖然 Chakram 引擎原型測試告捷,但離真正飛上太空還有一段路要走,接下來還必須克服一些技術瓶頸,比如推力控制:登陸月球不能全力衝刺,而必須有類似油門的機制自由控制推力大小;以及減輕重量,將笨重原型引擎瘦身成能飛上太空的輕量版。
除研發新世代火箭引擎,Astrobotic 於太空探索領域肩負其他野心,該公司是第一家向月球發射著陸器的私人美國太空公司(2024 年),可惜因推進系統異常未能成功著陸。不過 Astrobotic 正執行向月球南極發送著陸器的後續任務,預計今年某季發射。
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(首圖來源:Astrobotic)






