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西雅圖航太公司打造太空飛機 要替NASA實現20年前未竟夢想

「弧弳一號」想像圖。西雅圖新創公司「弧弳航太」利用新材料和新技術,打造一架可重複使用的太空飛機已取代發射費用昂貴的火箭。(取材自Radian Aerospace)
「弧弳一號」想像圖。西雅圖新創公司「弧弳航太」利用新材料和新技術,打造一架可重複使用的太空飛機已取代發射費用昂貴的火箭。(取材自Radian Aerospace)

太空總署(NASA)90年代嘗試設計實驗性的太空飛機X-33,希望能降低成本,取代昂貴的火箭,但因遭遇技術困難而於2001年取消該計畫;一家位於西雅圖的公司「弧弳航太」(Radian Aerospace)卻不願意放棄此想法,嘗試以現代的最新材料及滑撬式發射來達成目標。

有線電視新聞網(CNN)報導,弧弳航太於2016年創立,技術長霍德(Livingston Holder)是曾服役於美國空軍的太空人,正是先前X-33的計畫經理。「我領導了X-33項目,當時選擇放棄是因為評估成本將超出預算。但現在技術能力發生巨大變化,有比當時更輕、更堅韌、更耐熱的複合材料;以系統重量來看,推進劑燃燒效率、推進力也比以往更強。」

NASA的太空飛機概念事實上是想實現單級入軌(single-stage-to-orbit,SSTO),也就是從地面發射一個太空飛行器直接進入軌道,是可重複使用的發射系統,不像普遍的多級火箭(multistage rocket)在不同高度脫離燃料箱、引擎等部件。前NASA太空人霍夫曼(Jeffrey Hoffman)指出,要擺脫地球引力進入軌道,垂直發射火箭需達每小時1萬7500哩的速度,這使得火箭總質量的95%得用於裝載燃料。

「弧弳一號」(Radian One)便因此捨棄垂直發射,改用「滑橇式」加速後發射:它將沿著2哩長的軌道加速到0.7馬赫(時速537哩/864公里),釋放後再靠引擎驅動衝入太空。除了發射方式,該公司指出還有另兩個關鍵可以幫助克服SSTO的障礙:首先是起落架只為著陸設計,不用考量起飛,因此重量明顯減輕。再來是裝上垂直發射火箭沒有的機翼,在飛行時便多了升力。

霍德稱一般火箭像是18輪卡車,專載重物及大型設備,弧弳一號則像皮卡車載小設備和人員,但也能執行像部署衛星等酬載到軌道上的任務。弧弳一號號稱可重複使用多達100次,可搭載2至5名太空人,兩次任務之間只需48小時重整。霍德表示今年便會測試等比模型,全尺寸模型將於2028年開始飛行測試(但不進軌道)。

「弧弳一號」捨棄垂直發射,改用「滑橇式」起飛:它將沿著2哩長的軌道加速到0.7馬...
「弧弳一號」捨棄垂直發射,改用「滑橇式」起飛:它將沿著2哩長的軌道加速到0.7馬赫,釋放後再靠引擎驅動衝入太空。(取材自Radian Aerospace)

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