提到杰夫·索恩伯格（Jeff Thornburg），大眾可能有些陌生，但在航天推進(jìn)領(lǐng)域，他的履歷十分亮眼。2011 年至 2015 年間，他在 SpaceX 擔(dān)任推進(jìn)工程副總裁，主導(dǎo)開發(fā)了“Raptor”（猛禽）發(fā)動(dòng)機(jī)——這是人類歷史上首款真正飛行過的全流級(jí)燃燒循環(huán)（Full-Flow Staged Combustion Cycle，F(xiàn)FSCC）發(fā)動(dòng)機(jī)，如今以 33 臺(tái)集群的方式驅(qū)動(dòng)著 SpaceX 的“星艦”超重型火箭。

因?yàn)槔碚撔蕵O高且工程難度極大，這種發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)方式被航天工程界稱為“圣杯”（grail，意為卻極難找到或得到的東西）。蘇聯(lián)在 1960 年代就曾嘗試過該方式，但從未成功。索恩伯格在 SpaceX 的工作，就是把這個(gè)概念變成了可以量產(chǎn)飛行的產(chǎn)品。

圖 | 猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)（來源：SpaceX）

2021 年，離開 SpaceX 后，他與伊恩·沃巴赫（Ian Vorbach）和普拉尚斯·拉文德蘭（Prashaanth Ravindran）共同創(chuàng)立了 Portal Space Systems，專注于高機(jī)動(dòng)性航天器的研發(fā)。本周四，這家公司宣布完成 5,000 萬美元 A 輪融資，估值 2.5 億美元。加上此前從美國(guó)軍方獲得的 4,500 萬美元戰(zhàn)略資金，Portal 累計(jì)融資已超過 1.1 億美元。

圖 | 杰夫·索恩伯格（來源：Portal Space Systems）

讓 Portal 獲得關(guān)注的，是其押注的一項(xiàng)被 NASA 擱置了二十多年的技術(shù)：太陽(yáng)能熱推進(jìn)（Solar Thermal Propulsion，STP）。與當(dāng)前主流的化學(xué)推進(jìn)或電推進(jìn)不同，這種方案用可展開的聚光器將太陽(yáng)光聚焦，把推進(jìn)劑加熱到 2,000 至 3,000 開爾文后噴出產(chǎn)生推力。由于工作溫度極高，太陽(yáng)能熱推進(jìn)的比沖可達(dá) 750 至 1,000 秒，遠(yuǎn)超化學(xué)推進(jìn)的 300 秒左右。

比沖越高，相同質(zhì)量的推進(jìn)劑能提供越大的速度增量，執(zhí)行同一任務(wù)所需的推進(jìn)劑可大幅減少。以地球至火星轉(zhuǎn)移為例，若采用太陽(yáng)能熱推進(jìn)，飛船攜帶的推進(jìn)劑質(zhì)量有望降至化學(xué)推進(jìn)方案的三分之一甚至更低。省下的質(zhì)量預(yù)算可用于增加有效載荷、縮短飛行時(shí)間，或降低發(fā)射成本，這正是深空探測(cè)長(zhǎng)期面臨的瓶頸之一。

這并不是一個(gè)全新的概念。早在上世紀(jì) 60 年代，NASA 就開始相關(guān)方向的研究，1990 年代末得出結(jié)論認(rèn)為其在許多任務(wù)場(chǎng)景下性能更優(yōu)。但根據(jù) NASA 2003 年的評(píng)估報(bào)告，由于當(dāng)時(shí)太空內(nèi)機(jī)動(dòng)需求不足，項(xiàng)目被擱置。那個(gè)年代每年衛(wèi)星發(fā)射量不過幾十顆，多數(shù)航天器入軌后幾乎不再變軌，用更大的火箭一次性送到位反而更省事。

圖 | 太陽(yáng)能示意圖（來源：Portal Space Systems）

但如今，情況已經(jīng)截然不同：每年有數(shù)千顆衛(wèi)星被送入太空，光是 SpaceX 的“星鏈”一家就部署了超過 6,000 顆。在這個(gè)前提下，軌道資源日益擁擠，碰撞規(guī)避和軌位調(diào)整需求隨之增長(zhǎng)。與此同時(shí)，美國(guó)軍方對(duì)快速在軌機(jī)動(dòng)能力的興趣也在上升，試圖在軌道資源上搶占領(lǐng)先地位。這是 Portal 獲得軍方資金的背景之一，索恩伯格公開表示：讓美國(guó)的衛(wèi)星“在軌道上慢吞吞的移動(dòng)已經(jīng)不可接受了。”

為此，Portal 推出了一款名為“Supernova”（超新星）的主打產(chǎn)品，索恩伯格稱之為“軌道戰(zhàn)斗機(jī)”。其核心是一套名為 Hex 的 3D 打印推進(jìn)器，將聚光器與熱交換器一體化設(shè)計(jì)。與需要低溫儲(chǔ)存的液氫不同，Supernova 采用氨作為常溫推進(jìn)劑，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，理論上也具備在軌補(bǔ)加燃料的可能。

據(jù)公司披露，使用這套系統(tǒng)，航天器可在數(shù)小時(shí)內(nèi)從低地球軌道升至中地球軌道，一天內(nèi)抵達(dá)地球同步軌道。相比之下，傳統(tǒng)電推進(jìn)完成類似變軌往往需要數(shù)周甚至數(shù)月。

2025 年 9 月，Portal 在博塞爾工廠的真空艙內(nèi)完成了一項(xiàng)測(cè)試：Hex 推進(jìn)器以全功率高溫狀態(tài)運(yùn)行，公司稱這是商業(yè)航天領(lǐng)域首次在飛行級(jí)環(huán)境中驗(yàn)證太陽(yáng)能熱推進(jìn)技術(shù)。本周公司透露，飛行電子設(shè)備已搭載衛(wèi)星完成繞地驗(yàn)證，另一顆原型航天器預(yù)計(jì) 2026 年 10 月發(fā)射，首艘完整 Supernova 計(jì)劃 2027 年升空。

專注太空領(lǐng)域的金融服務(wù)公司Mach33 CEO 阿倫·伯內(nèi)特認(rèn)為，Portal 有潛力成為太空機(jī)動(dòng)性領(lǐng)域的重要供應(yīng)商。化學(xué)推進(jìn)燃料消耗大，電推進(jìn)推力太小變軌緩慢，太陽(yáng)能熱推進(jìn)在推力和效率之間找到了一個(gè)平衡點(diǎn)。不過這套系統(tǒng)能否在真實(shí)太空環(huán)境中可靠工作仍需驗(yàn)證：大型聚光器如何在發(fā)射時(shí)折疊、在軌道上穩(wěn)定展開？長(zhǎng)期暴露于太空輻射下材料性能如何衰減？這些問題都要等接下來的發(fā)射任務(wù)來回答。

索恩伯格還提到一個(gè)遠(yuǎn)期設(shè)想。太陽(yáng)能熱推進(jìn)的熱交換器結(jié)構(gòu)與核熱推進(jìn)（Nuclear Thermal Propulsion，NTP）相似，后者只是把太陽(yáng)換成核反應(yīng)堆作為熱源。不過，核熱推進(jìn)是 NASA 和 DARPA 正在推進(jìn)的方向，但監(jiān)管和安全門檻極高，不是初創(chuàng)公司能碰的。

索恩伯格的想法是先用太陽(yáng)能熱推進(jìn)在軌驗(yàn)證核心部件，為未來核熱技術(shù)積累工程數(shù)據(jù)。“我可以在軌道上把技術(shù)做成熟，比在地面建 20 億美元的核安全測(cè)試設(shè)施快得多。”他說。這個(gè)說法是否成立，同樣有待時(shí)間檢驗(yàn)。

https://techcrunch.com/2026/04/09/portal-raises-50-million-to-build-a-new-kind-of-high-power-rocket-engine/

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍