据悉,Stoke Space正在设计一种完全可复用的液氧甲烷-液氢运载火箭Nova,能在24小时内回收复用。这是一种两级火箭,介绍称,Nova的二级火箭会和一级火箭一样进行垂直动力回收,且整流罩将固定在二级上,具有可重复使用能力。当前,明确有“整箭回收”目标的是SpaceX的星舰,商用后的星舰能在6-8小时内回收利用。
TechCrunch消息称,8月中旬,Stoke Space正在寻求授权,计划在明年进行大约2次发射。该公司向监管机构表示,Nova预计每年最多可进行10次发射,在不重复使用情况下,最多能将7吨有效载荷送入近地轨道。
Stoke Space的Nova是较为“娇小”“扁圆”的特殊运载火箭,去年其第二级火箭已成功实现了10米左右的VTVL测试,如今在不断加速试验节奏。它的定位是中型运载火箭,瞄准的是小卫星发射市场。
要实现火箭100%全复用
Stoke Space创始人的想法与马斯克相似:火箭的完全复用是未来航天发展的关键。
“Andy和Tom都觉得,火箭的未来是完全快速可复用的火箭,每天往返于太空运送货物,类似于联邦快递,甚至频繁到无聊,”Stoke Space的前业务开发VP Devon Papandrew说。
Andy Lapsa是密西根大学博士,在蓝色起源任职10年,担任了BE-3发动机项目的总监,是BE-4团队最初的三名成员之一。BE-4是由蓝色起源开发的液氧甲烷发动机,不仅将用于新格伦火箭,还被ULA选中作为新一代Vulcan的主要发动机。
图源:蓝色起源
然而蓝色起源成立20余年,还未进入轨道。它有一款新谢泼德(New Shepard)运载火箭,为亚轨道飞行设计,不具有将有效载荷送入轨道的能力。新格伦火箭(New Glenn)则是为了轨道任务设计的,在2012年之前启动了研发工作,Andy Lapsa也正是从2011年开始开发过BE-4,新格伦火箭第一级便是由7台BE-4发动机组成,推力可达380万磅。
图源:Geek wire,Andy Lapsa在蓝色起源工作期间(2017年)
新格伦火箭的首飞计划一再推迟,目前已安排到2025年左右。在蓝色起源,Andy Lapsa距离火箭实现快速复用的目标一眼望不到头。
随着商业航天的发展成熟,Andy Lapsa意识到,做火箭不再像20世纪60年代那样需要设计数以万计的员工,在漫长岁月里做研发。时至今日,即使是很小的团队,只要这支团队里有从头到尾开发经验和飞行经验的人,也可以在同一时间框架里完成工作。
2019年9月,三十多岁的Andy Lapsa离开了蓝色起源,准备寻找更快的办法做可重复使用的火箭。这年8月,SpaceX正在对星舰原型机“星虫”(starhopper)做150米的自由悬浮测试,成功飞行至150米。自2015年底,SpaceX的“猎鹰9-FT”一子级就成功陆上回收,实现火箭部分重复使用的首次突破,经过数次迭代测试,SpaceX已经逐步掌握猎鹰9号和龙飞船的回收复用技术。
SpaceX聚集全球顶尖火箭人才,团队惯于执行且以回收复用火箭为目标,对Andy Lapsa来说,理应是一个理想之地。他开始和在SpaceX干了3年、15年甚至更久的员工做了交流,竟然得出这样一个结论:“他们已不复当年,身心俱疲。( They’re shells of their old selves. They are burned out.)”据称,SpaceX的员工的工作时长达到每周82至100小时,对身心损耗极大。
SpaceX的目标太宏大了。Andy Lapsa认为,做全箭回收的公司可以不止SpaceX一家,公司的发展可以有不同的路走。“我对SpaceX所做的一切充满敬意,它几乎推动了商业太空的发展和未来,但我认为SpaceX打造的商品是规模庞大的,并不是所有客户都需要这样的服务,我们可以满足对市场的替代性服务需求,如某个客户只想在特定时间将物品送达特定地点。”
Andy Lapsa拉上前同事Tom Feldman,一位同样做BE-4推进设计工程师的老朋友,在华盛顿州成立了Stoke Space,只有5名员工,两个人没有任何业务和融资经验,没有办公室也没有测试场地,就这样开始。
图源:Stoke Space
不同于星舰发射系统执行大型载荷任务,他想造一类更小的火箭,适应变化之中的航天工业推出的小型卫星。并且目标明确,Stoke Space的许多设计决策都是围绕实现火箭24小时内周转和复用的核心目标来做的。
为了能让工程师的工作效率和健康得到平衡,Andy Lapsa在Stoke Space尝试给员工一种“弹性工作”的状态,员工们可以每周只工作40-60小时,也可以忙碌度过100小时的工作周,但需要认真对待每一阶段的截止时间。
后来,在华盛顿肯特郡,他们拥有了21000平方英尺的工厂,2021年4月摩西湖(Moses Lake)机场附近2.3英亩的荒芜地皮开设火箭测试设施,同年9月投入使用。YouTube栏目GREAT SPACEX介绍:“令人震惊,短短几个月,Stoke Space将一片空地变为了测试场地,在这里他们进行了许多组件测试。”