太空漫步者以其创新的火箭设计方法和发射系统,在不断发展的航空航天技术领域开辟了一条独特的道路。
这家初创公司得到了东京科技大学(TUS)的支持。它的目标是利用其独特的能力来应对卫星发射面临的挑战。
在10月8日的演讲中,“太空漫步者”团队概述了该公司的愿景和旨在克服的障碍。他们还讨论了通过可重复使用的小型火箭改变卫星发射市场的计划。
该公司是一家开创性的创业公司,致力于让太空旅行像登机一样日常。为了让太空离每个人更近,它正在开发可重复使用的火箭,旨在使人们能够负担得起,频繁地进入太空。
太空漫步者成立于2017年,以九州理工学院的研究为基础,获得了大量资金和行业合作伙伴关系,包括JAXA的直接投资。其不断发展的结构和多样化的人才库反映了其领导日本进入下一个太空探索时代的承诺。
传统上,火箭制造商以垂直整合的方式管理从生产到卫星发射的一切。“然而,对于可重复使用的火箭,我们设想了一种类似于航空公司的模式,”首席执行官昭hide Manabe指出。“火箭将作为金融资产出租,就像波音和空客向日航和全日空等航空公司提供飞机一样。”
太空行走者的最终目标是像提供其他移动系统一样提供火箭,最初的重点是小型卫星的无人发射。“我们预计未来火箭可以实现快速的长途旅行,”Manabe分享道,设想从东京到纽约的40分钟旅行。
有人可能会指出,将火箭租赁给其他公司会加剧竞争。事实上,由于地理位置的限制,日本目前的发射能力限制在每年100次左右。然而,Manabe保证说:“全球对小型卫星发射的需求很大。”这种需求大部分来自低地球轨道卫星,这些卫星通常在大约5年后需要更换。他指出:“由于大约10%的卫星出现故障,这为我们的小型火箭创造了巨大的包机需求。”
“太空漫步者”项目预计将满足每年10%的卫星发射需求。10%相当于大约1000个请求。“然而,我们每年只能发射100次左右。这就把90%的市场留给了其他公司,”他解释道。“通过覆盖未满足的需求和租赁火箭,我们可以参与火箭发射市场,而不必自己发射所有卫星。”
“太空行走者”根植于tus开发的技术,其特点是用于液氧的轻质碳纤维复合材料和独特的耐燃材料。Manabe指出:“这使我们能够制造出世界上最轻的油箱。”
“定向制导控制对可重复使用的火箭至关重要,”他解释说。传统的系统遵循预定的路径,如果发生偏差,就有可能发生空中爆炸。
然而,太空漫步者已经开发了一种可重复使用的控制系统,用于安全设计。考虑到它未来的交通计划,这是一项特别重要的成就。“我们的系统功能类似于谷歌地图,如果拐错了路,它会重新计算路线。同样,如果发生飞行错误,我们可以调整火箭的目的地,以确保安全返回。”
“首先,缺乏轻量化技术阻碍了发展,”太空漫步者的联合创始人昭hide Manabe说。“大约90%的火箭依靠重金属燃料箱作为深压系统。这就形成了一个循环,需要额外的燃料来提升燃料箱的重量,从而导致更大的火箭。”
Manabe还谈到了第二个挑战:“火箭技术的发展主要集中在圆柱形的一次性设计上。”Manabe以SpaceX和蓝色起源(Blue Origin)等老牌公司为例。“他们的火箭采用逆推力着陆,这增加了燃料消耗。”
虽然目前有较大的可重复使用火箭,但小型火箭系统缺乏这种能力。Manabe强调:“我们的优势在于我们在开发轻质复合材料方面的经验。该公司采用了一个带翼的系统,允许在下降过程中省油滑翔,有可能以最小的燃料消耗进行往返飞行。它类似于美国宇航局航天飞机的缩小版。
在讨论火箭的上一级时,Manabe将其与典型的火箭进行了比较。“虽然我们考虑自己制造,但我们选择了与现有制造商合作。在日本内阁府SBIR(小企业创新研究)计划下的测试发射期间,我们将购买上部级并演示系统的可行性。”
他补充说:“我们已经与目前发射火箭的制造商合作,这些制造商目前发射的火箭价值约为11亿日元(660万美元)。”“然而,他们的系统是一次性的。通过引入可重用性,我们可以显著降低成本,有可能将第一阶段的制造成本降低至少一半。”
在《太空漫步者》的愿景中,可持续发展成为一个核心主题。Manabe强调说:“环保火箭是必不可少的,因为一次性火箭既昂贵又对环境有害。”“我们的目标是利用稀有的液化生物甲烷作为推进剂,实现可持续的太空运输。”
他们与Air Water合作,将北海道奶牛的甲烷气体转化为火箭燃料,确保他们的火箭是环保的。
火箭规格包括总长度17.5米,翼展12.9米,初始发射质量54吨。此外,它将容纳两名机组人员和六名乘客。“该设计处于改进阶段,采用了我们内部开发的液化甲烷发动机,该发动机经过了广泛的开发。”
目前对发射的需求集中在5亿日元(330万美元)以下。典型的订单从3亿日元(200万美元)到4亿日元不等。Manabe解释道:“如果我们以5亿日元的价格推出新产品,我们每年将创造约500亿日元(3.34亿美元)的收入。”“然而,以每个2亿日元(合130万美元)的价格租赁900个火箭体,可以产生约2000亿日元的收入。”
展望未来,未来的商业计划包括提供卫星发射服务和建立火箭租赁模式。他说:“到2040年,我们的目标是发展成为一个规模超过2500亿日元(16亿美元)的业务,同时销售复合油箱和其他项目。”
自2017年成立以来,Space Walker的累计融资总额不到18亿日元(合1200万美元)。虽然教育部将该公司排除在目前的支持计划之外,留下了资金缺口,但太空行走者的财务计划仍然雄心勃勃。Manabe透露了公司到2028年上市的目标,并表示希望增加海外投资。
此外,Manabe透露,“我们计划通过与JAXA和东京科学大学的联合研究,到2026年建立火箭技术。”他们的目标是在2028年之前用富士号和瑞金号火箭进行太空环境实验,为他们的第一颗卫星发射铺平道路。到2030年,他们计划将火箭改造为太空旅游,发射“永富”火箭,并开始商业太空运输。
在他的结束语中,Manabe表达了他对日本在全球太空领域地位下降的担忧。他表示:“多年来一直活跃的日本正在失去其在世界上的地位,这相当令人担忧。”“我坚信,我们可以把目光投向成为全球领导者,并调整我们的商业战略来实现这一愿景。”
他强调了集体目标的重要性,他指出:“这不仅仅是我们太空漫步者成员的事。这是关于必须与下一代建立联系的一致性。毫无疑问,今天的年轻人将成为这个行业的推动者。”
作者:丹尼尔·曼宁