前SpaceX引擎元老押注塵封20年的技術，要用太陽能驅動軌道戰斗機

提到杰夫·索恩伯格（Jeff Thornburg），大眾可能有些陌生，但在航天推進領域，他的履歷十分亮眼。2011 年至 2015 年間，他在 SpaceX 擔任推進工程副總裁，主導開發了“Raptor”（猛禽）發動機——這是人類歷史上首款真正飛行過的全流級燃燒循環（Full-Flow Staged Combustion Cycle，FFSCC）發動機，如今以 33 臺集群的方式驅動著 SpaceX 的“星艦”超重型火箭。

因為理論效率極高且工程難度極大，這種發動機循環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，就是把這個概念變成了可以量產飛行的產品。

圖 | 猛禽發動機（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）共同創立了 Portal Space Systems，專注于高機動性航天器的研發。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。加上此前從美國軍方獲得的 4,500 萬美元戰略資金，Portal 累計融資已超過 1.1 億美元。

圖 | 杰夫·索恩伯格（來源：Portal Space Systems）

讓 Portal 獲得關注的，是其押注的一項被 NASA 擱置了二十多年的技術：太陽能熱推進（Solar Thermal Propulsion，STP）。與當前主流的化學推進或電推進不同，這種方案用可展開的聚光器將太陽光聚焦，把推進劑加熱到 2,000 至 3,000 開爾文后噴出產生推力。由于工作溫度極高，太陽能熱推進的比沖可達 750 至 1,000 秒，遠超化學推進的 300 秒左右。

比沖越高，相同質量的推進劑能提供越大的速度增量，執行同一任務所需的推進劑可大幅減少。以地球至火星轉移為例，若采用太陽能熱推進，飛船攜帶的推進劑質量有望降至化學推進方案的三分之一甚至更低。省下的質量預算可用于增加有效載荷、縮短飛行時間，或降低發射成本，這正是深空探測長期面臨的瓶頸之一。

這并不是一個全新的概念。早在上世紀 60 年代，NASA 就開始相關方向的研究，1990 年代末得出結論認為其在許多任務場景下性能更優。但根據 NASA 2003 年的評估報告，由于當時太空內機動需求不足，項目被擱置。那個年代每年衛星發射量不過幾十顆，多數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 | 太陽能示意圖（來源：Portal Space Systems）

但如今，情況已經截然不同：每年有數千顆衛星被送入太空，光是 SpaceX 的“星鏈”一家就部署了超過 6,000 顆。在這個前提下，軌道資源日益擁擠，碰撞規避和軌位調整需求隨之增長。與此同時，美國軍方對快速在軌機動能力的興趣也在上升，試圖在軌道資源上搶占領先地位。這是 Portal 獲得軍方資金的背景之一，索恩伯格公開表示：讓美國的衛星“在軌道上慢吞吞的移動已經不可接受了?！?/p>

為此，Portal 推出了一款名為“Supernova”（超新星）的主打產品，索恩伯格稱之為“軌道戰斗機”。其核心是一套名為 Hex 的 3D 打印推進器，將聚光器與熱交換器一體化設計。與需要低溫儲存的液氫不同，Supernova 采用氨作為常溫推進劑，降低了系統復雜度，理論上也具備在軌補加燃料的可能。

據公司披露，使用這套系統，航天器可在數小時內從低地球軌道升至中地球軌道，一天內抵達地球同步軌道。相比之下，傳統電推進完成類似變軌往往需要數周甚至數月。

2025 年 9 月，Portal 在博塞爾工廠的真空艙內完成了一項測試：Hex 推進器以全功率高溫狀態運行，公司稱這是商業航天領域首次在飛行級環境中驗證太陽能熱推進技術。本周公司透露，飛行電子設備已搭載衛星完成繞地驗證，另一顆原型航天器預計 2026 年 10 月發射，首艘完整 Supernova 計劃 2027 年升空。

專注太空領域的金融服務公司Mach33 CEO 阿倫·伯內特認為，Portal 有潛力成為太空機動性領域的重要供應商。化學推進燃料消耗大，電推進推力太小變軌緩慢，太陽能熱推進在推力和效率之間找到了一個平衡點。不過這套系統能否在真實太空環境中可靠工作仍需驗證：大型聚光器如何在發射時折疊、在軌道上穩定展開？長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射任務來回答。

索恩伯格還提到一個遠期設想。太陽能熱推進的熱交換器結構與核熱推進（Nuclear Thermal Propulsion，NTP）相似，后者只是把太陽換成核反應堆作為熱源。不過，核熱推進是 NASA 和 DARPA 正在推進的方向，但監管和安全門檻極高，不是初創公司能碰的。

索恩伯格的想法是先用太陽能熱推進在軌驗證核心部件，為未來核熱技術積累工程數據?！拔铱梢栽谲壍郎习鸭夹g做成熟，比在地面建 20 億美元的核安全測試設施快得多?！彼f。這個說法是否成立，同樣有待時間檢驗。

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

運營/排版：何晨龍