單次點火時間突破NASA紀錄

美國太空新創Astrobotic近日宣布，其新一代旋轉爆震火箭引擎「Chakram」完成多輪關鍵測試，不僅在推力與持續燃燒時間上刷新紀錄，也顯示這項長期被視為「極難控制」的前沿推進技術，正逐步走向實用化與商用化階段。

Astrobotic 新一代旋轉爆震火箭引擎「Chakram」完成多輪關鍵測試。（網絡圖片）

所謂 旋 轉 爆 震 火 箭 引 擎（Rotating DetonationRocket Engine, RDRE），與傳統火箭引擎採用穩定燃燒機制不同。一般火箭如同瓦斯爐，透過燃料與氧化劑混合後持續燃燒產生推力；而 RDRE 則是讓燃料在環形燃燒室內產生超音速連續爆震波，藉由衝擊波釋放能量推動火箭前進。這種設計能更有效「榨取」燃料能量，理論上具備更高比衝、更大推力以及更輕量化的優勢，被視為未來高效火箭與高超音速飛行器的重要方向。

然而，RDRE 的技術門檻極高。由於燃燒過程本質上是持續爆震，燃燒室內溫度極高且震動劇烈，極易造成結構損壞甚至引擎自毀，長期以來限制其實際應用。過去雖有大量實驗室測試，但成功且穩定的長時間運行案例極為有限。

在此背景下，Astrobotic 此次測試成果格外受到關注。據介紹，兩台「Chakram」原型引擎共完成8 次熱火測試，總點火時間達470 秒，期間產生超過4,000 磅推力。其中單次最長燃燒時間達300 秒，且引擎在高強度運行下未出現損毀，成功打破此前由 NASA 於2023 年創下的RDRE 測試持續時間紀錄。

作為對比，NASA 自2022 年起亦投入RDRE 技術開發，其原型引擎曾在熱火測試中產生約5,800 磅推力，持續運行251秒，當時已被視為重大突破。此次Astrobotic在持續燃燒時間上的進展，顯示民間企業在前沿推進技術上正逐步縮小與官方機構的差距。

值得注意的是，Astrobotic是在相對有限的資金與團隊規模下完成上述測試，並在NASA馬歇爾太空飛行中心成功「馴服」這一高風險技術，進一步提升業界對RDRE商業化前景的信心。

不過，距離實際應用仍有關鍵技術待突破。首先是推力控制問題。傳統火箭可透過節流機制調整推力，但RDRE由於依賴爆震波運作，如何實現穩定且可調節的推力輸出，仍是工程挑戰之一。其次是重量與結構優化，目前原型機仍偏重，需進一步「瘦身」以符合實際飛行需求。

除推進技術外，Astrobotic亦積極布局深空探測業務。該公司曾於2024年發射美國首個民營月球著陸器任務，雖最終因推進系統異常未能成功登陸，但已為商業登月計劃奠定基礎。目前，公司正推進下一項任務，計劃向月球南極發射著陸器，預計將於今年稍後時間升空。

「Chakram」測試的成功，標誌RDRE從實驗室技術向工程化邁出重要一步。若後續能在控制性與可靠性方面取得突破，這項技術有望改變未來火箭設計，成為提升太空運輸效率與降低成本的關鍵動力來源。