随着航天科学和空间制造的快速发展,将有效且经济地将货物从轨道安全带回地球成为日益迫切的需求。欧洲初创公司ATMOS航天货运正致力于解决这一难题,开发出一代全新的可重复使用舱段,核心技术围绕创新的充气式热盾设计,正逐步确立欧洲在轨道物流领域的领先地位。ATMOS航天货运的创新技术建立在NASA低地轨道飞行试验充气减速器(LOFTID)的基础之上,该技术突破了传统的硬壳热盾设计,以显著降低返回器的体积和重量。LOFTID项目自2022年成功演示后,为充气式热盾的可行性提供了宝贵的数据和经验,验证了其在高超音速大气再入阶段的结构完整性和热防护能力。这项技术不仅有助于降低地球轨道返回的成本,也为未来月球货物返回及火星的重型着陆器提供了可能。ATMOS在LOFTID技术基础上进行了自主创新。
其创始人兼CEO Sebastian Klaus介绍,公司采用了一种独特的高能空气捕获方案,通过在载具外部的激波层与热盾之间的边界层抽取高温高能空气,用于动态充气膨胀热盾结构。此做法巧妙地利用了高温等离子体环境,使充气热盾在大气层再入期间保持形态和压力,同时提升热防护效率,技术先进且具备潜在广泛适用性。ATMOS的首款飞行器“Phoenix 1”于2025年4月21日搭载在SpaceX的Bandwagon-3共乘任务中成功入轨。这款快速打造的原型机虽然硬件简单,却具备了测量大气再入数据和验证设计理念的功能。Phoenix 1在轨道停留90分钟后分离并重新进入大气层,最终在南大西洋溅落。虽然改变了预定着陆区域,ATMOS团队迅速调整追踪和数据采集策略,实现了超过十三万五千条遥测数据的收集。
此次任务还搭载了多个国际研究载荷,包括德国航空航天中心(DLR)的辐射监测器、英国Frontier Space和日本IDDK的实验装置,显示出技术不仅用于货运返航,也对科学研究回收具有重要价值。相比传统舱段,Phoenix系列设计注重完全可重复使用。Klaus强调,下一代飞行器Phoenix 2计划配备自主推进系统、太阳能电池板及完整的飞行电子设备,提升轨道机动和定位精度。这既是经济考量,也是对航天可持续性的回应。随着未来版本的持续升级,Phoenix将提供高达100公斤的标准有效载荷能力,兼容国际空间站常用的中舱储物单元,方便科研机构以标准化模块进行太空实验研究。ATMOS产品的另一个核心优势是它们能够精准控制再入航线,最大限度减少对着陆点的依赖。
独特的甜甜圈造型结构使飞行器产生一定的升力,实现气动操控,结合滚转小型推力器,整个再入过程可实现从入界点至溅落海面的全程调控。精准度达到数百米范围,优于当前如SpaceX龙飞船等依赖降落伞的返回技术,后者在再入后段漂移较大且着陆点不确定。Phoenix返航不需依赖前端抛弃模块或弹射降落伞,降低了系统复杂性和潜在失效风险,体现“空间飞行中简洁即是王道”的设计理念。虽然系统以海上溅落为首选,避免了陆地硬着陆带来的冲击,但也存在海水腐蚀和设备回收难题。幸运的是,借鉴SpaceX在拖曳回收与舱体防护中的经验,这一问题正逐渐得到有效应对。展望未来,Phoenix 2预计将于2026年夏搭载欧洲初创ISP Tech的绿色环保推动剂推进器投入轨道,推力高效且无毒,具备290秒的比冲,显著提升推进灵活性。
ATMOS已与葡萄牙航天局深度合作,争取获得首个欧洲本土再入许可,届时Phoenix 2将成为首个回归欧洲领土空域的再入航天器,标志着欧洲在空间回收领域迈出关键一步。公司预计到2027年,年发射次数将达到数次,长远目标则是实现每月一飞,打造常态化的轨道返航共享服务。此举推动空间科研和商业市场形成全新生态,降低研究投入门槛,便利高校、企业等科研机构实现太空样品运回。ATMOS航天货运的技术优势还在于其兼容多种运载火箭,可适配标准24英寸ESPA分离环,支持包括蓝色起源New Glenn、阿丽亚娜6号、维加等多种中大型运载火箭,以及较小型的Electron、Spectrum火箭。虽然当前主要航线依赖SpaceX,但多元适配保证其市场扩展潜力巨大。除了科研货物返航,ATMOS正在拓展未来商业和军事用途。
与ARX Robotics合作开发紧急响应和点对点运输方案,为快速运送关键物资和装备奠定技术基础。同时,公司参与欧盟ICARUS项目,致力于上级运载火箭级的充气热盾回收技术研究,有望推动阿丽亚娜6号及维加运载火箭上级段的安全回收和再利用。回收大质量火箭残骸是当前航天领域的难点之一,ATMOS技术提供了优异解决方案。未来卫星维修和维护市场发展也为该技术开辟了空间。与Astroscale、Clearspace等主动清理空间碎片的公司合作,将充气式热盾与轨道牵引技术结合,提供从轨道到地面全套服务,有望重现航天飞机时代的修复与回收能力,推动卫星商业服务迈向新里程碑。综上所述,ATMOS航天货运凭借创新的充气式热盾技术和精准的再入控制能力,正引领欧洲走向轨道物流自主化及可持续发展的新时代。
其产品定位科学研究、商业应用及军事快速响应需求,未来具备极强市场潜力和技术扩展性。随着国际航天探索步伐加快和地球轨道货物返航频率不断提升,ATMOS的技术和服务必将在全球航天生态中占据举足轻重的位置。欧洲太空事业的未来在返回地球的航程上愈加明朗,ATMOS航天货运正是这场变革的先锋,为人类更高效利用太空资源和发掘宇宙奥秘奠定了坚实基础。