科学探索|Stoke Space的目标：通过完全新颖的设计迅速建造可重复使用的火箭( 二 ) Stoke|Space的目标：通过完全新颖

首先，他们必须想出一个可执行的设计，也就是说，不需要新的科学发现。他们还希望火箭能尽可能快地调头以便在第二天准备再次飞行。这些高层次的要求推动了Stoke的设计决策。火箭必须是坚固的，它必须能够容忍一些故障而不丢失，同时在两次发射之间不需要详细检查或重大整修。
【科学探索|Stoke Space的目标：通过完全新颖的设计迅速建造可重复使用的火箭】SpaceX已经通过猎鹰9号及其垂直起降为一级的发射和回收指明了方向，因此Stoke从二级开始。Lapsa说道：“这个行业真的还不知道可重复使用的二级是什么样子。”
在Stoke小团队从事工程工作的同时，Lapsa也开始学习筹款的内幕和外延。由于他看到商业航天业吸引了数十亿美元的风险资本，后来又通过特殊目的收购公司吸引了公共投资，Lapsa认为为一个创新的发射概念筹集资金不会那么困难。但他错了。
“对我来说最大的惊喜是，筹集资金真的非常、非常困难，”他说道，“你看到很多头条新闻，如XYZ筹集了一百万美元，我当时想，‘好吧，这能有多难？’嗯，真的很难。你必须对你所做的事情有非常高的信念，才能在精神上驾驭这条道路。”
等到2020年底，该公司完成了900万美元的种子轮融资，将在2021年实现适度增长。
一个新颖的设计
有了这笔初始资金和一个工程设计，该公司就开始了开发工作。在最初的种子轮融资后的20个月里，Stoke已经建立了一个二级引擎、一个二级原型、涡轮泵和制造设施。另外，它还将员工人数增加到72人并最终确定了火箭的总体设计。据悉，该火箭的运载能力为1.65公吨，可完全重复使用到低地球轨道。
上个月，该公司开始在华盛顿州摩西湖的一个工厂中试射其上面级的发动机。图片和视频显示了一个环形结构，其有15个不连续的推进器在几秒钟内发射。这个圆形结构的直径为13英尺，这种新颖的设计是Stoke对从轨道上返回二级的最大挑战之一的回答。

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最常见的是，传统的火箭有一个带有单一引擎的末级。这种二级火箭引擎有一个较大的喷嘴--通常是钟形的，以此来优化发动机排气在真空中的流动。火箭的所有部件都尽可能地被设计成轻型，这种扩展的喷嘴往往相当脆弱，因为它们只在地球大气层以上暴露。因此，从地球上取回末级的一个问题--特别是当想用引擎来控制和减缓其下降速度--就是要保护这个大喷嘴。
而做到这一点的一个方法是将发动机喷嘴埋在一个大的隔热罩中，但这将需要更多的结构和质量且它可能在动态上不稳定。Stoke对此给出的一个解决方案是使用一个由30个较小的推进器组成的环。在真空中，来自这些喷嘴的羽流被设计为合并并作为一个整体行动。而在再入大气层时，由于发射的小型推进器数量较少，更容易保护喷口。
“你在测试的照片中看到的是一个高性能的末级发动机，它可以在大气层内以深油门运行，从而支持垂直降落，但随后也可以在太空中以比RL 10发动机的某些变体更高的ISP执行，”Lapsa说道。
另一个重要的二级问题是在再入大气层时保护整个飞行器不受超高温大气的影响。NASA的航天飞机用脆性热瓦完成了这一任务，但这些热瓦需要30,000个员工小时来检查、测试和在两次飞行之间进行整修。SpaceX正在为Starship使用一种不同类型的陶瓷瓦片，其设计更具有可重复使用性。
鉴于Stoke在火箭引擎方面的背景，Lapsa指出，尝试再生冷却的隔热罩是最合理的。该飞行器的延展性金属外层将有小的空腔以使推进剂流过材料，在再入大气层时保持冷却。因此，二级将在某种程度上像太空舱-基地一级一样，带着再生冷却的热防护罩返回地球。