1500摄氏度。

这是包含了3D打印热交换器的太阳能推进器在真空环境下实测能达到的工作温度。

这个温度本身不算新闻。

真正让我们值得注意的是另一个数字：60年。

NASA和美国空军从1960年代就开始研究太阳能热推进技术，却始终停留在纸面上。

而今年9月，这家名为Portal Space Systems的美国华盛顿州的小公司成为商业航天史上第一个成功在真空环境下测试太阳能热推进系统的玩家。

他们的核心是：3D打印机和一个SpaceX前Raptor引擎团队工程师。

对于3D打印行业来说，这个案例的价值远超又一个航天零件的成功应用。

它展示的是增材制造如何让一个被大型研究机构束之高阁60年的技术概念，在一家初创公司手里变成了现实。

这家2024年才逐步崭露头角的公司，已经拿到了1750万美元融资和美国太空军的战略资金支持。

什么是太阳能热推进？为什么它需要3D打印？

在讲Portal的故事之前，我们需要理解这项技术本身。

太阳能热推进的原理听起来简单得出奇：

用镜子收集太阳光，聚焦加热推进剂，高温推进剂膨胀喷出产生推力。

Portal的系统使用可展开的镜面聚光器将阳光聚焦到一个紧凑的接收器上，产生的热能相当于一个小型核反应堆。

聚集的太阳能加热一个热电池，热电池包裹着3D打印的热交换器的推进器。

系统使用氨作为推进剂，这是一种可储存的非低温推进剂，不需要笨重的冷却系统。

这个概念优雅，但为什么研究了60年都没商业化?

核心难点在于热交换器。

文中有相关图集。

它需要同时满足几个极端要求：承受超过1500摄氏度的高温，足够轻便用于太空，还要成本可控能批量生产。

用传统制造方法，这几乎是不可能的三角。

3D打印改变了游戏规则。

Portal的3D打印推进器将热交换器和喷嘴整合为单个部件，没有内部接口或活动部件。

这种一体化设计只有增材制造能实现，它消除了连接点，减少了潜在故障点，同时优化了热传导路径。

测试活动在Portal位于华盛顿州博塞尔的工厂进行，使用大功率电加热来模拟太阳能，Flare推进器在真空条件下完成了冷流校准、高温点火和全功率推力测试。

据公开PR信息，测试中系统达到了1500摄氏度的工作温度，测试结果与预测相符。

一个关键问题：为什么是现在?

太阳能热推进不是新概念，3D打印也已经发展了几十年。

为什么Portal能在2025年做到NASA在1960年代做不到的事?

我们觉得，答案可能藏在Portal CEO Jeff Thornburg的履历里。

Thornburg曾在SpaceX直接参与Raptor发动机的研发。

Raptor 3通过大量使用金属增材制造技术将外部管路内置化，大幅简化了引擎设计。

延伸阅读：重磅！SpaceX发布全新猛禽3火箭引擎，马斯克官宣大量采用3D打印

海平面版本的Raptor 3比Raptor 2推力增加21%，重量减轻7%。

马斯克曾公开表示SpaceX拥有世界上最先进的3D金属打印技术。

据公开信息，Portal的太阳能聚光器由拥有数十年经验的分包商制造，而热交换器则借鉴了Raptor级发动机上采用的增材制造技术。

这是将SpaceX在火箭发动机上积累的3D打印工艺经验，应用到了一个新推进原理上。

Thornburg说自己寻找的是那些美国政府已经投入大量资金研发但被束之高阁的技术，作为小公司可以更快速地创新和迭代。

这句话道出了战略关键：

许多前沿想法不是技术本身不成熟，而是需要3D打印这样的新的制造方法来实现它。

太阳能推进器背后的商业价值

根据公开信息描述，Portal的Supernova航天器能在几小时内从低地球轨道移动到中地球轨道，在不到一天内从中轨道到地球静止轨道，仅需几天就能从低轨到月地空间。

对比一下，化学推进系统能提供快速爆发但不持久，电推进系统高效但缓慢，可能需要数月才能重新定位卫星。

AM易道做了个不是特别严谨的对比图：

这种太阳能推进系统机动能力在今天的太空环境中价值几何?

Portal在2025年4月完成了1750万美元的超额认购种子轮融资，由AlleyCorp领投。

Portal还获得了美国太空军的STRATFI支持，并被Via Satellite列为十大值得关注的初创公司之一。

资本和国防部门用真金白银投票，说明快速轨道机动能力已经从锦上添花变成了战略必需。

据公开信息，推进系统支持在轨加注，设计寿命超过5年，这意味着卫星不再是发射后就固定在某个轨道的静态资产，而是可以根据需求动态部署的机动平台。

三个3D打印行业启发

Portal的案例，AM易道总结了三点核心。

第一，我们必须去找那些传统制造做不到的设计，并且重新设计。

Portal的HEX推进器将热交换器和喷嘴整合为没有内部接口的单一部件，这不是用3D打印替代现有零件，而是重新设计整个系统架构。

真正的价值在于实现不可能，而不是优化已知方案。

第二，材料和工艺是核心竞争力。

SpaceX在2019年开始使用自主研发的SX300 Inconel高温合金铸造（非3D打印）发动机歧管，后来改进为SX500。

而SpaceX使用的Velo3D打印系统兼容铜基合金如GRCop-42等先进材料，这种材料能承受火箭发动机产生的极端高温，同时具备较好的导热性。

这些SpaceX过去的材料和工艺积累都将助力Portal的研发。

延伸阅读：

深度解密3D打印火箭燃烧室专用铜合金: GRCop

NASA文章获取：3D打印铜合金GRCop

3D打印火箭引擎84次点火之后：GRX-810制霸

3D打印超级高温合金GRX810的Nature正刊解析

虽然公开信息并没有披露Portal具体用的是什么材料，但根据AM易道的认知和相关图片，无非离不开镍基合金或铜基合金或者二者的组合。

以下为相关公开图片集，内行请自行看门道：

第三，3D打印快速迭代是利器。

Portal已经完成了大型机构几十年都没做到的技术验证。

Thornburg说这让他回到了SpaceX Raptor时代，可以快速行动、快速失败、更快速地迭代。

早期Raptor原型的许多部件都是3D打印的，包括涡轮泵和喷射器，2016年的比例开发发动机有40%(按质量计)的零件是通过3D打印制造的。

增材制造是快速验证快速试错的核心。

写在最后

Portal计划在2026年中期发射首次演示任务。

如果Supernova在轨道上证明了太阳能热推进的实用性，这将是增材制造以及航天2个行业的里程碑时刻。

AM易道认为，不论Portal的太阳能推进器未来有多成功，其真正价值在于展示了一种思维：

不要只盯着现有产品的增量改进，我们得去思考增材制造能让哪些之前不可能的事情变成可能。

当3D打印能够制造出在1500摄氏度高温下工作、经历上千次热循环仍保持性能的一体化热交换器时，我们有理由相信：

更多被束之高阁的技术概念会被重新拿出来，用增材制造的方式实现。