自20世紀60年代以來，航空航天工程師一直夢想著一艘能夠像飛機一樣發射、進入軌道並降落在跑道上的宇宙飛船。英國一家名為Reaction Engines Limited的公司希望實現這一夢想。雷爾的光滑，有翅膀的太空飛機，被稱為Skylon，看起來像是舊雜誌封面的復古未來遠景的東西。

宇宙飛船的設計是像噴氣式飛機一樣飛行——起初，未加捻的宇宙飛船的設計是像噴氣式飛機一樣飛行，直到它以5倍於音速（3800英里/小時）的速度到達大約92000英尺的高度。然後火箭推進將把“天龍”號連同15公噸的貨物一起送入軌道。返回時，它的設計是滑翔到等待機場，而不是像太空梭。

根據REL最近的一項經濟分析，但在獨立諮詢公司倫敦經濟公司（londoneconomics）的支援下，Skylon可以以每磅686至1230美元的價格將一磅質量送入軌道，這取決於預測的樂觀程度。這與SpaceX目前公佈的“獵鷹9號”每磅2100美元和即將推出的“獵鷹重型”770美元的價格相當。

這將是一個巨大的節省比太空梭，這是大約10000美元，根據美國宇航局(相對於SpaceX或Skylon，美國宇航局的估算如此之高的一個原因不僅僅是太空梭價格昂貴，而且美國宇航局必須公佈其總成本。SpaceX是一傢俬營公司，因此估算其實際成本（相對於價格）更為困難）。

然而，仍然有很大的障礙。以前還沒有人做過噴氣和火箭的聯合設計，更不用說單級進入軌道了。設計一個能夠做到這一點的推進系統一直是最大的障礙之一——純火箭或噴氣發動機是一回事，但將它們結合起來則是另一回事。然後建造一些能在最先進設計的條件下飛行的東西。與太空梭相比，建造協和式飛機很容易。

呼吸空氣

讓他們的太空飛機升空的祕密是協同式吸氣火箭發動機，或SABRE，一種噴氣發動機和火箭的組合。最初它“呼吸”空氣，就像噴氣發動機那樣工作：透過點燃氫氣和大氣中的氧氣。一旦空氣變得太稀薄，它就簡單地改用船上的氧氣罐。

通常，噴氣式發動機不能以Skylon的速度運轉通常噴氣式發動機不能以Skylon的飛行速度運轉。有史以來飛行最快的噴氣式飛機是SR–71“黑鳥”，其撞擊速度是音速的三倍。比這快得多，進入發動機的空氣就會壓縮和加熱，發動機就會燃燒。解決方案是什麼？給進來的空氣降溫。

“我們正在開發**引擎的關鍵技術，”雷爾的董事總經理馬克·託馬斯說最重要的是熱交換器。”

當空氣進入**時，它會被液氦冷卻。氦本身透過使用液氫燃料的交換器冷卻。一旦氦氣對空氣進行了預冷，氫氣和氧氣的燃燒會使空氣再次受熱，而這些能量會驅動發動機中的渦輪。組合式機械裝置可減輕重量，並允許發動機從靜止起動開始工作。

公司計劃今年測試這些發動機；測試將在地面進行，基本上是發射它們，看它們是否按計劃工作。

歐洲航天局推進工程負責人馬克·福特說，**沒有理由不起作用。“我們沒有看到任何技術或工程上的阻礙，”福特說。歐空局2011年的一份報告說，這個想法是可行的。

雖然引擎是飛船最重要的部分，但其他挑戰仍然讓專家們躊躇不前。熱就是其中之一。太空梭必須用瓷磚覆蓋，因為大多數金屬無法承受重返大氣層產生的熱量。”“我們稱之為陶器覆蓋的航天器，”伊萬貝基說，他曾是美國宇航局高階概念辦公室主任，現在是一名私人設計顧問如果你的飛行速度是音速的25倍，那麼對於太空梭來說，熱量也會成為升空的一個問題。”

“我們稱之為陶器覆蓋的航天器。”雷爾說，它計劃在“天龍”號上有兩層面板，由一個小空間隔開。外層將由陶瓷材料製成，這種材料已經開發了幾十年，自太空梭**以來已經很先進了，REL的技術總監Richard Varvill說。這將有助於隔離飛船，因為它透過高層大氣縮放。

為了重返大氣層，天龍號不會像太空梭那樣降落。Varvill說，Skylon將採取更溫和的方式，而不是跳入大氣層“它有一個更有效的空氣動力學外形，”他說，“機翼前緣更鋒利。雖然Skylon上的區域性熱點需要區域性冷卻系統，但總體加熱比太空梭要少很多，“加熱溫度不應該超過幾百攝氏度，而太空梭將經歷1200攝氏度（約2300華氏度）。

最後一個問題是Skylon將在哪裡著陸。太空梭降落在長長的跑道上，但理論上它可以使用商業機場。19個東海岸機場被啟用，如果太空梭不得不中止，其中包括班戈，邁阿密和大西洋城。Skylon需要一個3.1英里長（約5公里）的。這麼長的公共跑道並不常見：中國有兩條，俄羅斯有兩條，阿富汗有一條在建。另一條跑道位於法國的一個軍事基地。在美國，那麼長的跑道都在軍事基地，鋪好的跑道都在愛德華茲空軍基地。

Dyna Soar，藝術家在Atlas II上的渲染（NASA/USAF）

（虛空）飛翔的夢想

航空航天領域到處都是失敗和沒有資金的專案的屍體。太空梭的嘗試可以追溯到20世紀50年代末的兩級X–20 Dyna-Soar。這個專案在1963年被取消了。很明顯，火箭的設計和**更簡單、更便宜；Dyna-Soar最多要到20世紀60年代中期才準備好發射宇航員，而雙子座專案已經做到了這一點。空軍也沒有明確的需要把人送上太空。

在20世紀80年代，航空航天領域到處都是失敗的和沒有資金支援的專案的屍體，X-30，也被稱為國家航空太空梭，它是在美國國防部高階研究計劃署（Defense Advanced Research Projects Agency）的贊助下設計的，當時的里根總統在國情諮文中提到它是高超音速飛行器的一種可能性。X-30是一種水平發射設計，它將達到每小時18500英里的速度並實現軌道飛行。但經過近10年數十億美元的投入，這個專案在1993年被取消，從來沒有飛過任何東西。在20世紀90年代，曾有X-33 VentureStar，它本來是垂直發射的。那也被取消了。

只有太空梭（還有正在進行試飛的蘇聯的“布蘭”號）成功進入軌道，它們都需要多個階段並垂直發射，因為垂直發射可以最大限度地減少航天器必須透過的大氣層。太空梭於2011年退役。

印度空間研究組織（ISRO）等其他航天機構也在研究太空梭。也就是說，太空梭的垂直發射設計受到青睞，不過ISRO計劃在2025年推動單級入軌設計。下一次測試定於今年進行。

不過，福特表示，X-30的每個飛行階段都必須安裝單獨的發動機有些發動機在某個時間不運轉，實際上是死質量。“Skylon在這方面是不同的，因為它將發動機組合成一個單一的單元。

即便如此，SpaceX和Blue Origin都在研製可重覆使用的火箭來進入軌道，作為傳統的垂直運載火箭，它們不會遇到太空梭那樣的問題。藍色起源已經軟著陸火箭和太空X也。

藝術家對Skylon的渲染（REL）

供給與需求

REL還需要籌集更多的資金。據該公司自己估計，開發成本可能很容易達到120億美元大關。這家公司已經從私人和**資金中籌集到了1.56億美元的資金，還有很長的路要走。

Skylon本身的建造成本很高，對發射的需求可能是另一個問題。牛津太空系統公司的工程師阿什利·多夫·傑伊（Ashley Dove Jay）分析說，Skylon的問題在於，要想讓它盈利，你需要的飛行次數太多。畢竟，只有這麼多的衛星通訊公司。目前還沒有理由讓旅行者進入軌道(維珍銀河計劃開拓太空旅遊業務，而這些旅行將僅限於次軌道）。同時，SpaceX可以提供更便宜的太空通道和更大的有效載荷。類似的問題也困擾著太空梭——每一次發射都要比現有的未加捻火箭貴得多，據估計每次飛行的成本高達12億美元。美國航天局低估了發射的周轉時間，挑戰者號災難發生後，太空梭完全停止攜帶商業有效載荷。這限制了太空梭發射市場的國際空間站，軍事和科學任務，需要人類，發射市場的一小部分。

Skylon本身的建造成本也很高。一架Skylon的價格將接近隱形轟炸機的價格，而這並不是許多航空公司可能要付出的代價。

然而面對所有這些挑戰，瑞爾充滿信心。它認為它可以玩一個長期的遊戲，而且這項技術將得到發展。”“我們已經取得了很多技術進步，”瓦維爾說我們正在與消耗性火箭競爭，這是一種只能使用一次的機器。”

“可重用性是下一個大的成本降低，”福特說。如果引擎能工作的話，可能會引發人們對進入太空的需求。從技術角度來看，他也很喜歡。”從工程的角度來看，這是一個明顯的解決問題的辦法，”他說。從這個意義上說，火箭是浪費和低效的。”我是說，如果有人說，‘我們送你去倫敦，只有你和座位能到那裡？’