火箭科學通常被認為是一個複雜而具有挑戰性的領域，但創新和不懈堅持一直是太空探索的核心。從太空競賽的先驅時代到商業太空旅行的當代，火箭設計和操作的基本原則在一個多世紀以來沒有發生重大變化。但是Linear AeroSpike（LAS）火箭發動機的引入和德國航空航天初創公司POLARIS的出現可能帶來颠覆性的變革。
Linear AeroSpike火箭發動機
火箭發動機的工作原理是通過噴嘴從燃燒室排出氣體來産生推力。這種噴嘴最常見的設計是鐘形，這種設計幾十年來基本保持不變。然而，這種設計有其局限性：它在特定的環境壓力下發揮最佳功能，但随着火箭上升到更高高度的更稀薄大氣層，其效率會降低。為了解決這個問題，工程師傳統上使用多級火箭，在飛行的不同階段使用不同的噴嘴來最大限度地提高效率。
而Linear AeroSpike（LAS）發動機則采用了不同的方式，這個概念自20世紀50年代以來一直存在，美國宇航局為其航天飛機的繼任者X-33/VentureStar和SR-71 Blackbird進行了實驗。LAS發動機為傳統火箭發動機的高度效率難題提供了替代解決方案。
如果把傳統的火箭發動機想象成一個大管子，一端閉合，另一端打開。在這個管子裡，你有一個燃燒火箭燃料的腔室，以産生熱的高壓氣體。這種氣體想逃逸，它通過沖出管子的開口端來做到這一點。開口端或噴嘴的形狀很重要，因為它有助于引導氣體的流動，這反過來又推動火箭前進。這就是我們所說的推力。
在大多數火箭發動機中，噴嘴的形狀像一個鐘形（上圖上半部分，下半部分是LAS）。這種鐘形在海平面上效果很好，那裡的空氣更厚，但随着火箭爬得更高，空氣變薄，鐘形的效率會降低。
而Linear AeroSpike（LAS）發動機不是鐘形噴嘴，而是獨特的尖刺形設計。燃料進行燃燒的燃燒室排成一排，或“串聯”排列在發動機頂部。在這一排的一側，有一個開放區域。當熱氣體離開燃燒室時，它由一側的尖刺形狀引導，另一側是氣壓進行引導。
随着火箭的攀升和空氣變得稀薄，熱氣體膨脹進而填充更多的開放區域。這就是我們所說的“虛拟鐘形”。這個“虛拟鐘形”的偉大之處在于，它可以根據氣壓改變尺寸，這使得發動機在不同高度都能以比較高的效率工作。
由于這種設計，LAS發動機可以比傳統的火箭發動機更小更輕，但仍然提供比較大的負載。這也可以讓火箭以更長的距離或更高的速度飛行。
然而，由于LAS産生的大量熱量以及能夠承受此類條件的材料稀缺，LAS發動機在很大程度上仍需要進行測試。随着3D列印技術的出現開辟了新的可能性。它不僅允許使用創新材料，還促進了改進的冷卻系統的設計，使LAS發動機更接近現實。
德國POLARIS公司：LAS火箭發動機航天飛機開發的先驅
在這種革命性變化的前沿，有一家德國航空航天初創公司POLARIS，在三十多年的德國和歐洲航天飛機研究的基礎上，POLARIS正在開發一種改變遊戲規則的可重複使用的空間發射和高超音速運輸系統，其運作方式類似于飛機。
他們的旗艦項目，航天飛機AURORA，是這些努力的成果。AURORA将飛機和火箭 發射器技術整合到獨特的飛行器設計中。這種組合不僅可能提供經濟可行性，還為正常、低成本和安全的空間擷取鋪平了道路。為了驗證該技術并加快航天飛機的開發，POLARIS一直在制作一系列不同比例的飛行示範器。
最近來自德國政府的Bundesamt für Ausrüstung、Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr（BAAINBw）即聯邦國防軍裝置、資訊技術和在職支援辦公室的資助，可能會使得該公司LAS火箭發動機的首次飛行測試得以進行，這是人們熱切期待的裡程碑。
太空旅行的未來正處于重大變革的風口浪尖上。随着Linear AeroSpike發動機的推出和POLARIS等公司的開拓性努力，技術和設計的進步有可能使空間旅行更加容易和經濟，将為科學發現甚至人類對其他行星的殖民開辟新天地。