人工智能引領太空革命：Aspire Space與LEAP 71聯(lián)手打造新一代可重復使用運載火箭

2025年6月，南極熊獲悉，Aspire Space與LEAP 71日前宣布建立戰(zhàn)略合作伙伴關系，共同研發(fā)一款新型大型可重復使用運載火箭。這款火箭將具備將高達15公噸載荷送入近地軌道(LEO)的能力，標志著太空運輸技術的重大突破。Aspire Space成立于盧森堡，由曾參與"天頂號"、"聯(lián)盟號"和"海上發(fā)射"等發(fā)射項目的資深航天專家領導，目前正將核心業(yè)務遷至阿拉伯聯(lián)合酋長國，以支持該國在快速發(fā)展的全球太空經(jīng)濟中確立領先地位。



人工智能賦能航天工程
總部位于迪拜的LEAP 71是人工智能驅(qū)動工程領域的先驅(qū)，專注于利用其專有技術Noyron設計下一代航空航天硬件。根據(jù)合作協(xié)議，LEAP 71將負責為Aspire火箭開發(fā)整個推進系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的核心是基于XRB-2E6設計的第一級發(fā)動機——一款高性能、可重復使用的Methalox（液態(tài)甲烷/液氧）發(fā)動機，能夠提供2000千牛頓的推力，性能可與美國頂級發(fā)射系統(tǒng)相媲美。



革命性設計方法
LEAP 71的Noyron平臺代表了航空航天工程方法的重大變革。平臺將工程邏輯、物理原理、制造約束和反饋集成到一個系統(tǒng)中，能夠自主生成可制造的硬件。與基于概率的人工智能不同，Noyron建立在科學和工程的第一原理基礎上，確保設計的可靠性和精確性。

LEAP 71聯(lián)合創(chuàng)始人Lin Kayser強調(diào)："真正的創(chuàng)新依賴于迭代，而傳統(tǒng)的設計流程進展緩慢。Noyron使我們能夠?qū)�專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為代碼，從而大幅縮短開發(fā)時間——從數(shù)月縮短至數(shù)天。未來的太空系統(tǒng)將基于計算，而非繪制。"這一理念已經(jīng)得到實踐驗證——在過去一年里，LEAP 71每30天就能成功設計并熱試運行一臺新型火箭發(fā)動機，其中包括有史以來最復雜的推進系統(tǒng)之一——氣尖發(fā)動機。



本地化發(fā)展戰(zhàn)略
Aspire Space首席執(zhí)行官斯坦·魯?shù)强票硎荆?自主的太空準入和快速重復利用能力對于全球太空領導地位至關重要。LEAP 71在阿聯(lián)酋的存在賦予了我們本地的戰(zhàn)略優(yōu)勢。將團隊遷至阿聯(lián)酋是支持該國雄心勃勃太空計劃的明智選擇。"這一決定反映了雙方對阿聯(lián)酋作為新興太空強國潛力的信心。

未來發(fā)展路線圖
除了主力運載火箭外，Aspire還在開發(fā)一種可重復使用的航天器，能夠?qū)⒏哌_2公噸的載荷運往和運出軌道站。根據(jù)計劃，推進系統(tǒng)的熱試車將于2026年第三季度啟動，首先測試200千牛的第二級發(fā)動機，整個系統(tǒng)的首次發(fā)射則定于2030年進行。

Aspire首席技術官Sergey Sopov總結(jié)道："幾十年來，我們一直以傳統(tǒng)方式制造火箭——可靠但緩慢。LEAP 71的技術讓我們能夠?qū)⒔?jīng)驗轉(zhuǎn)化為快速、可重復的創(chuàng)新。這標志著航空航天業(yè)的新紀元。"這一合作不僅將加速太空技術的發(fā)展，也將為阿聯(lián)酋在全球太空舞臺上贏得更重要的地位，開創(chuàng)航天工程與人工智能融合的新篇章。

關于Aspire Space
Aspire Space由Stan Rudenko創(chuàng)立，他自幼在拜科努爾航天發(fā)射場成長，對太空懷抱深厚熱情。公司最初選擇在歐洲航天產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)盧森堡注冊，旨在打造"歐洲版SpaceX"。創(chuàng)始團隊主要由前蘇聯(lián)太空計劃資深專家組成，帶來豐富發(fā)射經(jīng)驗。目前Aspire戰(zhàn)略性遷往阿聯(lián)酋，意在把握中東地區(qū)新興太空產(chǎn)業(yè)機遇和投資環(huán)境，展現(xiàn)對該地區(qū)作為未來航天強國潛力的信心。

關于LEAP 71
LEAP 71是一家總部位于迪拜的人工智能工程公司，專注于計算工程領域的創(chuàng)新。公司開發(fā)了專有的計算AI模型Noyron，能夠自主生成物理部件、結(jié)構(gòu)和整機設計。LEAP 71成功研發(fā)并測試了多種先進火箭發(fā)動機，包括一款5000牛頓推力的氣尖發(fā)動機，該設計僅用3周時間完成，相比NASA傳統(tǒng)開發(fā)流程大幅縮短。作為計算工程先驅(qū)，LEAP 71通過將專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為代碼，將航天硬件開發(fā)周期從數(shù)月縮短至數(shù)天，徹底變革了航空航天工程設計方法。
計算工程技術為金屬3D打印商業(yè)航天/液冷帶來數(shù)字革命，集棧創(chuàng)始人專訪

南極熊導讀：商業(yè)航天、液冷領域等領域的高性能零件結(jié)構(gòu)設計，非常復雜，傳統(tǒng)工藝無法制造，只有3D打印技術才能勝任。如果從設計上進行優(yōu)化突破，使得性能得以大幅提升，那么就可以發(fā)揮3D打印技術的優(yōu)勢，從而推動3D打印行業(yè)的發(fā)展。所以，南極熊特別進行了一場專業(yè)度非常高的采訪，高到很多采訪內(nèi)容南極熊也未能完全理解。

在2025亞洲TCT展會聚光燈下，航空航天和能源板塊的展臺前持續(xù)聚集著專業(yè)觀眾——在展品不僅包含用于能源領域的具有仿生特征的熱交換模組，也展出了航天領域許多的核心零部件。那么在設計端，如何結(jié)合增材制造實現(xiàn)這些復雜構(gòu)型的打印設計呢？

上海集棧科技創(chuàng)始人林一祎向南極熊透露："我們在2024年經(jīng)歷了‘8次火箭引擎7次成功點火’，我們正在致力于通過計算工程（Computational Engineering）技術將航天零部件設計迭代周期從年縮短至分鐘級。"

△南極熊專訪林一祎（右）

這家位于上海的高科技軟件企業(yè)，已協(xié)同國內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)和團隊，對金屬3D打印與計算工程的融合推向新高度作出努力。其與合作伙伴一起打造的計算工程AI大數(shù)據(jù)庫，已積累了包含商業(yè)航天知識體系、熱管理知識體系、火箭點火測試數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，將賦能更多的商業(yè)航天企業(yè)設計研發(fā)體系升級。

一、從金融到航天：跨界創(chuàng)業(yè)的初心與決心

林一祎是一位年輕的女性創(chuàng)業(yè)者，她的創(chuàng)業(yè)故事充滿了跨界與創(chuàng)新的色彩。在創(chuàng)業(yè)之前，林一祎在其他行業(yè)工作。然而，她對新技術和新產(chǎn)業(yè)的熱愛促使她決定跨界進入實業(yè)領域。她敏銳地意識到，隨著3D打印技術的快速發(fā)展，尤其是金屬3D打印的產(chǎn)業(yè)化應用，一個全新的工業(yè)設計時代即將到來。

林一祎表示：“3D打印，特別是金屬3D打印，現(xiàn)在已經(jīng)有一些產(chǎn)業(yè)化的應用，它的前景非常好。另外，就涉及到我們公司的計算工程技術。它能夠很好的設計、快速地迭代整個商業(yè)航天復雜零部件，比如說火箭的渦輪增壓泵、轉(zhuǎn)向閥這種非常復雜構(gòu)件的設計迭代，可以助力整個商業(yè)航天在設計端的迭代速度，所以我對這塊非常感興趣。而且，覺得我們中國的商業(yè)航天接下來的前景也非常的好，希望能夠在這一領域做出一點小小的貢獻�！�

二、根植商業(yè)航天：解構(gòu)計算工程的賦能火箭設計背后的邏輯

在傳統(tǒng)的航天器設計過程中，一個新的發(fā)動機結(jié)構(gòu)可能需要長達一年的時間來完成設計、仿真、測試和優(yōu)化。然而，上海集�？萍�基于計算工程的智能算法，讓這一過程縮短到幾十分鐘，極大地提高了火箭設計的迭代效率。

“計算工程的核心在于將數(shù)學函數(shù)寫入計算機程序，讓計算機自動生成結(jié)構(gòu)�！绷忠坏t解釋道，這種方法不僅減少了人工計算的錯誤，還能快速調(diào)整設計方案，探索最優(yōu)解。

上海集�？萍嫉挠嬎愎こ碳夹g在航天發(fā)動機設計中的三大應用：

(1)   優(yōu)化熱管理系統(tǒng)：最大化比表面積，最小化壓損，提高換熱效率。

(2)   迭代推進系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：將傳統(tǒng)工程師的經(jīng)驗數(shù)據(jù)輸入AI模型，實現(xiàn)高效優(yōu)化。

(3)   自動生成仿生結(jié)構(gòu)：通過數(shù)學建模，使發(fā)動機具備更高效的流體動力學特性。

"傳統(tǒng)航天設計如同手工刺繡，我們的方法則是智能織布機。"林一祎用比喻闡釋技術革新。以液氧煤油火箭發(fā)動機渦輪泵集成化設計為例：

維度	傳統(tǒng)模式	計算工程模式
迭代周期	6-12個月	45分鐘
設計變量	有限參數(shù)	多任務參數(shù)
制造驗證	物理樣機測試	數(shù)字孿生+小批量試制驗證
知識傳承	工程師經(jīng)驗傳承	結(jié)構(gòu)化工程AI庫

傳統(tǒng)航天設計VS計算工程：設計范式的代際跨越

這種轉(zhuǎn)變源于底層技術架構(gòu)的革新。集棧科技將航天工程學、物理驗證等數(shù)據(jù)代碼化，構(gòu)建了包含多個核心算法的航天、能源行業(yè)專用模塊庫。

當然，上海集�？萍疾粌H停留在理論階段，還在實際測試中驗證了計算工程設計的有效性�！�2024年我們進行了8次點火測試，成功了7次。失敗的那一次的材料是我們用鋁合金進行非常前沿的探索，主要是為了獲取材料的性能反饋，未來鋁合金如果能用在商業(yè)航天上也是一個非常大的飛躍�！绷忠坏t介紹，這些測試數(shù)據(jù)反哺到計算模型中，使得設計迭代更加精準高效。

在2024年8月的連續(xù)點火實驗中，其中一體化氣動塞式火箭發(fā)動機有著優(yōu)良的表現(xiàn)，它具有外觀簡潔內(nèi)部復雜、一體化、增重適中、優(yōu)良熱管理體系等優(yōu)勢，并且通過優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)的設計迭代，提升了燃料的燃燒效率，使得燃料的需求量下降，抵消了由于結(jié)構(gòu)而增加的重量。該結(jié)構(gòu)設計思路：

(1)   計算工程允許工程師在幾分鐘內(nèi)從抽象的輸入規(guī)格（如推進劑類型、期望推力、壓力狀態(tài)包括不限于環(huán)境壓力，目標出口壓力，最大噴嘴膨脹，最大噴嘴直徑等參數(shù)），從而重新計算等熵流動條件和火箭方程，直到找到合適的解，進而轉(zhuǎn)換為可制造的發(fā)動機文件。

(2)   依據(jù)制造工藝設定最小壁厚。

(3)   進行集成化設計。

"我們正在一步步攻克銅合金打印、一體化設計、低成本研發(fā)、熱管理等方面的挑戰(zhàn)。"林一祎解釋到。這將為商業(yè)航天降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期、實現(xiàn)低成本設計制造帶來優(yōu)勢。

這些測試主要應用于液氧煤油發(fā)動機，也已經(jīng)探索液氧液氫、液氧甲烷等新型燃料，并且已經(jīng)在進一步探索中大型發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，以適應不同航天任務的需求。

三、熱管理與液冷結(jié)構(gòu)：航天與算力的技術共振

計算工程在液冷系統(tǒng)中同樣發(fā)揮了巨大作用。在上海集棧與易加三維聯(lián)合展示的異形流道構(gòu)件中，南極熊看到了到技術遷移的典型案例。例如，航天場景中的液氧甲烷燃料異性冷卻通道，以及AI算力場景中的AI服務器相變液冷散熱模組。

"兩者都追求最大比表面積/最小壓損的終極平衡。"林一祎指出。比如通過植入斐波那契數(shù)列，使其最新熱交換器設計較傳統(tǒng)設計在提升換熱效率的基礎上實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化，并且可以進行快速設計迭代，這正是計算工程跨領域賦能的典范。

目前，高性能計算（HPC）和AI算力越來越火，服務器的功耗也越來越大，傳統(tǒng)風冷已經(jīng)無法滿足需求，而液冷技術成為高端計算設備的關鍵解決方案。林一祎也指出，未來隨著AI算力需求持續(xù)增長，計算工程將在數(shù)據(jù)中心、超級計算機等行業(yè)的冷卻系統(tǒng)中扮演越來越重要的角色。

目前，上海集棧科技利用計算工程技術，在液冷零部件結(jié)構(gòu)設計上已經(jīng)實現(xiàn)了以下優(yōu)化案例：

(1)   基于數(shù)學函數(shù)生成冷卻結(jié)構(gòu)，確保冷卻液最大化接觸散熱表面，提高冷卻效率。

(2)   優(yōu)化液冷通道布局，減少液體流動阻力，實現(xiàn)最小的能量損耗。

(3)   仿生學優(yōu)化熱交換系統(tǒng)，例如借鑒自然界斐波那契數(shù)列的排列方式，提升換熱效率。

四、跨行業(yè)啟示：從太空到細胞，計算工程如何助力再生醫(yī)學？

除了航天和液冷設備等太空應用案例，上海集棧科技還在再生醫(yī)學領域進行了探索。林一祎介紹，計算工程可用于開發(fā)仿生結(jié)構(gòu)，例如仿生血管支架設計、模擬肺泡、骨骼晶格等，大幅提高醫(yī)學植入物的生物相容性。

具體的應用案例包括：

(1)   優(yōu)化人工骨結(jié)構(gòu)：通過晶格結(jié)構(gòu)模擬松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨，提高植入物的力學性能。結(jié)合3D打印，實現(xiàn)更輕量化、強度更高的植入材料。

(2)   模擬肺泡血管壁：采用泰森多邊形算法模擬血管分布，提高人工器官的細胞生長能力�？捎糜谏�物芯片和類器官實驗，幫助醫(yī)學科研和藥物測試。

(3)   開發(fā)生物分離結(jié)構(gòu)：利用計算工程優(yōu)化血清分離裝置，提高分離效率，減少細胞損傷。

"肺泡仿生結(jié)構(gòu)的跨尺度建模，與火箭噴注器設計存在驚人的算法共性。"這種技術遷移正在創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)迭代思路與價值。

南極熊觀察當計算工程遇見金屬增材制造，商業(yè)航天正經(jīng)歷從"經(jīng)驗驅(qū)動"到"算法驅(qū)動"的范式革命。上海集棧科技的探索表明，通過構(gòu)建"設計-制造-驗證-優(yōu)化"的數(shù)字閉環(huán)，中國商業(yè)航天完全可能在關鍵部件領域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。正如展臺上那個閃耀著金屬光澤的仿生流道構(gòu)件——它既是數(shù)學公式的物化呈現(xiàn)，更是智能制造時代的航天宣言。

五、計算工程與AI的結(jié)合：推動3D打印

談及當下發(fā)展火熱的AI技術，林一祎表示，上海集�？萍嫉挠嬎愎こ碳夹g與DeepSeek等AI大模型有一定相通之處，但側(cè)重點不同。諸如DeepSeek 一類的AI模型訓練的是文本和圖片數(shù)據(jù)，用于自然語言處理和圖像生成。計算工程AI 訓練的是工程經(jīng)驗、實驗反饋數(shù)據(jù)和物理模型，用于設計迭代和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

上海集�？萍紭�(gòu)建了一套獨特的正向開發(fā)體系，通過計算工程技術，打破傳統(tǒng)工程設計的局限，實現(xiàn)了從需求到制造的完整閉環(huán)生態(tài)。這一體系涵蓋需求輸入、多物理場耦合仿真/實測、增材工藝與材料適配、計算工程設計迭代、以及最終的驗證測試，確保了設計與制造的無縫銜接。

計算工程生成結(jié)構(gòu)的高度復雜性，例如三周期極小曲面（TPMS）等，使其在傳統(tǒng)制造工藝中難以實現(xiàn)，而3D打印技術的興起，為這一前沿技術提供了理想的制造手段。目前，上海集�？萍荚诙鄠�領域利用金屬3D打印，將計算工程設計轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實產(chǎn)品，包括：

(1)   航天發(fā)動機噴嘴

(2)   AI算力服務器液冷散熱器

(3)   再生醫(yī)學植入物

(4)   工業(yè)級復雜流道結(jié)構(gòu)

……

“我們打造的是工程AI平臺，讓計算機基于歷史數(shù)據(jù)和邊界條件，自主優(yōu)化航天器、液冷系統(tǒng)及再生醫(yī)學結(jié)構(gòu)�！彼�說道。這種AI+工程計算的方式，使得企業(yè)能夠在短時間內(nèi)探索更廣泛的設計可能性，大幅提高工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新速度。

上海集棧科技的正向開發(fā)體系，不僅僅是一個設計方法，更是一種全新的工業(yè)工程模式。它打破了傳統(tǒng)設計與制造的割裂狀態(tài)，實現(xiàn)了：從需求到產(chǎn)品的全流程數(shù)字化、從仿真到制造的高效閉環(huán)、從人工設計到AI優(yōu)化的智能迭代。

未來，隨著AI、3D打印、計算工程的融合加深，這種智能化設計-制造閉環(huán)模式將進一步解鎖復雜結(jié)構(gòu)的制造能力，甚至可能成為高端制造行業(yè)的主流設計方式或者標準范式。

結(jié)語：計算工程正引領工業(yè)設計新時代

在2025年亞洲TCT展會上，上海集�？萍颊故玖似湓谏虡I(yè)航天火箭零部件設計迭代領域的強大實力。通過計算工程技術，該公司不僅大幅縮短了設計迭代時間，還為熱管理、液冷和再生醫(yī)學等領域提供了創(chuàng)新的解決方案。

通過數(shù)學建模、AI優(yōu)化和3D打印制造，計算工程正以前所未有的速度推進工業(yè)產(chǎn)品的迭代升級。隨著計算工程技術的不斷發(fā)展和應用，我們有理由相信，上海集�？萍寄軌蛉〉酶�大的突破，為全球工業(yè)設計帶來更多的驚喜。