Phoebus项目由欧洲空间局牵头，联合Ariane Group与 MT 航空航天公司共同开展。项目核心目标是验证 “用碳纤维增强塑料储箱替代欧洲空间局Ariane 6号运载火箭上面级金属储箱” 的可行性与优势。尽管这种轻量化材料有望实现数吨级的质量减重，但该方案此前从未实际应用过，面临着重大技术挑战。
目前，Phoebus项目团队已突破技术难关，证明了碳纤维材料可用于储存液氧与液氢 —— 这一成果攻克了材料科学领域的极端难题。此前的报道已重点介绍了储箱本身的研发进展，本文则将聚焦储箱的周边结构，探讨碳纤维增强塑料在该领域应用的挑战与优势。
储箱开口设计：不止于 “容器”
推进剂储箱绝非简单的 “容器”。储箱内的液体需通过泵送输送至火箭发动机，为发射提供动力；同时，传感器需实时监测燃料余量及其他参数。这些 “穿通元件”需贯穿储箱的顶部与底部，而储箱的开口设计也为清洁作业与设备安装提供了可能。
储箱的端盖通过螺栓固定，但储箱需在远低于- 100°C 的极端低温环境下储存液氧与液氢。在此温度下，金属螺栓与碳纤维材料的物理特性差异显著：由于金属与碳纤维对低温的反应不同，二者会产生相互牵拉作用 —— 即便存在极小的瑕疵，也可能迅速形成泄漏通道。
“从最初的概念草图，到最终造出可实际运行的全尺寸部件，菲伯斯项目团队创造了奇迹。” 欧洲空间局推进系统工程师凯特・昂德希尔(Kate Underhill)表示，“在此过程中，我们还完成了一系列极具挑战性的低温测试 ——‘低温’一词双关，既指测试环境，也体现了技术难度。”
德国奥格斯堡的 MT 航空航天公司已于 2025 年 7 月启动两款端盖的制造工作，这些端盖将于今年晚些时候安装到全尺寸液氧储箱上。
持续推进：从储箱到整体结构优化
随着储箱与端盖的研发逐步落地，Phoebus项目在 “验证碳纤维增强塑料适用于火箭储箱” 方面取得重大进展。这些储箱是火箭上面级的核心部件，不仅需与发动机连接，还需提供结构稳定性，以承受发射时的巨大推力。
Ariane 6 号运载火箭上面级的发动机通过一个 “推力框架”与液氧储箱相连，储箱至发动机的输送管道沿该框架铺设。Ariane Group提出了一项创新设计：将燃料输送管道整合为推力框架的一部分 —— 通过 “一物两用” 实现运载火箭的减重。
这种创新性推力框架已于 2024 年 12 月启动生产，由德国多家供应商协同制造；2026 年，该框架将在德国不来梅的Ariane Group工厂完成组装。目前，该推力框架正采用全球领先技术进行生产，例如其中心毂体采用增材制造(3D 打印)工艺。集成管道的全尺寸演示件将于明年完工，并与菲伯斯项目的液氧储箱进行组装适配。