Aerospike-moottori on aika kunniakonsepti. Aikaisemmin NASA testasi konseptia laajasti kentällä ja toivoi voivansa sisällyttää sen Space Shuttle -laitteeseen ja heidän seuraavan sukupolven Venture Star -ohjelmaan (Single-Stage-To-Orbit, SSTO). Budjettirajoitteiden takia Space Shuttle päätyi kuitenkin varustamaan kellon muotoisilla suuttimilla, ja Venture Star ei koskaan nähnyt päivänvaloa.
Mutta New Mexico -yrityksen ARCA: n ansiosta aerospike-moottori saa uuden vuokrasopimuksen elämässä. Ensi elokuussa he suorittavat aerospike-moottorin koelennon Demonstrator 3 -rakettillaan, joka on moottorin ensimmäinen avaruuslento. Jos kaikki menee hyvin, se on merkittävä askel kohti SSTO (Single-Stage-To-Orbit) -rakettien luomista.
Aerospike-moottori houkuttelee se, että se tarjoaa tehokkaan työntövoiman monilla korkeuksilla ja on myös polttoainetaloudellisempaa kuin nykyiset moottorit. Perinteisillä kellomaisilla suuttimilla luotettava työntövoima esiintyy yleensä vain merenpinnan tasolla. Tämän lisäksi moottori ei pysty hyödyntämään ilmakehän paineen laskua, koska kaasut ovat suuttimen sisällä.
Sitä vastoin aerospike-moottorin pakokaasu kykenee nousemaan merenpinnasta aina avaruuteen asti, mikä varmistaa sekä polttoainetehokkuuden että korkean spesifisen impulssin (Isp) asteen kaikilla lentotasoilla. ARCA ja NASA ovat jo suunnitelleet moottorin maa- ja tyhjiötestejä. Mutta sillä välin he haluavat myös kerätä tietoja siitä, kuinka se toimii lennossa. Täällä Demonstrator 3 -testi tulee pelaamaan.
Moottorin tehokkuuden testaamisen lisäksi se testaa myös aerospiksen erittäin kylmän polttoaineen varastointitekniikan. Periaatteessa moottori luottaa hajoavaan 70-prosenttiseen vetyperoksidipitoisuuteen vain 250 ° C: n lämpötilassa työntövoiman tuottamiseksi. Tämän sivutuotteena on happi ja vesi, mikä tekee aerospikista ympäristöystävällisimmän rakettikonseptin tähän mennessä. Kuten ARCA: n toimitusjohtaja Dumitru Popescu sanoi äskettäisessä lausunnossa:
"Lähettämällä Demonstrator 3 -raketin avaruudessa käyttämällä erittäin kylmää moottoria, jossa vain 250 ° C 3500 ° C: n sijasta reaktiokammiossa yhdessä aerospike-tekniikan kanssa, aiomme osoittaa aerospike-koneen vaikuttavan potentiaalin."
Viime kädessä tavoitteena on osoittaa, että SSTO-raketit ovat toteutettavissa, mitä ARCA tutkii heidän Haas 2CA -konseptinsa kanssa. Viimeisin Haas-rakettiperheessä, joka on nimetty itävaltalais-romanialaisen rocketry-pioneerin Conrad Haasin kunniaksi, tämä kantoraketti käyttää vetyperoksidia ja petrolia polttoaineena ja pystyy tuottamaan 22 900 kg (50 500 lbs) työntövoimaa merenpinnan tasolla ja noin 33 565 kg (74 000 lbs) tyhjössä.
Verrattuna monivaiheisiin raketteihin, SSTO: t tarjoavat sekä alhaisemmat kustannukset että suuremman joustavuuden, kun kyse on pienten hyötykuormien asettamisesta kiertoradalle. Space Worksin ja Eurostatin tuottamien arvioiden mukaan nämä pienet satelliittimarkkinat kasvavat 5,3 miljardilla dollarilla seuraavan vuosikymmenen aikana. Sellaisena ilmailu- ja avaruusalan yritykset, jotka voivat tarjota kilpailukykyisen markkinointinopeuden ja joustavuuden, voivat hyödyntää tätä kasvua.
Yhtiö paljasti Haas 2CA: n maaliskuussa 2017 yrityksen pääkonttorissa Las Crucesissa, New Mexico. Vuonna 2018 ARCA toivoo suorittavansa ensimmäisen testinsa Haas 2CA: lle NASAn Wallops-lentokeskuksesta Virginiassa. Mutta ennen kuin se voi tapahtua, yrityksen on varmistettava, että aerospike-moottori toimii niin hyvin kuin odotettiin. Kuten Popescu selitti:
”Haas 2CA: n yksivaihe Orbitille on vasta alku avaruusajoneuvojen uudelle sukupolvelle, jonka muotoilu on innovaatio, joka tuottaa alhaisempia kustannuksia. Aiomme vastata yksi alan kysyttyimpiin kysymyksiin: Voiko lentokoneen lentokone toimittaa lennon aikana korkeuden vaihtelun aiheuttaman painekorjauksen ja saavuttaa odotetun suorituskyvyn säästämällä polttoainetta? Haluamme noutaa sinne, missä NASA lopetti, ja todistaa, että tämä tekniikka on todella tapa edetä avaruuslennoilla. ”
Koeajolento, joka suoritetaan Spaceport Americassa, New Mexico-autiomaassa, koostuu suborbitaalisesta avaruuslennosta, joka vie Demonstrator 3: n 100 km: n korkeudelle. Jos tämä lento saavutetaan, ARCA on osoittanut, että moottoritekniikka on lentokelpoista, että SSTO-raketit ovat toteuttamiskelpoisia ja että erittäin kylmät moottorit pariksi aerospike-tekniikan avulla mahdollistavat ympäristöystävälliset suborbitaaliset raketit.
Testi on myös virstanpylväs kaupalliseen ilmailu- ja avaruusteollisuuteen, joka perusti pyrkimykset tehdä avaruudesta entistä helpompaa ja vähentää yksittäisiin laukaisuihin liittyviä kustannuksia. Ja kuten Popescu varmasti totesi, paras tapa tehdä tämä ei ole pelkästään parantaa olemassa olevia konsepteja, vaan hyödyntää huipputeknologiaa ja aika-testattua tekniikkaa uusien luomiseksi.
"Olemme vakuuttuneita siitä, että aerospike-moottori yhdistettynä komposiittimateriaalipolttoainesäiliöihin ja tiheisiin polttoaineisiin alentaa merkittävästi kiertoradan ja suborbitaalien laukaisukustannuksia", hän sanoi. ”Uskomme todella, että vastaus avaruuslennon kustannussäästöihin on innovaatio, emmekä yritä tehdä vanhoista tekniikoista hiukan tehokkaampia. Tämä ei koskaan aiheuta merkittävää hintojen pudotusta avaruusalalle, vaan vain pieniä parannuksia. Tätä ajatusta ajatellen odotamme kasvattavan yrityksemme rekisteröidyn arvon nykyisestä 20 miljoonasta dollarista vähintään 200 miljoonaan dollariin vuoteen 2019 mennessä. "
SSTO: n kehittäminen on vain yksi tapa, jolla kaupallinen ilmailu- ja avaruusteollisuus tekee avaruustutkimuksesta taloudellisempaa. Muita esimerkkejä ovat SpaceX: n kehitys uudelleenkäytettävissä raketeissa ja Rocketlabin kevyiden materiaalien käyttö kaksivaiheisten kertakäyttöisten rakettien luomiseen.
Nämä toimenpiteet eivät vain mahdollista matalan maapallon kiertoradan (LEO) kaupallistamista, vaan myös avaavat mahdollisuuksia, joita aiemmin pidettiin mahdottomina toistaiseksi - kuten avaruuspohjaista aurinkovoimaa ja avaruusluontotyyppejä!
Pysy kuulolla tästä ja muista tulevista testeistä. Ja muista katsoa tämä video siitä, kuinka ARCA valmistautuu tulevaan aerospike-koelentoon ARCA: n suosituksella:
