Leder efter raketvidenskab på uventede steder

Du behøver ikke at forlade Australien for at være raketforsker. Faktisk, du behøver måske ikke engang at forlade dit job.

Dit lokale mineselskab – jep, almindelige gamle Woodside – har stille og roligt støttet forskere fra Monash University og et 3-D-printerfirma ved navn Amaero, mens de arbejder på raketmotoren, der kunne bringe folk tilbage fra Mars.

Under kodenavnet Project X, de har arbejdet på en 3-D printet, metandrevet aerospike raketmotor. Det er lidt af en mundfuld, så lad os grave ned i præcis, hvad det betyder, og hvorfor det er så fedt.

Udskriv forhåndsvisninger

På dette tidspunkt, du har sikkert hørt om 3-D-print. Du har måske endda set en printer i aktion. Men denne form for projekt skubber 3-D-print til dets grænser.

I stedet for at lægge varmt plastikfilament i lag, dele kan printes ved at smelte lag af metalpulver sammen med en laser.

Nu hvor teknologien modnes, dele trykt på denne måde bliver overraskende stærke.

Faktisk, 3-D-printede dele bliver nu så stærke, at de kan modstå massive temperaturer og tryk. Temperaturer og tryk, som du kan støde på, når du høster naturgas fra tusindvis af meter under jordens overflade – eller måske når du sender en raket ud i rummet.

En stigning i interessen

Ikke alene er de stærke, de er hurtige at lave. Med 3-D printede dele, vi kan endelig begynde at eksperimentere med design og materialer til raketmotorer, som vi ikke kunne lave (eller ikke kunne teste) før.

En af dem er det aerospike-design, som Project X-teamet bruger.

Raketter skal holde deres tryk pegende mod jorden for at bevæge sig opad. Traditionelle raketter har en formet smule metal i bunden af ​​motoren for at holde den ildstråle i bevægelse på den rigtige måde. Hvis du nogensinde har set en raketopsendelse, du genkender det sikkert. Det er bitten i bunden, der ligner en klokke.

Aerospikes har ikke de metalbits. De har en spids, stik-lignende form i stedet.

Disse forskellige motorformer indeholder og kontrollerer fremdriften fra afbrænding af raketbrændstof på forskellige måder.

Aerospike-motorer er afhængige af det omgivende lufttryk for at holde alting flydende på den rigtige måde, i stedet for at stole på en væg af metal rundt om kanten af ​​motoren. Det er lidt ligesom en af ​​de der bladløse fans, kun meget varmere.

Aerospikes er ikke kun et pænt fysiktrick. De er teoretisk set langt mere effektive end almindelige raketter.

Hvis vi kan få det til at virke, det kan være op til 10 % mere effektivt end raketter i dag, en Project X-ingeniør vurderer. Det er 10 % mindre brændstof, vi skal transportere, og 10 % mere last end nutidens raketter.

Det lyder måske ikke af meget, men når vi først sender hundredvis af tons (eller hundredvis af mennesker) i kredsløb, det tilføjer ret hurtigt.

Slår gassen

Så langt så godt, men den virkelige kicker er, at Project X-raketten kører på naturgas.

Den nuværende guldstandard for raketbrændstof er brint. Desværre, det er ret svært at opbevare. Det skal holdes under tryk ved -253°C. Du har brug for en temmelig stærk tank for at holde den omkring - og selv da, det har en tendens til at sive ud.

Mens brint er let nok at fremstille på Jorden, vi kan ikke lige gemme det og sende det langt. Men hvad med naturgas, mere almindeligt kendt som metan? Vi er allerede eksperter i at opbevare og sende det.

Metanbrændstof skal ikke opbevares så koldt eller under så meget tryk. Det betyder, at raketter kan have meget lettere tanke, og brændstof kan opbevares længere. Vi kan endda se brændstofdepoter kredse om Jorden, giver os mulighed for at fylde vores raketter op på samme måde, som vi tanker biler.

Måske mest spændende, metan er et simpelt nok kemikalie til at vi kan syntetisere det ved hjælp af lidt vand og lidt kuldioxid – begge ting, vi kan finde på tværs af solsystemet, herunder på Mars.

Hvad er det her - en raket til myrer?

Project X-raketten er endnu ikke i nærheden af ​​at være flyvehardware – den vil kun løfte omkring 400 kg.

Det er ikke den første aerospike eller den første 3-D printede motor eller den første metanmotor, men det er en vellykket kombination af alle tre. Det er rigtigt, banebrydende raketvidenskab – den slags vi har brug for for at udforske Mars – og det sker lige her i Australien.

Denne artikel dukkede først op på Particle, et videnskabsnyhedswebsted baseret på Scitech, Perth, Australien. Læs den originale artikel.