Ingeniører sigter mod stjernerne med ny raketmotor

En 'selvædende' raketmotor, der lettere og billigere kunne placere små satellitter i kredsløb, er under udvikling på universiteter i Skotland og Ukraine.

I et papir offentliggjort i Journal of Rumfartøjer og raketter , ingeniører fra University of Glasgow og Oles Honchar Dnipro National University i Ukraine diskuterer, hvordan de har bygget, fyret, og for første gang droppede en 'autophage' motor op og ned, som kunne ændre, hvordan små satellitter sendes ud i rummet.

I dag, de fleste raketter bruger tanke til at opbevare deres drivmiddel, når de klatrer, og tankens vægt er normalt mange gange større end vægten af ​​den nyttige nyttelast. Dette reducerer lanceringskøretøjets effektivitet, og bidrager også til problemet med rumaffald.

Imidlertid, et lanceringskøretøj drevet af en autofagemotor ville forbruge sin egen struktur under opstigning, så mere lastkapacitet kunne frigøres og mindre affald ville komme ind i kredsløb.

Autophage -motoren bruger en drivstang, der har fast brændstof på ydersiden og oxiderer på indersiden. Det faste brændstof er en stærk plast, såsom polyethylen, så stangen er effektivt et rør fuld af pulveriseret oxidator. Ved at køre stangen ind i en varm motor, brændstoffet og oxidatoren kan fordampes til gasser, der strømmer ind i forbrændingskammeret. Dette frembringer tryk, samt den varme, der kræves for at fordampe det næste afsnit af drivmiddel.

Simpelthen ved at variere hastigheden, hvormed stangen drives ind i motoren, forskerne har vist, at motoren kan blive kvalt - en sjælden kapacitet i en fast motor. I øjeblikket, holdet har opretholdt raketoperationer i 60 sekunder ad gangen i deres laboratorietests.

Dr. Patrick Harkness, universitetslektor ved University of Glasgow's School of Engineering, leder Glasgows bidrag til arbejdet.

Dr. Harkness sagde:"I løbet af det sidste årti har Glasgow er blevet et ekspertisecenter for den britiske rumindustri, især i små satellitter kendt som 'CubeSats', som giver forskere overkommelig adgang til rumbaserede eksperimenter. Der er også potentiale for, at Storbritanniens planlagte rumhavn er baseret i Skotland.

"Imidlertid, lanceringskøretøjer har en tendens til at være store, fordi du har brug for en stor mængde drivmiddel for at nå rummet. Hvis du prøver at nedskalere, drivmængden falder hurtigere end strukturens masse, så der er en grænse for, hvor lille du kan gå. Du vil stå tilbage med et køretøj, der er mindre, men forholdsmæssigt, for tung til at nå en omdrejningshastighed.

"En raket drevet af en autofagemotor ville være anderledes. Drivstangen selv ville udgøre raketens krop, og da køretøjet klatrede, ville motoren køre sig op, indtager kroppen fra bund til spids.

"Det ville betyde, at raketstrukturen faktisk ville blive brugt som brændstof, så vi ville ikke stå over for de samme problemer med overdreven strukturmasse. Vi kunne dimensionere affyringsvognene til at matche vores små satellitter, og tilbyde hurtigere og mere målrettet adgang til rummet.

"Mens vi stadig er på et tidligt udviklingsstadium, vi har en effektiv motor testbed i laboratoriet i Dnipro, og vi arbejder sammen med vores kolleger der for at forbedre det yderligere. Det næste trin er at sikre yderligere finansiering til at undersøge, hvordan motoren kan inkorporeres i et affyringsvogn.

Papiret, med titlen 'Autophage Engines:Toward a Throttleable Solid Motor', er udgivet i Journal of Rumfartøjer og raketter .