Έναν πύραυλο ο οποίος «τρώει τον εαυτό του» και θα μπορούσε να καταστήσει πιο εύκολες και οικονομικές τις εκτοξεύσεις μικρών δορυφόρων αναπτύσσουν ερευνητές σε πανεπιστήμια της Σκωτίας και της Ουκρανίας.
Σε paper που δημοσιεύτηκε στο Journal of Spacecraft and Rockets, μηχανικοί από το Univresity of Glasgow και το Εθνικό Πανεπιστήμιο Oles Honchar Dnipro στην Ουκρανία παρουσιάζουν πώς κατασκεύασαν και εκτόξευσαν έναν «αυτοφάγο» πυραυλοκινητήρα που θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αποστέλλονται μικροί δορυφόροι στο διάστημα.
Οι περισσότεροι πύραυλοι χρησιμοποιούν δεξαμενές για την αποθήκευση των καυσίμων τους καθώς ανυψώνονται, και το βάρος των δεξαμενών συνήθως είναι πολύ μεγαλύτερο από το βάρος του ωφέλιμου φορτίου. Αυτό μειώνει την αποδοτικότητα του οχήματος εκτόξευσης και συμβάλλει στην κλιμάκωση του προβλήματος των διαστημικών σκουπιδιών. Ωστόσο, ένα όχημα εκτόξευσης με έναν αυτοφάγο πυραυλοκινητήρα θα κατανάλωνε την ίδια του τη δομή κατά την άνοδο, βελτιώνοντας κατά πολύ τα πράγματα από κάθε άποψη.
Ο αυτοφάγος πυραυλοκινητήρας καταναλώνει μία ράβδο προωθητικού καυσίμου η οποία έχει στέρεο καύσιμο έξω και οξειδωτικό στο εσωτερικό. Το στέρεο καύσιμο είναι ένα ισχυρό πλαστικό όπως το πολυαιθυλένιο, οπότε και η ράβδος είναι στην ουσία ένας σωλήνας γεμάτος οξειδωτικό σε σκόνη. Βάζοντας τη ράβδο μέσα σε έναν θερμό κινητήρα, το καύσιμο και το οξειδωτικό εξατμίζονται σε αέρια που ρέουν στον θάλαμο καύσης. Αυτό παράγει ώθηση, όπως και τη θερμότητα που απαιτείται για την εξάτμιση του επόμενου σταδίου του καυσίμου.
Απλά και μόνο μεταβάλλοντας την ταχύτητα με την οποία η ράβδος εισάγεται στον κινητήρα, οι ερευνητές έδειξαν ότι ο κινητήρας μπορεί να επιταχύνεται- μια σπάνια δυνατότητα σε έναν τέτοιου είδους κινητήρα.
«Τα οχήματα εκτόξευσης τείνουν να είναι μεγάλα επειδή χρειάζεσαι μεγάλη ποσότητα προωθητικού καυσίμου για να φτάσεις στο διάστημα. Αν προσπαθήσεις να το μειώσεις, η ένταση του προωθητικού μειώνεται πιο γρήγορα από τη μάζα της δομής, οπότε υπάρχει ένα όριο στο πόσο μπορείς να το μικρύνεις. Θα καταλήξεις σε ένα όχημα που είναι μικρότερο, αλλά αναλογικά πολύ βαρύ...ένας πύραυλος με αυτοφάγο κινητήρα θα ήταν διαφορετικός. Η ίδια η ράβδος καυσίμου θα αποτελούσε το σώμα του πυραύλου, και καθώς το όχημα ανυψωνόταν, ο κινητήρας θα πήγαινε προς τα επάνω, θα κατανάλωνε το σώμα, καταναλώνοτνας το σώμα από τη βάση ως την άκρη. Αυτό θα σήμαινε πως η δομή του πυραύλου θα καταναλωνόταν ως καύσιμο, οπότε δεν θα αντιμετωπίζαμε τα ίδια προβλήματα υπερβολικής δομικής μάζας. Θα διαμορφώναμε τα οχήματα εκτόξευσής μας για να αντιστοιχούν σε μικρούς δορυφόρους, και θα παρείχαμε πιο γρήγορη και πιο στοχευμένη πρόσβαση στο διάστημα» λέει ο Dr. Πάτρικ Χάρνες του University of Glasgow, ο οποίος ηγείται της συμμετοχής του πανεπιστημίου στο σχετικό πρόγραμμα.
Σε paper που δημοσιεύτηκε στο Journal of Spacecraft and Rockets, μηχανικοί από το Univresity of Glasgow και το Εθνικό Πανεπιστήμιο Oles Honchar Dnipro στην Ουκρανία παρουσιάζουν πώς κατασκεύασαν και εκτόξευσαν έναν «αυτοφάγο» πυραυλοκινητήρα που θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αποστέλλονται μικροί δορυφόροι στο διάστημα.
Οι περισσότεροι πύραυλοι χρησιμοποιούν δεξαμενές για την αποθήκευση των καυσίμων τους καθώς ανυψώνονται, και το βάρος των δεξαμενών συνήθως είναι πολύ μεγαλύτερο από το βάρος του ωφέλιμου φορτίου. Αυτό μειώνει την αποδοτικότητα του οχήματος εκτόξευσης και συμβάλλει στην κλιμάκωση του προβλήματος των διαστημικών σκουπιδιών. Ωστόσο, ένα όχημα εκτόξευσης με έναν αυτοφάγο πυραυλοκινητήρα θα κατανάλωνε την ίδια του τη δομή κατά την άνοδο, βελτιώνοντας κατά πολύ τα πράγματα από κάθε άποψη.
Ο αυτοφάγος πυραυλοκινητήρας καταναλώνει μία ράβδο προωθητικού καυσίμου η οποία έχει στέρεο καύσιμο έξω και οξειδωτικό στο εσωτερικό. Το στέρεο καύσιμο είναι ένα ισχυρό πλαστικό όπως το πολυαιθυλένιο, οπότε και η ράβδος είναι στην ουσία ένας σωλήνας γεμάτος οξειδωτικό σε σκόνη. Βάζοντας τη ράβδο μέσα σε έναν θερμό κινητήρα, το καύσιμο και το οξειδωτικό εξατμίζονται σε αέρια που ρέουν στον θάλαμο καύσης. Αυτό παράγει ώθηση, όπως και τη θερμότητα που απαιτείται για την εξάτμιση του επόμενου σταδίου του καυσίμου.
Απλά και μόνο μεταβάλλοντας την ταχύτητα με την οποία η ράβδος εισάγεται στον κινητήρα, οι ερευνητές έδειξαν ότι ο κινητήρας μπορεί να επιταχύνεται- μια σπάνια δυνατότητα σε έναν τέτοιου είδους κινητήρα.
«Τα οχήματα εκτόξευσης τείνουν να είναι μεγάλα επειδή χρειάζεσαι μεγάλη ποσότητα προωθητικού καυσίμου για να φτάσεις στο διάστημα. Αν προσπαθήσεις να το μειώσεις, η ένταση του προωθητικού μειώνεται πιο γρήγορα από τη μάζα της δομής, οπότε υπάρχει ένα όριο στο πόσο μπορείς να το μικρύνεις. Θα καταλήξεις σε ένα όχημα που είναι μικρότερο, αλλά αναλογικά πολύ βαρύ...ένας πύραυλος με αυτοφάγο κινητήρα θα ήταν διαφορετικός. Η ίδια η ράβδος καυσίμου θα αποτελούσε το σώμα του πυραύλου, και καθώς το όχημα ανυψωνόταν, ο κινητήρας θα πήγαινε προς τα επάνω, θα κατανάλωνε το σώμα, καταναλώνοτνας το σώμα από τη βάση ως την άκρη. Αυτό θα σήμαινε πως η δομή του πυραύλου θα καταναλωνόταν ως καύσιμο, οπότε δεν θα αντιμετωπίζαμε τα ίδια προβλήματα υπερβολικής δομικής μάζας. Θα διαμορφώναμε τα οχήματα εκτόξευσής μας για να αντιστοιχούν σε μικρούς δορυφόρους, και θα παρείχαμε πιο γρήγορη και πιο στοχευμένη πρόσβαση στο διάστημα» λέει ο Dr. Πάτρικ Χάρνες του University of Glasgow, ο οποίος ηγείται της συμμετοχής του πανεπιστημίου στο σχετικό πρόγραμμα.
