La NASA ha ottenuto l’ennesimo successo grazie allo sviluppo di un innovativo sistema di propulsione chiamato Rotating Detonation Rocket Engine (RDRE).
Gli ingegneri del Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, hanno testato con successo un nuovo lavoro stampato in 3D per 251 secondi (o più di quattro minuti), producendo più di 2630,836 kg di spinta.
Rotating Detonation Rocket Engine (RDRE): ecco in cosa consiste
Thomas Teasley, ingegnere dei dispositivi di combustione Marshall, che ha capitanato i test RDRE ha spiegato che questo tipo di combustione prolungata emula i requisiti tipici per l’atterraggio di un lander o per un incendio nel deep space che potrebbe mettere in rotta un veicolo spaziale dalla Luna a Marte.
Il primo test del RDRE è stato eseguito a Marshall nell’estate del 2022 in collaborazione con In Space LLC e Purdue University, entrambe di Lafayette, Indiana. Durante il test si è assistito ad una produzione più di 1814,369 kg di spinta per quasi un minuto.
L’obiettivo principale dell’ultimo test è stato quello di comprendere meglio come adattare il combustore a diverse classi di spinta, supportando sistemi motore di tutti i tipi e massimizzando la varietà di missioni che potrebbe servire, dai lander ai motori dello stadio superiore alla retropropulsione supersonica, una tecnica di decelerazione che potrebbe far atterrare carichi utili più grandi, o addirittura esseri umani, sulla superficie di Marte.
“L’RDRE consente un enorme salto di efficienza nella progettazione e dimostra che siamo più vicini alla realizzazione di sistemi di propulsione leggeri che ci consentiranno di inviare più massa e carico utile più lontano nel deep space, una componente fondamentale per la visione Luna-Marte della NASA “, ha specificato Teasley.
I razzi normali utilizzano una singola combustione continua per generare spinta, proprio come un enorme fuoco d’artificio.
Un RDRE differisce perché utilizza una serie di piccole esplosioni controllate, o detonazioni, per generare spinta. Il carburante e un ossidante vengono iniettati nella camera di combustione, dove si accendono e creano uno schema ondulatorio di detonazioni che viaggiano attorno alla circonferenza della camera. Ciò crea una spinta continua, spingendo il razzo in avanti.
Il processo di detonazione converte una quota maggiore dell’energia del carburante in spinta e può funzionare con una gamma più ampia di combustibili e ossidanti. Inoltre, può gestire pressioni e temperature di combustione più elevate rispetto ai tradizionali motori a razzo.
Non solo i combustibili vengono sfruttati in modo più efficiente, ma hanno anche un rapporto spinta/peso più elevato e quindi sono di grande interesse per gli ingegneri spaziali.
“La produzione additiva consente certamente progetti molto complessi, ma questa novità si propaga e consente altre nuove tecnologie come la propulsione avanzata”, ha affermato Paul Gradl, ingegnere principale della NASA.
“Il nostro team della NASA ha completato i test dell’RDRE)abilitato dal Laser Powder Bed Fusion GRCop-42. La durata continua più lunga utilizzata con questo hardware è stata superiore a 130 secondi a 622 psi e accumulata in 10 minuti di tempo totale. Questo è un enorme passo avanti per RDRE”.
I test RDRE sono riusciti a dimostrare la loro capacità di operare per lunghi periodi resistendo agli ambienti estremi di calore e pressione generati dalle detonazioni. I test hanno anche dimostrato un deep throttling e un’accensione interna che avvicinano la tecnologia all’utilizzo con i futuri veicoli di volo.
Gli ingegneri del Glenn Research Center della NASA a Cleveland e i ricercatori della Venus Aerospace di Houston, in Texas, stanno lavorando con Marshall della NASA per comprendere come adattare la tecnologia per ottenere prestazioni più elevate.
RDRE è gestito e finanziato dal Game Changing Development Program all’interno della direzione della missione per la tecnologia spaziale della NASA.
La NASA (National Aeronautics and Space Administration) è un’agenzia governativa statunitense responsabile della scienza e della tecnologia legate all’atmosfera e allo spazio. L’era spaziale è iniziata nel 1957 con il lancio del satellite sovietico Sputnik.
La NASA ha ufficialmente iniziato la sua attività il 1° ottobre 1958. L’agenzia è stata creata per supervisionare l’esplorazione spaziale e la ricerca aeronautica degli Stati Uniti.
