A Astrobotic, com sede em Pittsburgh, concluiu com sucesso uma série de testes de fogo quente de seu protótipo de motor de foguete de detonação rotativo Chakram, marcando um marco importante em trazer a tecnologia de propulsão experimental para a prontidão para vôo.
O motor rotativo de foguete de detonação (RDRE) funciona de maneira diferente dos designs tradicionais. Um motor de foguete típico depende de um processo de ignição estável e controlado de propelente químico dentro de uma câmara de combustão. O RDRE utiliza uma onda de detonação circular contínua que se propaga em torno de uma câmara toroidal, produzindo maior pressão e eficiência e aumentando o empuxo com menos combustível. Em teoria, isto poderia aumentar a eficiência em cerca de 10-15%, ao mesmo tempo que reduziria o tamanho e o peso do motor – vantagens que são especialmente importantes para naves espaciais, onde cada grama de peso precisa de ser contabilizada. No entanto, estes benefícios são difíceis de concretizar na prática.
No entanto, a Astrobotic acredita que o teste do seu novo protótipo RDRE poderia ajudar eventualmente a levar este tipo de propulsor para o espaço profundo, incluindo cerca de lua. “O desempenho do Chakram excedeu em muito as nossas expectativas”, disse Bryant Avalos, principal investigador do Chakram na Astrobotic.
“Demonstrações como esta mostram como a tecnologia RDRE pode apoiar uma ampla gama de missões robóticas celestes, desde a propulsão de futuros módulos lunares até veículos de transferência de órbita espacial e outras capacidades que ajudam a expandir todo o negócio espacial cislunar.”
O evento foi realizado na NASA Centro de Voo Espacial Marshall O MSFC em Huntsville, Alabama, (MSFC) usou dois protótipos de motor de foguete de detonação rotativa (RDRE) para uma longa queima, demonstrando que o motor pode operar continuamente, em vez de apenas em breves rajadas de prova de conceito.
Os dois motores Chakram acumularam mais de 470 segundos de disparo em múltiplos disparos e queimaram continuamente por 300 segundos em um teste. Robô Celestial Esta duração pode ser a ignição sustentada mais longa de um motor de detonação rotativo até o momento, e o hardware não mostrou sinais óbvios de danos posteriormente.
Este desempenho começa a abordar uma das maiores questões em aberto em torno do RDRE e se o projeto do motor pode operar de forma confiável o suficiente para uso em espaçonaves reais.
Durante os testes, cada Chakram RDRE produziu mais de 4.000 libras de empuxo e atingiu condições estáveis de “estado térmico estável”. Robô Celestial Lançado — Indica o funcionamento nominal e contínuo do motor. Esta combinação de impulso, estabilidade e durabilidade marca um avanço significativo em relação às demonstrações anteriores do RDRE, que muitas vezes tinham duração limitada.
“A queima de 300 segundos é a mais importante”, disse Avalos.
Chakram é uma adição importante ao portfólio de produtos da Astrobotic e a empresa está desenvolvendo o Chakram pensando em missões futuras. Chakram pode eventualmente ser usado em suas versões superiores Módulo Lunar GriffinDe acordo com notícias divulgadas pela Astrobotic, bem como foguetes reutilizáveis planejados e veículos de transporte orbital projetados para operações Terra-lunar.
O trabalho de Chakram RDRE é apoiado por um contrato de Pesquisa de Inovação em Pequenas Empresas (SBIR) da NASA e um Acordo da Lei Espacial com o MSFC. Parte deste trabalho se concentra no projeto de injetores e na fabricação avançada, incluindo “fabricação aditiva de metal com porosidade ajustável” – uma tecnologia de impressão 3D projetada para melhorar o gerenciamento térmico e a estabilidade da combustão.
Espera-se que os dados deste evento orientem melhorias na aceleração do motor, no resfriamento regenerativo e na redução geral da qualidade, à medida que a Astrobotic trabalha para fazer a transição do motor do hardware de teste para o hardware pronto para voo.
Controlar e manter uma onda de choque estável durante longos períodos de tempo tem sido um desafio constante, com muitos testes iniciais limitados a rajadas curtas ou operações erráticas, mas a Astrobotic não é a primeira empresa a enfrentar este desafio.
A Venus Aerospace completou o voo de teste RDRE no ano passado usando seu próprio projeto e marcou o Primeiro teste bem-sucedido de tal motor nos Estados Unidos
