Anonim

Fra jorden til kredsløb ved hjælp af en enkelt-trins raket

Plads

David Szondy

1. april 2017

11 billeder

ARCA Haas 2CA kan levere sig selv og en satellit nyttelast i lav jord kredsløb (Credit: ARCA)

New Mexico-baserede ARCA Space Corporation har meddelt, at det er ved at udvikle verdens første single-stage to orbit (SSTO) lanceringskøretøj, der kan levere både en lille nyttelast og sig selv til lav jordbane, til en pris på ca. US $ 1 million pr lancering. Koblet Haas 2CA efter 16. århundredets raketpioner Conrad Haas, bruger den nye booster en lineær aerospike-motor i stedet for konventionelle klokkeformede raketmotorer til at fjerne flere trin.

At komme ind i rummet er en meget kompliceret affære. At sætte en nyttelast som en satellit i kredsløb betyder at skyde den ud af atmosfæren på omkring 18.000 mph (29.000 km / t). Dette kræver betydelig energi i form af raketdrivningsmiddel, som skal holdes inde i en raket og brændes af raketmotoren. Desværre betyder det at tilføje mere brændstof til at løfte raketen, dens motor og det originale brændstof, så mere brændstof til at løfte alt det, så mere brændstof til at løfte det brændstof.

Dette er en af ​​grundene til, at rumbureauer og private virksomheder bruger iscenesatte raketter. Ved at bruge et stort første trin til at løfte mindre øvre stadier i rækkefølge og derefter kassere dem undervejs, kan en nyttelast sendes i kredsløb uden at skulle løfte hovedparten af ​​hele lanceringen køretøjet også.

En anden grund er, at konventionelle raketmotorer kun kan fungere effektivt inde i et stiv defineret sæt højder, fordi raketets tryk skal arbejde imod luften, da det skyder ud. Dette er en vigtig grund til, at SpaceX's Falcon 9 f.eks. Bruger to trin i stedet for en. Motoren i første fase er optimeret til at fungere bedst på havniveau og lav højde, mens andenfase-motoren er designet til den sjældne atmosfære på kanten af ​​rummet.

Hvad ACRA forsøger med Haas 2CA er at erstatte de konventionelle motorer med en lineær aerospike-motor, som firmaet hævder er 30 procent mere effektiv end dem, der anvendes i dag. Det er en ide, der daterer sig tilbage til 1960'erne, og arbejder i grunden ved at skære en raketmotorens klokke i halvdelen, så sætter de to halvdele tilbage til ryg for at danne en aftagende spike.

Princippet bag aerospike er, at selve luften fungerer som den manglende halvdel af raketklokken, der indeholder de varme gasser, når de forlader forbrændingskammeret. Det betyder, at når raketen flyver højere, holder den tyndere luft gaserne mindre tæt og de spredes mere ud som om raketklokken gradvist er blevet større. Dette gør det muligt for aerospike at tilpasse sig selv under flyvningen, idet den går fra en havmotor til en højhøjde.

Ifølge ARCA tillader dette Haas 2CA at generere en højere specifik impuls sammenlignet med lignende motorer. En specifik impuls er en måling af, hvor meget en raket kan ændre momentum for en massemængde for en brændstofenhed eller på engelsk, hvor stor en samlet push raket kan give til en tank af brændstof. Derudover kan man ved hjælp af 16 forbrændingskamre, der kan smøres individuelt, raketten styres uden behov for et tungt og komplekst gimbalingsystem.

Når den er færdig, vil Haas 2CA stå 53 m høj med en diameter på 4, 95 ft (1, 5 m) og veje 1.210 lb (550 kg) eller 35.887 lb (16 290 kg) brændt takket være ARCAs proprietære komposit materialer til drivstoftanke og andre komponenter. I modsætning til andre systemer, der bruger kryogene drivmidler, brænder Haas 2CA hydrogenperoxid og RP-1 - en stærkt raffineret form af petroleum - stansning på 50.500 lb trykkraft på havniveau. Dette vil gøre det muligt at placere en nyttelast på 220 lb (100 kg) i lav jordens kredsløb i 24 timers varsel for omkring $ 10.000 pr. Kg eller $ 4.545 pr. Pund.

Målrettet på mikrosatellitmarkedet udvikles Hass 2CA sammen med NASAs Kennedy, Ames, Wallops, Marshall, Stennis og Johnson Space Centers for Cooperative Opportunity Programmet og planlægger at gøre sin jomfruflyvning fra Wallops Flight Anlæg i 2018. Desuden forpligter virksomheden sig til at bruge Spaceport America i New Mexico som en lanceringsbase.

"Når Haas 2CA-raket lanceres, vil det være den første raket i historien at sætte sig helt i kredsløb, " siger Dumitru Popescu, ARCA Space Corporation CEO. "Dette åbner nye grænser for udforskning af solsystemet, da raketen kan genanvendes i kredsløb og genanvende sin aerospike-motor og dermed eliminere behovet for yderligere øvre trin. Efter den fulde kvalifikation kunne køretøjet betjenes fra indlands rumports da der ikke er nogen stadier, der falder på jorden ved udbrænding. Staged raketer, selvom de giver mere nyttelast for samme startmasse, er mindre pålidelige på grund af et øget antal dele på grund af flybegivenheder, som er anmodet om ved anlæg og tænding af øvre scene motor.

Ligeledes betragtes iscenesatte raketter som dyrere, fordi de bogstaveligt talt består af mere end en raket. Fremstilling og samling af flere raketter i en launcher kræver mere, tid, penge og personale. SSTO-teknologien, som en gang er gennemført, vil øge rumflyvningens respons og reducere omkostningerne til de værdier, som industrien forventer i årtier. Denne raket vil også være det hurtigste køretøj til at nå bane og tager mindre end fem minutter. "

Videoen nedenfor introducerer Haas 2CA.

Kilde: ARCA Space Corporation

ARCA Hass 2CA bruger hydrogenperoxid og petroleum som drivmidler (Credit: ARCA)

ARCA Haas 2CA er rettet mod mikrosatellitmarkedet (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA er baseret på en lineær aerospike motor (Credit: ARCA)

ARCA Haas 2CA er bygget af kompositter (Credit: ARCA)

ARCA Haas 2CA kan levere sig selv og en satellit nyttelast i lav jord kredsløb (Credit: ARCA)

ARCA Haas 2CA behøver ikke et gimballing system (Credit: ARCA)

ARCA Haas 2CA har en anslået lanceringsomkostninger på US $ 1 million (Credit: ARCA)

Rendering af ARCA Haas 2CA, der besøger ISS (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA er planlagt til at flyve i 2018 (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA frigiver en nyttelast (Credit: ARCA)

ARCA Haas 2CA 's aerospike fjerner behovet for flere faser (Credit: ARCA)

Anbefalet Redaktørens Valg