Перегони за революцію в космічних подорожах досягли важливого рубежу. Приватна космічна компанія Astrobotic нещодавно оголосила про успішне випробування своїх двигунів «Chakram», що стало проривом у технології ракетних двигунів з детонацією, що обертається (RDRE). У ході випробувань було зафіксовано безперервний цикл горіння тривалістю 300 секунд – досягнення, яке, на думку компанії, встановлює новий рекорд цієї конструкції двигуна.
Чим технологія RDRE відрізняється від традиційних ракет
Щоб зрозуміти значущість цього тесту, необхідно розібратися у тому, як ракети створюють тягу. Більшість звичайних ракетних двигунів працюють на принципі “дефлаграції”: паливо та окислювач подаються в камеру згоряння, де вони стабільно горять, створюючи вихлопні гази, які штовхають ракету вперед.
Технологія RDRE, навпаки, заснована на набагато більш інтенсивному та ефективному принципі:
- Механізм: Замість стабільного горіння RDRE використовують надзвукову ударну хвилю для стиснення та нагрівання палива.
- «Детонація»: Цей процес запускає безперервний вибух, що обертається всередині двигуна.
- Перевага: Теоретично цей метод набагато ефективніший, що дозволяє космічним апаратам рухатися швидше, нести більш важкі корисні навантаження і досягати набагато більших відстаней, використовуючи ту саму кількість палива.
По суті, в той час як традиційні двигуни спалюють паливо, двигуни RDRE його детонують, витягуючи більше енергії з кожної краплі палива.
Результати випробувань «Chakram»
Випробування проходили в Центрі космічних польотів імені Маршалла (NASA). Під час демонстрації два двигуни Chakram вивергали виразне яскраво-блакитне полум’я, працюючи загалом 470 секунд.
«Двигун показав себе навіть краще, ніж очікувалося, – заявив Брайант Авалос, провідний дослідник програми Chakram в Astrobotic. — 300-секундний цикл горіння став справжньою вишнею на торті».
Хоча результати є великою перемогою для Astrobotic, двигуни досі перебувають на ранніх стадіях розробки. Кожен двигун створював тягу понад 4000 фунтів (близько 1800 кг). Для порівняння: ракета SpaceX Falcon Heavy використовує 27 двигунів, щоб створити більше 5 мільйонів фунтів (близько 2 268 тонн) тяги при відриві від землі. На даний момент двигуни Chakram – це компоненти малого масштабу, а не двигуни для надважких ракет-носіїв.
Майбутнє застосування: від місячних посадкових модулів до глибокого космосу
Astrobotic не прагне замінити важкі ракети на зразок Falcon Heavy; їхня мета — інтегрувати цю технологію в спеціалізовані космічні апарати. Основне завдання – покращити місячні місії.
Потенційні сфери застосування двигунів Chakram включають:
– Місячні посадкові модулі Griffin: Підвищення ефективності апаратів, що здійснюють посадку на Місяць.
– Орбітальні буксири: Переміщення супутників чи вантажів між різними орбітами у космосі.
– Цислунарні операції: Розширення можливостей навігації у просторі між Землею та Місяцем.
Глобальний контекст: світові перегони за ефективністю
Astrobotic є частиною світового тренду, що росте, на високоефективні рухові установки. Розробкою технології RDRE займаються кілька великих гравців:
– ** Venus Aerospace: ** Розробляє RDRE як для ракет, так і для комерційної та військової авіації.
– JAXA (Японія): У 2021 році успішно протестувала двигун з обертовою детонацією у вакуумі космосу.
У міру того, як космічні агенції та приватні компанії готуються до довгострокового освоєння Місяця та Марса, ефективність, яку дають детонаційні двигуни, може стати вирішальним чинником: чи зробить місію економічно вигідною чи непомірно дорогою.
Висновок
Успішно випробувавши двигуни Chakram на тривалий час, компанія Astrobotic довела, що технологія детонації, що обертається, переходить від теоретичних моделей до практичного застосування. Незважаючи на необхідність значного масштабування, ця віха наближає нас до нової ери високоефективних двигунів для глибокого космосу.
