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Astrobotic dispara ‘motor de foguete de detonação rotativo’ de próxima geração em teste recorde (vídeo)
A Astrobotic, com sede em Pittsburgh, concluiu uma série bem-sucedida de testes de fogo quente de seu protótipo de motor de foguete de detonação rotativo Chakram, marcando um marco importante para levar a tecnologia de propulsão experimental à prontidão para vôo.
Os motores de foguetes de detonação rotativos (RDREs) funcionam de maneira diferente dos projetos convencionais. Os motores de foguete típicos dependem de um processo constante e controlado de ignição do propelente químico dentro de uma câmara de combustão. Os RDREs usam uma onda de detonação circular e contínua que viaja em torno de uma câmara em forma de anel, o que produz maior pressão e eficiência e resulta em maior empuxo com menos combustível. Em teoria, isso pode melhorar a eficiência em cerca de 10-15%, ao mesmo tempo que reduz o tamanho e o peso do motor – vantagens que são especialmente importantes para naves espaciais, onde cada grama de peso precisa ser contabilizada. Mas os benefícios têm sido difíceis de concretizar na prática.
A Astrobotic, no entanto, acredita que os testes do seu novo protótipo RDRE poderão ajudar finalmente a levar este tipo de propulsão para o espaço profundo, incluindo cerca de a lua. “Chakram superou mais do que as nossas expectativas”, disse Bryant Avalos, investigador principal da Astrobotic para Chakram.
“Demonstrações como esta mostram como a tecnologia RDRE poderia apoiar uma ampla gama de missões astrobóticas, desde a propulsão em futuros módulos lunares até veículos de transferência orbital no espaço e outras capacidades que ajudarão a expandir as operações em todo o espaço cislunar.”
A campanha aconteceu na NASA Centro de Voo Espacial Marshall (MSFC) em Huntsville, Alabama, e usou dois protótipos de motor de foguete de detonação rotativa (RDRE) para queimaduras de longa duração que sugerem que o motor pode operar continuamente, não apenas em rajadas curtas de prova de conceito.
Juntos, os dois motores Chakram acumularam mais de 470 segundos de tempo de disparo em múltiplas ignições e, em um teste, queimaram continuamente por 300 segundos. Astrobótico diz que a duração é provavelmente o disparo sustentado mais longo de um motor de detonação rotativo até o momento, e o hardware não mostrou sinais visíveis de danos posteriormente.
Esse tipo de desempenho começa a responder a uma das maiores questões em aberto em torno dos RDREs, 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”, de acordo com um Liberação astrobótica — indicativo do funcionamento nominal e sustentado do motor. Essa combinação de impulso, estabilidade e durabilidade marca um passo significativo além das demonstrações anteriores de RDRE, que muitas vezes tiveram duração limitada.
“A queima de 300 segundos foi a cereja do bolo”, disse Avalos.
Chakram é uma adição significativa ao portfólio da Astrobotic, e a empresa está desenvolvendo o Chakram pensando em missões futuras. Chakram poderia eventualmente ser usado em versões posteriores de seu Módulo Lunar Griffinbem como em foguetes reutilizáveis planejados e em um veículo de transferência orbital projetado para operações cislunares, de acordo com o comunicado da Astrobotic.
O trabalho no Chakram RDRE foi apoiado por meio de contratos de Pesquisa de Inovação em Pequenas Empresas (SBIR) da NASA e um Acordo da Lei Espacial com o MSFC. Parte desse esforço concentrou-se no projeto de injetores e na fabricação avançada, incluindo a “fabricação aditiva de metal com porosidade ajustável” – uma técnica de impressão 3D que visa melhorar o gerenciamento térmico e a estabilidade da combustão.
Espera-se que os dados desta campanha orientem melhorias na aceleração do motor, no resfriamento regenerativo e na redução da massa total, à medida que a Astrobotic trabalha para fazer a transição do motor do teste para o hardware pronto para voo.
Controlar e manter uma onda de detonação estável durante longos períodos tem sido um desafio persistente, com muitos testes iniciais limitados a rajadas curtas ou operação instável, mas a Astrobotic não é a primeira empresa a assumir o desafio.
A Venus Aerospace completou um voo de teste RDRE no ano passado usando seu próprio projeto e marcou o primeiro teste bem-sucedido de tal motor nos EUA
