Europa nadrabia zaległości w kosmosie? Trwają kluczowe testy silnika wielokrotnego użytku!

Europejski silnik rakietowy Prometheus pomyślnie przeszedł serię testów gorącego zapłonu na zmodernizowanym stanowisku P5 w niemieckim Lampoldshausen. Konstrukcja zasilana ciekłym tlenem i metanem ma być jednym z fundamentów przyszłych europejskich systemów nośnych wielokrotnego użytku.

Próby potwierdziły nie tylko możliwości samego silnika, ale również skuteczność nowych metod produkcji i modernizacji infrastruktury testowej. To kolejny krok w kierunku obniżenia kosztów wynoszenia ładunków na orbitę.

Pod koniec października silnik Prometheus przeszedł kilka prób na stanowisku P5 należącym do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), a obsługiwanym przez Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR). Projekt realizuje ArianeGroup jako główny wykonawca, przy wsparciu ESA w ramach programu przygotowania przyszłych rakiet nośnych.

Prometheus został zaprojektowany jako stosunkowo tani silnik wielokrotnego użytku, przystosowany do pracy w różnych stopniach rakiet. Wykorzystuje ciekły metan i ciekły tlen, może być ponownie uruchamiany podczas lotu, a także wykorzystywany w kolejnych misjach. Jego ciąg jest porównywalny z osiągami silnika Vulcain 2.1, napędzającego pierwszy stopień europejskiej rakiety Ariane 6.

Zastosowanie metanu ma pomóc w ograniczeniu kosztów produkcji zarówno samego silnika, jak i całego systemu nośnego. Wielokrotne wykorzystanie napędu może natomiast zwiększyć częstotliwość startów i poprawić dostępność Europy do przestrzeni kosmicznej.

Druk 3D i wielokrotny zapłon bez rozrusznika

Jednym z najważniejszych elementów testów była nowa komora spalania wykonana z wykorzystaniem technologii addytywnych. Zastosowano w niej metodę natrysku zimnego gazu, polegającą na nanoszeniu metalowego proszku z dużą prędkością na powierzchnię korpusu. Cząstki trwale łączą się z podłożem, tworząc wytrzymały element konstrukcyjny.

Takie rozwiązania pozwalają skrócić czas produkcji, upraszczają wytwarzanie skomplikowanych części i ograniczają koszty. Próby potwierdziły również inną istotną innowację: Prometheus może być wielokrotnie uruchamiany bez zastosowania wysokociśnieniowego rozrusznika. Zamiast niego wykorzystuje ciśnienie na wlocie silnika. Według ESA jest to pierwsze tego rodzaju rozwiązanie zastosowane w Europie.

Zmodernizowane stanowisko P5 otwiera nowe możliwości

Sukces testów był możliwy także dzięki modernizacji stanowiska P5 w Lampoldshausen. Obiekt, zbudowany pierwotnie na potrzeby programu Ariane 5, należy do największych europejskich stanowisk do badań kriogenicznych napędów rakietowych. Wcześniej służył między innymi do kwalifikacji silników Vulcain oraz testowania górnego stopnia Ariane 6.

Modernizacja umożliwiła dostarczanie ciekłego metanu, dzięki czemu Prometheus stał się pierwszym silnikiem testowanym na P5 z wykorzystaniem ciekłego tlenu i metanu. Co istotne, instalację można szybko przystosować do ponownego zasilania ciekłym tlenem i wodorem. Pozwoli to kontynuować badania silników wykorzystujących wodór.

Jak podkreśla Géraldine Naja, dyrektor ds. transportu kosmicznego w ESA, powtarzalne uruchamianie silników i ograniczanie kosztów produkcji mają kluczowe znaczenie dla zwiększenia dostępności europejskich rakiet nośnych.

Kolejny etap programu obejmie udoskonaloną wersję silnika, oznaczoną jako Prometheus Mark 2. Jej wstępne testy zaplanowano w centrum badawczym ArianeGroup w Vernon we Francji.

Źródło: ESA

Czytaj też: Nowa metoda odsłoniła planetę ukrytą w danych teleskopu Webba

Grafika tytułowa: Brian McGowan / Unsplash