Động cơ hàng không vũ trụ là một khái niệm được tôn vinh theo thời gian. Trước đây, NASA đã thử nghiệm khái niệm này trên mặt đất và hy vọng sẽ kết hợp nó vào Tàu con thoi và chương trình Ngôi sao mạo hiểm thế hệ tiếp theo của họ (một phương tiện một giai đoạn (SSTO)). Tuy nhiên, do hạn chế về ngân sách, tàu con thoi cuối cùng đã được trang bị vòi phun hình chuông, và Ngôi sao mạo hiểm không bao giờ nhìn thấy ánh sáng ban ngày.
Nhưng nhờ có công ty hàng không vũ trụ ARCA có trụ sở tại New Mexico, động cơ hàng không vũ trụ này đang có một hợp đồng mới cho cuộc sống. Tháng 8 tới đây, họ sẽ thực hiện một chuyến bay thử nghiệm động cơ hàng không vũ trụ bằng tên lửa Demonstrator 3 của họ, sẽ tạo thành chuyến bay vào vũ trụ đầu tiên của động cơ. Nếu mọi việc suôn sẻ, đó sẽ là một bước quan trọng trong việc tạo ra một đội tên lửa Single-Stage-To-Orbit (SSTO).
Điều làm cho động cơ hàng không vũ trụ hấp dẫn là thực tế là nó cung cấp lực đẩy hiệu quả trên một phạm vi rộng, và cũng tiết kiệm nhiên liệu hơn so với động cơ hiện tại. Với vòi phun hình chuông truyền thống, lực đẩy đáng tin cậy có xu hướng chỉ xảy ra ở mực nước biển. Ngoài ra, động cơ không có khả năng tận dụng giảm áp suất khí quyển do các khí được chứa trong vòi.
Ngược lại, ống xả động cơ hàng không vũ trụ có khả năng mở rộng từ mực nước biển lên không gian, đảm bảo cả hiệu quả nhiên liệu và mức độ xung động cụ thể (Isp) cao ở mọi cấp độ bay. Đã có, ARCA và NASA đã lên lịch kiểm tra mặt đất và chân không cho động cơ. Nhưng trong lúc này, họ cũng muốn thu thập dữ liệu về cách nó thực hiện trong chuyến bay. Đây là lúc thử nghiệm Demonstrator 3 phát huy tác dụng.
Ngoài việc thử nghiệm hiệu quả của động cơ, nó cũng sẽ thử nghiệm công nghệ lưu trữ nhiên liệu siêu lạnh trên không gian vũ trụ. Về cơ bản, động cơ phụ thuộc vào nồng độ phân hủy 70% hydro peroxide ở nhiệt độ chỉ 250 ° C để tạo lực đẩy. Sản phẩm phụ của việc này là oxy và nước, khiến cho hàng không vũ trụ trở thành khái niệm tên lửa thân thiện với môi trường nhất cho đến nay. Như Dumitru Popescu, CEO của ARCA, đã nói trong một tuyên bố gần đây:
Bằng cách gửi tên lửa Demonstrator 3 lên vũ trụ bằng động cơ siêu lạnh, chỉ với 250 ° C thay vì 3500 ° C trong buồng phản ứng, kết hợp với công nghệ hàng không vũ trụ, chúng tôi sẽ chứng minh tiềm năng ấn tượng của hàng không vũ trụ.
Cuối cùng, mục tiêu ở đây là chứng minh rằng tên lửa SSTO là khả thi, mà ARCA đang khám phá với khái niệm Haas 2CA của họ. Lần gần đây nhất trong gia đình tên lửa Haas, được đặt tên để vinh danh nhà tiên phong tên lửa Áo-Rumani, Conrad Haas, phương tiện phóng này sử dụng hydro peroxide và dầu hỏa làm nhiên liệu và có khả năng tạo ra lực đẩy 22.900 kg (50.500 lbs) ở mực nước biển và khoảng 33.565 kg (74.000 lbs) trong chân không.
So với tên lửa nhiều tầng, SSTO cung cấp cả chi phí thấp hơn và tính linh hoạt cao hơn khi đưa các trọng tải nhỏ vào quỹ đạo. Theo ước tính được sản xuất bởi Space Works và Eurostat, thị trường vệ tinh nhỏ này sẽ tăng thêm 5,3 tỷ đô la trong thập kỷ tới. Như vậy, các công ty hàng không vũ trụ có thể cung cấp tỷ lệ khởi động cạnh tranh và tính linh hoạt sẽ có thể tận dụng lợi thế của sự tăng trưởng này.
Công ty đã tiết lộ Haas 2CA trở lại vào tháng 3 năm 2017 tại trụ sở công ty của họ ở Las Cruces, New Mexico. Năm 2018, ARCA hy vọng sẽ tiến hành buổi thử nghiệm đầu tiên của họ về Haas 2CA từ Cơ sở chuyến bay của NASA tại Wallops ở Virginia. Nhưng trước khi điều đó có thể xảy ra, công ty cần đảm bảo động cơ hàng không vũ trụ hoạt động tốt như mong đợi. Như Popescu đã giải thích:
Phần mềm Haas 2CA Single Stage to Orbit chỉ là sự khởi đầu của một thế hệ xe không gian mới, được định hình bởi sự đổi mới sẽ tạo ra chi phí thấp hơn. Chúng tôi sẽ trả lời một trong những câu hỏi được hỏi nhiều nhất trong ngành: một tàu vũ trụ có thể cung cấp trong chuyến bay sự bù áp suất được tạo ra bởi sự thay đổi độ cao và mang lại hiệu suất như mong đợi bằng cách tiết kiệm nhiên liệu? Chúng tôi muốn chọn nơi NASA rời đi và chứng minh rằng công nghệ này thực sự là con đường dành cho các chuyến bay vào vũ trụ.
Chuyến bay thử nghiệm, sẽ diễn ra tại Spaceport America ở sa mạc New Mexico, sẽ bao gồm một chuyến bay vào vũ trụ dưới lòng đất sẽ đưa Người biểu tình 3 lên đến độ cao 100 km. Nếu chuyến bay này đạt được, ARCA sẽ chứng minh rằng công nghệ động cơ đủ điều kiện bay, tên lửa SSTO là khả thi và động cơ siêu lạnh kết hợp với công nghệ hàng không vũ trụ sẽ cho phép tên lửa phụ thân thiện với môi trường.
Cuộc thử nghiệm cũng sẽ là một cột mốc quan trọng đối với ngành hàng không vũ trụ thương mại, được thành lập dựa trên mong muốn làm cho không gian dễ tiếp cận hơn và giảm chi phí liên quan đến các lần phóng riêng lẻ. Và như Popescu đã chắc chắn chỉ ra, cách tốt nhất để làm điều này không chỉ đơn thuần là cải thiện các khái niệm hiện có, mà tận dụng các công nghệ tiên tiến và thử nghiệm thời gian để tạo ra những công nghệ mới.
Chúng tôi tự tin rằng động cơ hàng không vũ trụ kết hợp với thùng nhiên liệu hỗn hợp và nhiên liệu dày đặc sẽ giảm đáng kể chi phí cho các vụ phóng quỹ đạo và quỹ đạo phụ, ông nói. Chúng tôi thực sự tin rằng câu trả lời cho việc giảm chi phí của chuyến bay vũ trụ là sự đổi mới, không cố gắng làm cho các công nghệ cũ hiệu quả hơn một chút. Điều này sẽ không bao giờ tạo ra sự sụt giảm đáng kể của các lần phóng không gian, mà chỉ là những cải tiến nhỏ. Với triết lý này, chúng tôi hy vọng sẽ tăng giá trị đăng ký của công ty chúng tôi từ 20 triệu đô la hiện tại lên ít nhất 200 triệu đô la vào năm 2019.
Sự phát triển của SSTO chỉ là một cách mà ngành hàng không vũ trụ thương mại đang làm cho việc thăm dò không gian trở nên kinh tế hơn. Các ví dụ khác bao gồm sự phát triển của các tên lửa tái sử dụng SpaceX, và Rocketlab sử dụng các vật liệu nhẹ để tạo ra các tên lửa dùng một lần hai giai đoạn.
Những biện pháp này không chỉ cho phép thương mại hóa quỹ đạo Trái đất thấp (LEO), mà còn mở ra những khả năng mà trước đây được cho là không thể - giống như năng lượng mặt trời và môi trường sống trên không gian!
Hãy theo dõi để biết thêm về điều này và các bài kiểm tra sắp tới khác. Và hãy chắc chắn xem video này về cách ARCA đang chuẩn bị cho chuyến bay thử nghiệm hàng không vũ trụ sắp tới, với sự cho phép của ARCA:
