O motor aeroespacial é um conceito consagrado pelo tempo. No passado, a NASA testou extensivamente o conceito no terreno e esperava incorporá-lo ao ônibus espacial e ao seu programa Venture Star de última geração (um veículo de estágio único em órbita (SSTO)). No entanto, devido a restrições orçamentárias, o ônibus espacial acabou sendo equipado com bicos em forma de sino e o Venture Star nunca viu a luz do dia.
Mas, graças à empresa aeroespacial ARCA, com sede no Novo México, o motor aeroespacial está ganhando vida nova. Em agosto próximo, eles realizarão um voo de teste do motor aeroespacial usando seu foguete Demonstrator 3, que constituirá o primeiro vôo espacial do motor. Se tudo der certo, será um grande passo para a criação de uma frota de foguetes de estágio único em órbita (SSTO).
O que torna o motor aeroespacial atraente é o fato de oferecer propulsão eficiente em uma grande variedade de altitudes, além de ser mais econômico do que os motores atuais. Nos bicos tradicionais em forma de sino, o impulso confiável tende a ocorrer apenas ao nível do mar. Além disso, o motor não é capaz de tirar proveito das reduções na pressão atmosférica, uma vez que os gases são contidos pelo bico.
Por outro lado, o escapamento do motor aeroespacial é capaz de se expandir do nível do mar até o espaço, o que garante a eficiência de combustível e um alto grau de impulso específico (ISP) em todos os níveis de vôo. A ARCA e a NASA já agendaram testes de solo e vácuo para o motor. Entretanto, eles também querem coletar dados sobre o desempenho em vôo. É aqui que o teste do Demonstrator 3 entra em cena.
Além de testar a eficiência do motor, também testará a tecnologia de armazenamento de combustível super frio do aerospike. Basicamente, o motor depende de uma concentração em decomposição de 70% de peróxido de hidrogênio a uma temperatura de apenas 250 ° C para gerar empuxo. O subproduto disso é oxigênio e água, o que torna a aerospike o conceito de foguete mais ecológico até o momento. Como Dumitru Popescu, CEO da ARCA, afirmou em um comunicado recente:
"Ao enviar o foguete do Demonstrator 3 para o espaço usando um motor super frio, com apenas 250 ° C em vez de 3500 ° C na câmara de reação, emparelhado com a tecnologia aeroespacial, demonstraremos o impressionante potencial do aeroespacial."
Por fim, o objetivo aqui é demonstrar que os foguetes SSTO são viáveis, que a ARCA está explorando com seu conceito Haas 2CA. O mais recente da família de foguetes Haas, nomeado em homenagem ao pioneiro do foguete austríaco-romeno Conrad Haas, este veículo de lançamento usa peróxido de hidrogênio e querosene como combustível e é capaz de gerar 22.900 kg (50.500 lbs) de empuxo ao nível do mar e cerca de 33.565 kg (74.000 lbs) no vácuo.
Comparados aos foguetes de vários estágios, os SSTOs oferecem custos mais baixos e maior flexibilidade quando se trata de lançar pequenas cargas úteis em órbita. Segundo estimativas produzidas pela Space Works e Eurostat, este pequeno mercado de satélites crescerá US $ 5,3 bilhões na próxima década. Como tal, as empresas aeroespaciais que podem oferecer taxas competitivas de lançamento e flexibilidade poderão tirar vantagem desse crescimento.
A empresa apresentou o Haas 2CA em março de 2017 em sua sede em Las Cruces, Novo México. Em 2018, a ARCA espera realizar seu primeiro lançamento de teste do Haas 2CA da Wallops Flight Facility da NASA, na Virgínia. Mas antes que isso aconteça, a empresa precisa garantir que o mecanismo aeroespacial tenha o desempenho esperado. Como Popescu explicou:
“O Haas 2CA Single Stage to Orbit é apenas o começo de uma nova geração de veículo espacial, moldada pela inovação que gerará menor custo. Responderemos a uma das perguntas mais frequentes do setor: um aeroespacial pode fornecer em voo a compensação de pressão gerada pela variação de altitude e fornecer o desempenho esperado economizando combustível? Queremos continuar de onde a NASA parou e provar que essa tecnologia é realmente o caminho a percorrer para os vôos espaciais. ”
O voo de teste, que ocorrerá no Spaceport America, no deserto do Novo México, consistirá em um vôo espacial suborbital que levará o Demonstrator 3 a uma altitude de 100 km. Se esse vôo for alcançado, a ARCA terá demonstrado que a tecnologia do motor é qualificada para o vôo, que os foguetes SSTO são viáveis e que os motores super frios combinados com a tecnologia aeroespacial permitirão foguetes suborbitais ecológicos.
O teste também será um marco para a indústria aeroespacial comercial, fundada nos desejos de tornar o espaço mais acessível e reduzir os custos associados a lançamentos individuais. E como Popescu certamente indicou, a melhor maneira de fazer isso não é apenas melhorar os conceitos existentes, mas aproveitar as tecnologias de ponta e testadas pelo tempo para criar novas.
"Estamos confiantes de que o motor aeroespacial combinado com tanques de combustível de material composto e combustíveis densos reduzirá significativamente os custos de lançamentos orbitais e suborbitais", disse ele. “Acreditamos realmente que a resposta para a redução de custos de vôos espaciais é a inovação, não tentando tornar as tecnologias antigas um pouco mais eficientes. Isso nunca gerará queda significativa de preço de lançamentos de espaço, mas apenas pequenas melhorias. Com essa filosofia em mente, esperamos aumentar o valor registrado de nossa empresa dos atuais US $ 20 milhões para pelo menos US $ 200 milhões até 2019. ”
O desenvolvimento de SSTOs é apenas uma das maneiras pelas quais a indústria aeroespacial comercial está tornando a exploração espacial mais econômica. Outros exemplos incluem o desenvolvimento de foguetes reutilizáveis da SpaceX e o uso de materiais leves da Rocketlab para criar foguetes descartáveis em dois estágios.
Essas medidas não estão apenas permitindo a comercialização da órbita de baixa terra (LEO), mas estão abrindo possibilidades que antes eram impossíveis no momento - como energia solar espacial e habitats espaciais!
Fique ligado para saber mais sobre este e outros testes futuros. E não deixe de conferir este vídeo sobre como a ARCA está se preparando para o próximo voo de teste aeroespacial, cortesia da ARCA:
