USA pracują nad odtwarzalnym silnikiem z paliwem stałym do rakiet, aby uprościć i zwiększyć niezawodność satelitów.

Nowy podejście do rakiet z paliwem stałym: ponowne uruchamianie i regulacja ciągu

Tradycyjne silniki z paliwem stałym działają tylko raz – od startu do całkowitego spalenia paliwa. Do wielokrotnych startów i manewrowania trzeba używać skomplikowanych, drogich systemów ciekłych. W USA zastanawiają się, jak uczynić kosmos bardziej dostępnym, gdyby silnik stałopaliowy można było włączać, wyłączać i regulować na polecenie.

Kto pracuje nad rozwiązaniem?

Współpracują specjaliści z Aerospace Corporation, Uniwersytetu Południowej Kalifornii (USC) oraz Akademii Wojskowo-Morskiej (NPS). Ich celem jest stworzenie silnika stałopaliowego z możliwością ponownego uruchamiania i sterowania plasma.

Jak to będzie działać?

Idea opiera się na nanosekundowym impulsowym rozbiciu plazmy (NPPD). Wewnątrz silnika podawane są nadmiernie krótkie, wysokonapięciowe impulsy (< 100 ns), które tworzą niskotemperaturową plazmę. Ta plazma może wzmacniać lub inicjować spalanie, a co najważniejsze – pozwala na elektroniczne sterowanie procesem: włączanie, wyłączanie i regulację ciągu.

Nowe materiały do paliwa

Zespół opracowuje również „polimery jonowo-ciekłe” – połączenie termostabilnych cieczy jonowych z wytrzymałością zwykłego polimeru. Takie paliwo pozostaje stabilne w szerokim zakresie temperatur i jednocześnie jest elektrochemicznie aktywne, co jest ważne dla sterowania plazmowego.

Praktyczna wartość projektu

Wynik – kompaktowy, prosty i potencjalnie bezpieczniejszy silnik, nadający się zarówno do satelitów, jak i do pojazdów międzyplanetarnych. Nie wymaga skomplikowanych systemów pompowania paliwa ani wysokonapięciowych zbiorników, ale umożliwia wielokrotne manewry, korekcję orbity i wydłużenie czasu misji.

Badacze nawet rozważają montaż takich silników na CubeSatach – małych satelitach, które zwykle nie mogą sobie pozwolić na drogie systemy ciekłe. To otwiera nowe możliwości dla małych firm i instytucji edukacyjnych dążących do projektów kosmicznych bez dużych inwestycji finansowych.