Австралия и Новая Зеландия оказались необычно богаты ракетными стартапами — кроме Rocket Lab, юридически являющейся американской компанией, но производящей пуски своей ракеты Electron с новозеландского космодрома, недавно обнаружилась еще одна компания, теперь уже австралийская с отделением в Сингапуре, которая приступила к испытаниям полноразмерного двигателя для своих ракет. Gilmour Space Technologies успешно протестировала гибридный двигатель тягой 7 тонн.
Кадр из видео испытаний
Космический гибрид
На видео — испытания двигателя G-70, который планируется использовать на геофизических и космических ракетах компании. Один двигатель позволяет создать геофизическую ракету, способную поднять до 130 кг на высоту до 150 км. А для выведения спутника на орбиту потребуется трехступенчатая ракета с 8 G-70 на первой ступени, 4 на второй и 1 на третьей. По расчетам Gilmour Space Technologies такая ракета сможет выводить до 380 кг на низкую орбиту.
Скриншот сайта компании
Особенностью двигателя является то, что он гибридный — топливо хранится в твердом виде, а окислитель подается в жидком/газообразном. Это позволяет сочетать достоинства твердотопливных и жидкостных ракетных двигателей — гибридный РД прост и компактен как РДТТ, и его можно перезапускать и управлять тягой, как на ЖРД.
Схема гибридного ракетного двигателя
Гибридный двигатель успешно использовался на суборбитальном космоплане SpaceShipOne, но на второй версии, SpaceShipTwo, разработчики столкнулись с его недостатками — двигатель оказался плохо масштабируемым. Gilmour Space Technologies утверждают, что справились с этой проблемой. По их заявлениям, G-70, возможно, является самым мощным двигателем с одним отверстием в топливной шашке. Двигатели SpaceShipOne и SpaceShipTwo мощнее, но, очевидно, по мнению Gimlour, используют несколько отверстий.
Типичные профили отверстий в шашке гибридного двигателя, источник
В твердотопливном двигателе профиль топливной шашки определяет, как тяга будет меняться со временем. В гибридном двигателе тяга определяется количеством подаваемого окислителя, но профиль шашки все равно очень важен — он влияет на эффективность двигателя. Gilmour Space Technologies печатают свои шашки на 3D-принтере. В ранних двигателях использовался ABS-пластик, сейчас же — некий секретный состав. Также компания собирается запатентовать собственную конструкцию 3D-принтера для печати топливной шашки, потому что обычные с новым топливом работать не могут.
Экспериментальный 3D-принтер Gilmour, источник
По заявлениям компании, получившийся двигатель может дросселировать тягу в диапазоне 10-100% и отличается высокой стабильностью горения.
Немного о компании
Компания Gilmour Space Technologies была основана бывшим банкиром Адамом Гилмуром вместе с женой и братом. Сначала они занимались симуляторами и репликами, создав симуляторы истребителя-бомбардировщика F/A-18, космического корабля с 6 степенями свободы, ЦУПа и работ в условиях невесомости, а также реплики первого американского космического корабля «Меркурий» и китайского корабля «Шэнчжоу». В 2014 году эта деятельность была заморожена, и компания сосредоточилась на гибридных ракетных двигателях. В 2016 году были испытаны двигатели на закиси азота и ABS-пластике.
В том же году успешно поднялась на 5 км ракета RASTA с гибридным двигателем.
Параллельно испытали двигатель на каталитическом разложении перекиси водорода.
В 2017 году компания собрала деньги инвесторов и испытала гибридный двигатель для кубсатов. В планах запуск геофизической ракеты ARIEL во втором квартале 2018 (по словам главы компании) или же первом квартале 2019 (по информации с официального сайта). А орбитальная ракета ERIS, как ожидается, оторвется от земли в конце 2020 года.
Заключение
Чем хороши космические частники — их много, и они экспериментируют с разными технологиями. Электрический привод насосов, двигатель из 15 частей или старт со стратосферного шара, а теперь еще больше гибридных двигателей. Не все компании окажутся успешными, но даже потерпевшие поражение будут полезны тем, что проверят интересные технические идеи на практике.