Il razzo che si auto-consuma durante il lancio

I primi test di un motore in grado di "mangiare" la propria struttura in fase di lancio, usandola come carburante: ha potenziale per ridurre costi e detriti spaziali.

lanciofalcon
La scia lasciata da un Falcon 9: se a SpaceX ricorrono a vettori riutilizzabili, c'è chi pensa a razzi che sublimano in carburante.|SpaceX Photos

Nella corsa allo Spazio delle compagnie private l'imperativo assoluto è (indovinate un po'?) tagliare i costi. E se per alcuni la soluzione è ricorrere a vettori riciclabili, due Università europee stanno lavorando a un progetto diverso: un razzo "autofago", capace di vaporizzare il proprio motore in fase di lancio trasformandolo in spinta utile per il carico.

 

L'idea dell'Università di Glasgow (in Scozia) e della Oles Honchar Dnipro National University (in Ucraina) servirebbe a ridurre sensibilmente i costi dei lanci e avrebbe, come positivo effetto collaterale, quello di minimizzare l'immissione di detriti spaziali in orbita terrestre. I test del prototipo sono descritti sul Journal of Spacecraft and Rockets.

spingi e dissolviti. Oggi, la maggior parte dei razzi utilizza ingombranti serbatoi di carburante il cui peso è in genere molto maggiore di quello del carico utile. Ciò riduce l'efficienza del vettore, oltre a contribuire al problema dei rifiuti spaziali: queste parti del razzo infatti si staccano e finiscono in orbita dopo il rilascio del satellite trasportato.

 

Un razzo con un motore autofago (cioè che si "auto-mangia"), in grado di consumare la propria struttura durante l'ascesa, lascerebbe più spazio da destinare al carico, permettendo di realizzare vettori più piccoli per satelliti commerciali e riducendo i costi dei lanci spaziali.

 

Come funziona. Il motore autofago consuma una barra di propellente formata da un guscio di carburante solido all'esterno (una plastica dura, come il polietilene) e da un ossidante all'interno. A contatto con il calore del motore, carburante e ossidante si vaporizzano in gas che fluiscono nella camera di combustione. Oltre alla spinta si genera il calore necessario a vaporizzare la successiva sezione di propellente.

 

Variando la velocità di avvicinamento della barra al motore, i ricercatori sono riusciti ad accelerare e rallentare il vettore, una capacità davvero rara per un motore solido. Il prototipo è in grado per ora di sopportare operazioni di laboratorio della durata di un minuto.

 

Questo razzo si autodistruggerà. «La barra di carburante costituirebbe il corpo del razzo, e mentre il veicolo sale, il motore si consumerebbe dalla base alla punta, liberando spazio», spiega Patrick Harkness, tra gli ideatori, «ciò significa che la struttura del razzo finirebbe consumata sotto forma di carburante, e non dovremmo affrontare i soliti problemi di eccessiva massa strutturale». Il prossimo passo sarà capire come incorporare questo tipo di motore in un veicolo di lancio.

 

06 Giugno 2018 | Elisabetta Intini