エアロスパイクエンジンは昔からのコンセプトです。過去に、NASAはこのコンセプトを地上で広範囲にテストし、それをスペースシャトルとその次世代ベンチャースタープログラム(単一ステージから軌道(SSTO)の車両)に組み込むことを望んでいました。しかし、予算の制約により、スペースシャトルには代わりにベル型のノズルが装備され、ベンチャースターは日の目を見ることはありませんでした。
しかし、ニューメキシコに本拠を置く航空宇宙会社ARCAのおかげで、エアロスパイクエンジンは新たにリースされています。彼らは来たる8月に、彼らのDemonstrator 3ロケットを使用してエアロスパイクエンジンのテスト飛行を行います。すべてが順調に進んだ場合、それは単一ステージから軌道(SSTO)ロケットの艦隊の作成に向けた大きな一歩になるでしょう。
エアロスパイクエンジンを魅力的なものにしているのは、広範囲の高度にわたって効率的な推力を提供し、現在のエンジンよりも燃料効率が高いという事実です。従来のベル型ノズルでは、信頼できる推力は海面でのみ発生する傾向があります。それを超えると、ガスがノズルに含まれるため、エンジンは大気圧の低下を利用できません。
対照的に、エアロスパイクエンジンの排気は、海面から宇宙まで拡張することができます。これにより、すべての飛行レベルで燃料効率と高度な比推力(Isp)の両方が保証されます。すでに、ARCAとNASAはエンジンの地上テストと真空テストを予定しています。しかしその間、彼らは飛行中のパフォーマンスに関するデータも収集したいと考えています。ここで、Demonstrator 3テストが始まります。
エンジンの効率をテストするだけでなく、エアロスパイクの超低温燃料貯蔵技術もテストします。基本的に、エンジンは、わずか250°Cの温度で過酸化水素の70%濃度を分解して、推力を生成します。この副産物は酸素と水であり、エアロスパイクはこれまでで最も環境にやさしいロケットのコンセプトになっています。 ARCAのCEOであるDumitru Popescuが最近の声明で次のように述べています。
「超低温エンジンを使用して、Demonstrator 3ロケットを宇宙に送ります。反応チャンバーは3500°Cではなく250°Cで、エアロスパイク技術と組み合わせることで、エアロスパイクの印象的な可能性を実証します。」
最終的に、ここでの目標は、SSTOロケットが実現可能であることを実証することです。これは、ARCAがHaas 2CAコンセプトを使用して検討しています。オーストリアルーマニアのロケット技術のパイオニアであるコンラッドハースにちなんで名付けられたハースロケットファミリーの最新機種であるこのロケットは、燃料に過酸化水素と灯油を使用し、海抜22,900 kg(50,500ポンド)、約33,565の推力を生成できます。真空中のkg(74,000ポンド)。
SSTOは、多段式ロケットと比較して、小さいペイロードを軌道に打ち上げる際に、低コストと優れた柔軟性の両方を提供します。 Space WorksとEurostatによって作成された見積もりによると、この小さな衛星市場は今後10年間で53億ドル成長するでしょう。したがって、競争力のある起動率と柔軟性を提供できる航空宇宙企業は、この成長を利用することができます。
同社は、2017年3月にニューメキシコ州ラスクルーセスにある自社の本社でHaas 2CAを発表しました。 2018年、ARCAはバージニア州のNASAのWallops飛行施設からHaas 2CAの最初のテスト打ち上げを実施したいと考えています。しかし、その前に、エアロスパイクエンジンが期待どおりに機能することを確認する必要があります。 Popescuが説明したように:
「Haas 2CAシングルステージから軌道へ」は、新世代の宇宙船の始まりにすぎません。業界で最もよく寄せられる質問の1つに答えます。エアロスパイクは飛行中に高度の変化によって生成される圧力補償を実現し、燃料を節約することによって期待されるパフォーマンスを実現できますか? NASAが中断したところをピックアップして、このテクノロジーが実際に宇宙飛行を行うための方法であることを証明したいのです。」
ニューメキシコ砂漠のSpaceport Americaで行われるテスト飛行は、実証者3を高度100 kmまで飛行させる準軌道宇宙飛行で構成されます。この飛行が実現した場合、ARCAは、エンジン技術が飛行に適格であること、SSTOロケットが実現可能であること、およびエアロスパイク技術と組み合わせた超低温エンジンが環境にやさしい準軌道ロケットを可能にすることを実証します。
テストはまた、宇宙をよりアクセスしやすくし、個々の打ち上げに関連するコストを削減したいという願望に基づいて設立された民間航空宇宙産業にとって画期的な出来事となります。そして、ポペスクが確かに示したように、これを行う最良の方法は、単に既存の概念を改善することではなく、最先端の技術と実績のある技術を活用して新しいものを作成することです。
「複合材料燃料タンクと高密度燃料を組み合わせたエアロスパイクエンジンが軌道および準軌道打ち上げのコストを大幅に下げると確信しています」と彼は言った。 「宇宙飛行のコスト削減の答えは革新であり、古いテクノロジーをもう少し効率的にしようとするのではなく、本当に信じています。これは宇宙発射の大幅な価格低下をもたらすことはなく、小さな改善をもたらすだけです。この理念を念頭に置いて、当社の登録値を現在の2,000万ドルから2019年までに少なくとも2億ドルに増やすと予想しています。」
SSTOの開発は、民間航空宇宙産業が宇宙探査をより経済的にする1つの方法にすぎません。その他の例としては、SpaceXによる再利用可能なロケットの開発、Rocketlabによる軽量の材料の使用による2段階の使い捨てロケットの作成があります。
これらの対策は、低地球軌道(LEO)の商業化を可能にするだけでなく、これまで当面は不可能と考えられていた可能性を切り開いています-宇宙ベースの太陽光発電や宇宙の生息地など!
このテストやその他の今後のテストの詳細をお楽しみに。また、ARCAの好意により、ARCAが次のエアロスパイクテスト飛行に向けてどのように準備しているかについて、このビデオを必ずチェックしてください。