As primeiras etapas reutilizáveis da SpaceX do veículo de lançamento Falcon despertaram um interesse crescente em foguetes reutilizáveis. E se, por exemplo, a empresa chinesa LinkSpace
demonstrar renderizações de um sistema semelhante com motores montados em pernas dobráveis, outros projetistas oferecerão sistemas com princípios diferentes, usando asas ou uma tomada de ar. Alguns projetos já conseguiram fechar, mas também há projetos anunciados recentemente.
Demonstrador de tecnologia da AdelineAdeline não existe mais
Em 2015, surgiram notícias de que a Airbus Defense and Space está desenvolvendo um módulo Reeline reutilizável, que é uma unidade alada com um motor de foguete de primeiro estágio, além de motores e hélices a ar para pousar na pista. Mais claramente, o conceito é ilustrado por um vídeo que não está mais disponível no canal oficial, mas é salvo por usuários comuns.
A idéia de salvar apenas a cauda do foguete tem suas vantagens - motores, aviônicos e equipamentos de compartimento de cauda, de acordo com os desenvolvedores da Adeline, representam 80% do custo de uma etapa, e salvá-los é muito mais simples do que um grande passo na sua totalidade. O combustível também é economizado e não há sobrecarga durante uma etapa ao pousar nos motores. Mas, é claro, tudo tem um preço - o ganho na economia de combustível será parcialmente devorado por perdas na massa adicional das asas.
A parte da cauda do Adeline foi oferecida para uso no Ariane 6, embora, teoricamente, pudesse ser modificada para outras transportadoras. Quando o projeto foi anunciado oficialmente, constatou-se que o trabalho está em andamento desde 2010 e já foram realizados testes bem-sucedidos de modelos em grande escala. Após o anúncio em voz alta, não havia muitas notícias sobre o projeto - a prioridade da Airbus Defense and Space é o novo veículo de lançamento Ariane 6. E em 2018,
surgiram informações de que o projeto não despertava interesse por razões financeiras.
Falcão, mas não Falcão
O Centro Aéreo e Espacial Alemão, parte da ESA,
anunciou em 20 de março deste ano o início dos trabalhos sobre o conceito de um estágio de míssil de cruzeiro, que será capturado e rebocado por uma aeronave. O projeto foi denominado FALCon (vôo de formação para demonstração de captura de 1º estágio do lançador a bordo, “voo em formação para demonstrar a retirada do primeiro estágio da transportadora”), com exceção do registro de cartas, que coincide com o nome do veículo de lançamento Falcon SpaceX. Devido à coincidência dos nomes, o gerente de projeto Martin Sippel teve que explicar que os engenheiros foram inspirados por um mergulho de falcão para agarrar a vítima, não o foguete SpaceX.
Fluxo de trabalho FALCon, ilustração DLRA aterrissagem de um palco de foguete nos motores tem uma séria desvantagem - você precisa separar o estágio quando ainda houver muito combustível nele, que será gasto no pouso. Pior, por causa do efeito evidente, é esse combustível que é mais valioso para acelerar a carga útil. No caso da FALCon, uma descida de planejamento permitirá que você gaste todo o combustível dos tanques - o avião de reboque puxará o palco antes do pouso. Mas, é claro, esse ganho, como o Adeline, será consumido pelo aumento da massa do degrau devido às asas adicionadas.
Um elemento importante do sistema será o design para pegar e rebocar a etapa. Os engenheiros mencionam o design do cais de direção / cone de reboque.
Cone de doca / reboque guiadoOs cones dos aviões de reabastecimento que conhecemos são incontroláveis - os próprios pilotos dos aviões de reabastecimento os pegam manobrando com seus veículos. Essa não é uma questão rápida e difícil, portanto, para um planejamento de estágio com os motores desligados, um cone controlado deve facilitar significativamente a tarefa. Além disso, quase não são necessárias melhorias para as aeronaves de reboque e, nessa capacidade, será possível usar aviões de passageiros comuns, além disso, aqueles usados para maior economia de custos.
O trabalho da FALCon está no início e, como no caso da Adeline, os primeiros testes serão realizados com aeronaves aladas não tripuladas, e não com foguetes. Até agora, 2,6 milhões de euros foram alocados para o projeto, isso não é muito, mas é o suficiente para os primeiros experimentos. Os termos do projeto são bastante longos - a aeronavegabilidade do sistema deve ser alcançada na região de 2028 para possivelmente ser usada na próxima etapa da geração, que pode aparecer na região de 2035.
Pára-quedas diferentes da ULA
O estágio Falcon 9 para aterrissagem realiza até três partidas de motor - queima de impulso, na qual o estágio mira na área de aterrissagem, queima de entrada, estágio de frenagem para que não superaqueça e a inclusão final de aterrissagem. Todos os três consomem combustível precioso e, apesar do pára-quedas não poder proporcionar um pouso preciso, eles pesariam menos do que o suprimento de combustível necessário para essas manobras. A idéia de usar pára-quedas e interceptação de helicóptero será implementada pelo provedor de serviços de lançamento do ULA em seu veículo de lançamento Vulcan. O compartimento de cauda do primeiro estágio terá que ser redefinido, abrir um pára-quedas supersônico para frear em camadas densas da atmosfera, soltá-lo, abrir uma asa guiada de para-quedas, ser pego por um helicóptero, entregue ao solo, testado e reutilizado.
Esquema ULANo vídeo:
As últimas notícias do projeto datam do início de agosto de 2018, quando o ULA
recebeu US $ 1,9 milhão da NASA para demonstrar a tecnologia de captação de ar de um objeto que retornou da órbita.
Prometeu e Calisto
O Centro Nacional Francês de Pesquisa Espacial (CNES) também está envolvido em experimentos de reutilização. Callisto é um demonstrador tecnológico de um estágio reutilizável suborbital com um pouso de foguete, comparável ao GrassXper da SpaceX, mas diferente em seu motor oxigênio-hidrogênio.
Quadro de Apresentação CNESNo futuro, um veículo de lançamento completo pode crescer com isso, mas não em breve - a prioridade do CNES é primeiro reduzir o custo dos veículos de lançamento desenvolvidos e depois retornar os estágios. A abordagem é muito robusta, lembro-me de que Musk primeiro ofereceu um Falcon 9 descartável competitivo, começou a receber pedidos e só então começou a transformá-lo em um míssil reutilizável.
Outra área do trabalho do CNES é o mecanismo de metano do Prometheus. Usando novas tecnologias, incluindo a impressão 3D, eles ficarão 10 vezes mais baratos que o mecanismo central de blocos do Ariane 5. (segundo estágio) Se tudo der certo, o mecanismo será usado na nova modificação do Ariane 6 ou no próximo foguete da ESA.
Motor do Prometheus, imagem do CNESConclusão
Experimentos com vários foguetes reutilizáveis só podem ser bem-vindos pela frase do imperador chinês Qin Shihuang (que foi reutilizado por Mao Zedong): "Deixem cem flores desabrochar, e cem escolas competam". Cada solução técnica tem seus prós e contras e permite que a prática mostre qual opção é melhor.