Começou a corrida para desenvolver um foguete europeu reutilizável que possa garantir o acesso autônomo e econômico da Europa ao espaço, ao mesmo tempo que aumenta a sustentabilidade dos lançamentos.

Veículos lançadores - ou foguetes - são essenciais para enviar satélites e sondas espaciais ao espaço. Depois de servirem ao seu propósito, eles são normalmente descartados. Mas com o número anual de novos satélites que deve crescer quatro vezes na próxima década, pesquisadores agora estão desenvolvendo de forma mais sustentável, lançadores reutilizáveis ​​menos caros.

O primeiro sistema de lançamento reutilizável - onde alguns ou todos os componentes são recuperados - foi o ônibus espacial da NASA, em uso de 1981–2011. Todas as suas peças foram reaproveitadas, exceto o tanque de combustível externo que queimaria na atmosfera. Mas os custos de manutenção eram altos, o que levou à visão de que era mais barato usar sistemas dispensáveis.

Ansgar Marwege, do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), e seus colegas acham que foguetes reutilizáveis ​​podem ter uma boa relação custo-benefício se pousados ​​na vertical. "O ônibus espacial era muito complexo, porque tinha asas e assim por diante, "disse Marwege." Com uma aterrissagem vertical, você quer tornar tudo mais simples. "

Uma das vantagens de pousar em pé é que a carga durante a decolagem e pouso é semelhante, o que é mais fácil em termos de design. Embora seja necessário mais combustível para a descida em comparação com outras configurações de pouso devido às manobras de frenagem, Marwege diz que teria pouco impacto no custo geral, uma vez que o combustível é relativamente barato.

Marwege e sua equipe - junto com outros parceiros de pesquisa e da indústria - estão investigando as principais tecnologias necessárias para pousar um lançador verticalmente após uma missão como parte do projeto RETALT. Eles estão tentando pousar um foguete usando retro-propulsão, onde o veículo é desacelerado gerando empuxo na direção oposta ao seu movimento. Eles também examinarão como dirigir um veículo durante o pouso. Como a base de um foguete deve esquentar, um dos parceiros do projeto está a conceber protecção térmica em cortiça.

Lançadores

A equipe possui conceitos para dois tipos diferentes de lançadores. Um é um lançador de carga pesada que pode carregar uma carga de até 14, 000 kg, como um satélite de previsão do tempo, para uma órbita de cerca de 36, 000 km acima da superfície da Terra. O segundo projeto é para cargas úteis menores, de até 500 kg, que precisam ser transportadas a distâncias de até 140 km. "Esta configuração poderia teoricamente ser usada para experimentos de gravidade zero ou voos de demonstração, "disse Marwege.

Até aqui, os pesquisadores iniciaram todo o trabalho técnico, como os desenhos iniciais das pernas de aterrissagem. No próximo ano, eles realizarão testes estruturais e experimentos em túnel de vento para testar o comportamento aerodinâmico usando modelos em escala reduzida de seus lançadores. Um experimento testará os motores do foguete no túnel de vento usando combustão quente, o que é desafiador e nem sempre é feito. Usando gases quentes, Contudo, imita melhor como a potência do motor é gerada na vida real.

Além de reduzir custos, Marwege e seus colegas esperam que suas tecnologias tenham um impacto ambiental positivo. Os sistemas consumíveis criam detritos quando se quebram na atmosfera, onde algumas partes caem no chão enquanto outras permanecem no espaço. Os sistemas reutilizáveis ​​poluirão o meio ambiente e menos espaço, de acordo com Marwege.

Atualmente, na Europa, não há lançadores disponíveis para colocar pequenos satélites em órbita.

Quando um pequeno satélite precisa ser transportado para o espaço, normalmente pega uma carona em um lançador pesado com um satélite maior. Mas isso significa que a data de partida e a órbita são escolhidas pelo contratante que envia a carga maior.

“É como um ônibus que sai (o pequeno satélite) um pouco longe de sua órbita, então eles precisam de um sistema de propulsão para ir à órbita desejada, "disse Xavier Llairo, o cofundador e COO da Pangea Aerospace em Barcelona, Espanha.

Serviço

Um serviço de lançamento de pequenos satélites é oferecido atualmente pela empresa americana-neozelandesa:Rocket Lab. Embora permita um serviço personalizado, é mais caro do que o compartilhamento de carona em um lançador pesado. E a Europa está decidida a ter seus próprios pequenos lançadores para que possa controlar seu acesso ao espaço. "É importante por razões geoestratégicas, "disse Llairo." E por ser um mercado novo, seria ótimo criar crescimento e dar oportunidades na Europa. "

Para um projeto chamado RRTB, Llairo e sua equipe pretendem criar um pequeno lançador que seja econômico e possa ser reutilizado pelo menos dez vezes. Eles estão desenvolvendo um novo sistema de pouso usando ventiladores elétricos dutos, um sistema de propulsão usado atualmente em drones e UAVs. Permite uma aterrissagem suave e precisa, o que é importante se o sistema for reutilizado.

“A tecnologia já é comprovada e existe em outros setores então não é muito cara, "disse Llairo.

O motor principal não está acostumado a pousar, o que limita o estresse térmico e aumenta a capacidade de reutilização.

O projeto, que começou no mês passado, agora está examinando como tornar os tanques de combustível reutilizáveis, uma vez que são componentes caros de um lançador. A equipe também está começando a investigar como controlar o veículo durante a reentrada na atmosfera por meio de simulações. É uma parte desafiadora da missão devido ao peso e à alta velocidade do lançador e exigirá gerar alguma sustentação ou encontrar uma maneira de desacelerar o veículo. “Estamos analisando diferentes cenários e escolheremos o mais promissor, "disse Llairo.

Além de transportar pequenos satélites para o espaço para fins científicos, usos comerciais e civis, Llairo acha que alguns de seus componentes também poderiam ter outras aplicações. Os motores leves aerospike que estão desenvolvendo, por exemplo, também poderiam ser adaptados como sistemas de propulsão para satélites no espaço. E seu sistema de pouso poderia ser usado para entregar ajuda às áreas de desastre. "Agora mesmo, você tem aviões com pára-quedas para pousar (suprimentos), mas nosso sistema poderia ser usado para ter um pouso mais preciso, "disse Llairo.

Ter menos impacto ambiental também é um de seus objetivos. Além das credenciais mais ecológicas obtidas por serem reutilizáveis, o foguete usará oxigênio líquido e metano líquido como propelentes, onde 80% das emissões serão simplesmente água. E seus motores aerospike devem ser cerca de 15% mais eficientes do que os designs atuais. “Acreditamos que (sustentabilidade) é o caminho a percorrer neste mercado, "disse Llairo." Daqui a 10 ou 20 anos, será absolutamente comum. "