Egy autó, ami az űrrepülést is biztonságosabbá teheti

Egy szárazföldi sebességrekord megdöntésére készülő csapat fontos műszaki megoldással szolgálhat a feltörekvő űrturizmus számára. Daniel Jubb, a Bloodhound szuperszonikus autó (SSC) fő rakétamérnöke, a katonai rakéta hajóművekre szakosodott kaliforniai Falcon Project Limited (FPL), egy biztonságosabb rakétahajtóművet ígér.

A Bloodhound valamikor 2013-ban Dél-Afrika egyik kiszáradt tómedrében, a Hakskeen Pan sós síkságán kísérli meg az óránkénti 1600 kilométeres sebesség elérését. A jelenlegi csúcs 1227 km/h, amit 1997-ben állított fel a Bloodhound csapat pilótája, Andy Green a Thrust SSC nevű járművel. A Bloodhound SSC első pillantásra egy szárny nélküli sugárhajtású repülőgépre emlékeztet, amit egy Eurofighter Typhoon vadászgép hajtóművével és egy folyékony/szilárd hajtóanyagú hibrid rakétahajtóművel szerelnek fel, utóbbi az FPL fejlesztése. A rakéta üzemanyag ellátása érdekében a jármű egy Cosworth Formula 1-es versenymotort is kap, ami üzemanyag pumpaként funkcionál.

Az FPL számos rakétahajtómű elvet vizsgált, mielőtt a hibrid mellett döntött volna. A porított fémet alkalmazó szilárd hajtóanyagú megoldást azért vetették el, mert vészhelyzet esetén nem lehet leállítani, teljesen ki kell égniük, mint egy túlméretezett tűzijáték, ami egy földi alkalmazásnál nem túl szerencsés. Ezután megvizsgálták a két folyékony hajtóanyaggal működő hajtóműveket, melyek égethetnek kerozint, hidrogént, vagy alkoholt egy folyékony oxidálóval vegyítve, ami lehet salétromsav, nitrogén-tetroxid, hidrogén-peroxid, vagy folyékony oxigén. "Megvizsgáltuk a folyékony hajtóanyagok összes kombinációját, nekünk azonban egy nagyon kompakt rendszerre volt szükségünk, hogy biztosítsuk a Bloodhound számára azt az impulzust, ami az óránkénti 1000 mérföldes sebesség eléréséhez kell, és erre egyik sem volt képes” - mondta Jubb. „Alapvetően az összes kizárólag folyékony hajtóanyagon alapuló megoldás túl nagy súlyúnak bizonyult, ezenfelül a folyékony oxigénhez szükséges kriogén hőmérséklet is nagy kockázatot jelentett volna pilótánkra, Andy Greenre nézve"

Az FPL eredetileg egy, a Scaled Composites által a kereskedelmi űrrepülőkhöz használthoz hasonló hibrid rakétában gondolkozott. Ez a hajtómű egy repüléshez használt gumit, a szilárd polibutadiént és egy folyékony oxidálót, a dinitrogén-oxidot használt volna. Az X-díj győztes SpaceShipOne szuborbitális repülőgéppel hírnevet szerző Scaled Composites 2007-es dinitrogén-oxid áramoltatási tesztbalesete után, melyben hárman is életüket vesztették, az FPL mérnökei visszarettentek, és elkezdték kielemezni a korábbi dinitrogén-oxid balesetek okait.

Egészen az 1930-as évekig visszamenve az aktákban, megállapították, hogy a dinitrogén-oxidnál szennyeződés, hő és/vagy magas nyomás jelenlétében robbanással járó dekompozíció következik be, ami a Scales csapatát is meglepetésként ért. A Scaled Composites és a NASA közös vizsgálata sem tudta megállapítani a katasztrófa bekövetkeztének pontos okát, ennek ellenére alkalmazni fogják az oxidálót a Virgin Galactic számára fejlesztett SpaceShipTwo gépeknél.

Jubb és csapata viszont visszakozott és elkezdtek alternatívák után kutatni a Bloodhoundhoz. Újra megvizsgálták az egyik folyékony hajtóanyagot, ami 1971-ben a meghiúsult brit űrprogram Black Arrow rakétájának negyedik, egyben utolsó kilövésén egy műholdat állított pályára. Ez egy sűrített hidrogén-peroxid, az úgy nevezett HTP volt, amivel a Black Arrow kerozint égetett. A HTP szobahőmérsékleten is folyékony, ellentétben a dinitrogén-oxiddal, amit nagy nyomás alatt kell tárolni, így a HTP-nál jóval kisebb a kockázata a robbanáshoz vezető nyomás felhalmozódásnak, emellett hatékonyabb oxidáló is magyarázta Jubb.

A Black Arrow teljes folyékony kombinációja helyett a Bloodhound a polibutadiént társítja a HTP-vel, míg a tolóerő közel felét a Typhoon sugárhajtómű biztosítja majd. A HTP azonban nem csodaszer, figyelmeztet David Gibbon, a brit Surrey Satellite Technology mérnöke. "Csupán mások a kockázatai" - mondta. "Hajlamos a dekompozícióra (ami robbanáshoz vezethet) ha hosszú időn át szennyeződések jelenlétében tárolják"


Daniel Jubb és rakétája
Ennek ellenére Jubb és munkatársai meg vannak győződve arról, hogy a HTP keverék a legjobb a céljaikhoz. Az autó hibrid rakéta motorja még a nyár során átesik Angliában az első statikus teszteken. Függetlenül attól, hogy a Bloodhound megdönti-e a szárazföldi sebesség rekordot vagy sem, Judd úgy véli HTP motorjuk hajtja majd a jövő kereskedelmi űrjárműveit, olyannyira, hogy már dolgoznak az űrrepülésre alkalmas változaton.