Anonim

Dari Bumi ke orbit menggunakan roket satu tahap

Ruang

David Szondy

1 April 2017

11 gambar

ARCA Haas 2CA dapat memberikan dirinya sendiri dan muatan satelit ke orbit Bumi yang rendah (Kredit: ARCA)

ARCA Space Corporation yang bermarkas di New Mexico telah mengumumkan bahwa mereka sedang mengembangkan wahana peluncuran Single Stage to Orbit (SSTO) pertama di dunia yang dapat mengantarkan payload kecil dan dirinya sendiri ke orbit Bumi yang rendah, dengan biaya sekitar US $ 1 juta per peluncuran. Dijuluki Haas 2CA setelah pelopor roket abad ke-16 Conrad Haas, booster baru menggunakan mesin aerospike linier bukan mesin roket berbentuk lonceng konvensional untuk menyingkirkan beberapa tahap.

Pergi ke ruang angkasa adalah urusan yang sangat rumit. Untuk meletakkan muatan, seperti satelit, ke orbit berarti memotretnya keluar dari atmosfer dengan kecepatan sekitar 18.000 mph (29.000 km / jam). Ini membutuhkan energi yang signifikan dalam bentuk propelan roket, yang harus diadakan di dalam roket dan dibakar oleh mesin roket. Sayangnya, itu berarti menambahkan lebih banyak bahan bakar untuk mengangkat roket, mesinnya dan bahan bakar asli, kemudian lebih banyak bahan bakar untuk mengangkat semua itu, kemudian lebih banyak bahan bakar untuk mengangkat bahan bakar itu.

Ini adalah salah satu alasan agen ruang angkasa dan perusahaan swasta menggunakan roket yang dipentaskan. Dengan menggunakan tahap pertama yang besar untuk mengangkat tahap atas yang lebih kecil secara berurutan dan kemudian membuangnya di sepanjang jalan, muatan dapat dikirim ke orbit tanpa harus mengangkat sebagian besar dari seluruh kendaraan peluncuran juga.

Alasan lain adalah bahwa mesin roket konvensional hanya dapat bekerja secara efisien di dalam set ketinggian yang ditentukan secara kaku karena dorongan roket harus bekerja melawan udara saat ia menembak keluar. Ini adalah alasan utama mengapa SpaceX's Falcon 9, misalnya, menggunakan dua tahap, bukan satu. Mesin di tahap pertama dioptimalkan untuk bekerja terbaik di permukaan laut dan ketinggian rendah, sementara mesin tahap kedua dirancang untuk atmosfer dijernihkan di tepi ruang.

Apa yang ACRA coba dengan Haas 2CA adalah mengganti mesin konvensional dengan mesin aerospike linear, yang diklaim perusahaan 30 persen lebih efisien daripada yang digunakan saat ini. Ini adalah ide yang berasal dari tahun 1960-an dan pada dasarnya bekerja dengan memotong bel mesin roket menjadi dua, lalu menempatkan dua bagian kembali ke belakang untuk membentuk lonjakan tapering.

Prinsip di balik aerospike adalah bahwa udara itu sendiri bertindak sebagai setengah lonceng roket yang hilang, berisi gas-gas panas ketika mereka meninggalkan ruang bakar. Ini berarti bahwa ketika roket terbang lebih tinggi, udara yang lebih tipis menahan gas lebih sedikit dan mereka menyebar lebih banyak seolah-olah bel roket telah berangsur-angsur tumbuh lebih besar. Hal ini memungkinkan aerospike untuk secara otomatis menyesuaikan diri dalam penerbangan, mengubah dirinya sendiri dari mesin permukaan laut ke ketinggian yang tinggi.

Menurut ARCA, ini memungkinkan Haas 2CA menghasilkan impuls spesifik yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin yang serupa. Dorongan khusus adalah pengukuran seberapa banyak roket dapat mengubah momentum unit massa untuk satu unit bahan bakar atau, dalam bahasa Inggris, seberapa besar dorongan roket total dapat diberikan untuk tangki bahan bakar. Selain itu, dengan menggunakan 16 ruang bakar yang dapat dicekik secara individual, roket dapat dikemudikan tanpa memerlukan sistem gimbaling yang berat dan kompleks.

Ketika selesai, Haas 2CA akan berdiri setinggi 53 kaki (16 m) dengan diameter 4, 95 ft (1, 5 m) dan berat £ 1.210 (550 kg) atau 35, 887 lb (16.290 kg) berbahan bakar, berkat komposit milik ARCA bahan untuk tangki propelan dan komponen lainnya. Tidak seperti sistem lain yang menggunakan propelan cryogenic, Haas 2CA membakar hidrogen peroksida dan RP-1 - bentuk minyak tanah yang sangat halus - meninju 50, 500 lb dorong di permukaan laut. Ini akan memungkinkan untuk menempatkan muatan 220 lb (100 kg) ke orbit Bumi rendah pada pemberitahuan 24 jam untuk sekitar $ 10.000 per kilogram atau $ 4.545 per pon.

Ditujukan untuk pasar mikrosatelit, Hass 2CA sedang dikembangkan bersama dengan Kennedy NASA, Ames, Wallops, Marshall, Stennis, dan Johnson Space Centers untuk Program Peluang Kooperatif, dan dijadwalkan untuk melakukan penerbangan perdananya dari Penerbangan Wallops. Fasilitas pada 2018. Selain itu, perusahaan sedang bernegosiasi untuk menggunakan Spaceport America di New Mexico sebagai basis peluncuran.

"Ketika roket Haas 2CA diluncurkan, itu akan menjadi roket pertama dalam sejarah untuk menempatkan diri sepenuhnya ke orbit, " kata Dumitru Popescu, CEO ARCA Space Corporation. "Ini membuka batas baru untuk eksplorasi Tata Surya karena roket itu dapat diisi ulang di orbit dan menggunakan kembali mesin aerospike-nya sehingga menghilangkan kebutuhan untuk tahap atas tambahan. Setelah kualifikasi penuh, kendaraan dapat dioperasikan dari spaceports pedalaman karena tidak ada tahapan yang jatuh ke tanah saat kelelahan. Roket bertahap, meskipun mereka menyediakan lebih banyak kinerja muatan untuk massa lepas landas yang sama, kurang dapat diandalkan karena peningkatan jumlah bagian karena peristiwa penerbangan yang diminta oleh pementasan dan penyalaan mesin tingkat atas.

Juga, roket yang dipentaskan dianggap lebih mahal karena mereka secara harfiah terdiri dari lebih dari satu roket. Manufaktur dan merakit lebih banyak roket dalam satu peluncur membutuhkan lebih banyak waktu, uang, dan personel. Teknologi SSTO, sekali diimplementasikan, akan meningkatkan respon penerbangan ruang angkasa dan menurunkan biaya untuk nilai yang diharapkan oleh industri selama beberapa dekade. Roket ini juga akan menjadi kendaraan tercepat untuk mencapai orbit, memakan waktu kurang dari lima menit. "

Video di bawah ini memperkenalkan Haas 2CA.

Sumber: ARCA Space Corporation

ARCA Hass 2CA menggunakan hidrogen peroksida dan kerosene sebagai propelan (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA ditujukan untuk pasar mikrosatelit (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA didasarkan pada mesin aerospike linear (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA dibangun dari komposit (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA dapat memberikan dirinya sendiri dan muatan satelit ke orbit Bumi yang rendah (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA tidak memerlukan sistem gimballing (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA memiliki perkiraan biaya peluncuran sebesar US $ 1 juta (Kredit: ARCA)

Rendering ARCA Haas 2CA mengunjungi ISS (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA dijadwalkan untuk terbang pada 2018 (Kredit: ARCA)

ARCA Haas 2CA merilis muatan (Kredit: ARCA)

Aerospike ARCA Haas 2CA tidak sesuai dengan kebutuhan untuk beberapa tahap (Kredit: ARCA)

Direkomendasikan Pilihan Editor