Quando si tratta del futuro dell'esplorazione spaziale, il nome del gioco è "risparmiare denaro". Per fare questo, le agenzie spaziali e le compagnie aerospaziali di tutto il mondo stanno investendo in cose come missili riutilizzabili, missili da stadio singolo a orbita (SSTO) e aerei spaziali riutilizzabili. Quest'ultimo concetto si basa sulla tradizione stabilita dalla navicella spaziale Space Shuttle e Buran, due veicoli riutilizzabili progettati per rendere i lanci spaziali più convenienti.
L'unico inconveniente di questi veicoli spaziali era il fatto che per metterli in orbita c'erano ancora due razzi e un enorme serbatoio esterno. È qui che entra in gioco il motore a razzo respiratorio ad aria sinergica (SABRE). Con l'aiuto dell'Agenzia spaziale europea (ESA) e dell'Agenzia spaziale britannica (UKSA), questo rivoluzionario motore ipersonico ha recentemente compiuto un grande passo verso la realizzazione.
L'idea alla base del motore SABRE è allo stesso tempo elegante e semplice. Durante il decollo e la salita, il motore raccoglie l'atmosfera e la utilizza per generare la spinta (raggiungendo velocità fino a Mach 5.4). Dopo aver raggiunto un'altitudine di circa 25 km (15,5 mi), passa alla modalità missilistica e accelera a Mach 25 per raggiungere l'orbita e il volo nello spazio.
Il motore è stato ideato dal produttore aerospaziale britannico Reaction Engines, che inizialmente lo ha proposto come parte del loro concetto di piano spaziale Skylon. La società è stata fondata nel 1989 con lo scopo di sviluppare le tecnologie necessarie per creare un motore ipersonico in grado di combinare l'efficienza del carburante di un jet con la potenza e la capacità ad alta velocità di un razzo.
Insieme alla UKSA, l'ESA ha recentemente rivisto il progetto preliminare del nucleo del dimostratore di motori, portando così il motore su larga scala ad un passo più vicino alla realizzazione. Come Mark Ford, capo della sezione Ingegneria della propulsione dell'ESA, ha indicato in un recente comunicato stampa dell'ESA:
“La conclusione positiva della nostra revisione preliminare del progetto segna un'importante pietra miliare nello sviluppo di SABRE. Conferma che la versione di prova di questa nuova rivoluzionaria classe di motori è pronta per l'implementazione. ”
Questo rappresenta l'ultimo passo nello sforzo congiunto dell'ESA e dei motori di reazione per sviluppare il motore SABRE. Nel 2010, l'ESA è stata ufficialmente coinvolta dopo aver condotto una revisione indipendente della redditività del motore, che ha aperto le porte al governo britannico per investire per conto della UKSA.
Questo è stato seguito nel 2012 da ESA e Reaction Engines che hanno collaborato alla sperimentazione del precooler del motore. Questo elemento, essenziale per SABRE, assicura che la corrente d'aria calda che entra a velocità ipersoniche sia mantenuta a temperature costanti. Questi test hanno validato completamente il precooler, dimostrando che ha funzionato bene a temperature dell'aria ambiente.
Secondo Richard Varvill, Chief Technology Officer di Reaction Engines, questo processo di validazione passo-passo è una delle cose che distingue SABRE:
“Uno dei grandi vantaggi del concetto di propulsione SABRE è che è totalmente modulare sia dal punto di vista progettuale che operativo. Pertanto è possibile sottoporre ciascuno dei componenti chiave del motore a rigorosi test a terra, che imitano completamente le condizioni operative che il motore dovrà affrontare fino al volo Mach 5 a 25 km di altitudine. "
Lo sviluppo del nucleo del motore è iniziato nell'ottobre 2016 quando la società ha deciso di creare l'elemento centrale di SABRE. Durante i test, i motori di reazione e l'ESA cercheranno di convalidare gli scambi di calore del motore, i moduli turbomacchine e la capacità di miscelare aria e idrogeno liquido per generare combustione.
I test del dimostratore principale si svolgeranno presso la struttura di test dedicata dell'azienda nel Westcott Venture Park, Buckinghamshire (che è attualmente in costruzione). Questo sito ha una ricca storia quando si tratta di testare missili britannici, dato che era dove lo storico Blue Streak e Freccia nera i razzi furono lanciati per la prima volta.
Come ha affermato Chris Castelli, direttore dei programmi della UK Space Agency:
“Come sede del motore a reazione, il Regno Unito ha un ricco patrimonio aerospaziale e capacità e competenze di fama mondiale. Questo è un punto di riferimento emozionante per i motori di reazione nello sviluppo del suo motore SABRE, che potrebbe rivoluzionare sia l'accesso allo spazio che i viaggi internazionali alimentando gli aeromobili a una velocità del suono cinque volte superiore.
"La moderna strategia industriale del governo sta mettendo il Regno Unito all'avanguardia nelle tecnologie aerospaziali pionieristiche e assicurando la nostra prosperità nella nuova era dello spazio commerciale. Il nostro investimento da 60 milioni di sterline in SABRE è un ottimo esempio di come sosteniamo le attività di domani ”.
Secondo le dichiarazioni rilasciate dai funzionari di Reaction Engine, quest'ultima revisione apre le porte a diversi traguardi di test che l'azienda intraprenderà nei prossimi 18 mesi. Questi culmineranno nel primo test su vasta scala del motore completato, che (se riuscito) potrebbe rivoluzionare il volo spaziale come lo conosciamo.
Come per i progressi compiuti nel recupero e nel rilancio dei razzi negli ultimi anni, la prospettiva di piani spaziali riutilizzabili che non richiedono lanciatori di razzi esterni o serbatoi di carburante per raggiungere lo spazio significherà riduzioni drastiche del costo dei singoli lanci. Offrirà anche un tipo specializzato di servizio di lancio che potrebbe facilitare lo spiegamento di satelliti, piccoli carichi utili e equipaggi in orbita.
E questo non include nemmeno il modo in cui questo motore potrebbe stimolare gli sviluppi nel settore del turismo spaziale. Alla fine, gli aerei spaziali in grado di decollare, raggiungere lo spazio e atterrare senza alcun aiuto aggiuntivo cambieranno completamente il gioco!
