Testato un nuovo motore con propellente pulito

La Aerojet Rocketdyne del gruppo GenCorp ha portato a termine con successo un test a caldo di un prototipo di motore da 1 Newton di spinta presso la sua struttura a Redmond in Virginia, che è specificamente dedicata allo sviluppo di propellenti ecologici. Il test è un punto fondamentale prima del collaudo in orbita denominato Green Propellant Infusion Mission (GPIM) con cui verrà sperimentato in ambiente spaziale un propellente “green”, conosciuto come AF-M315E e destinato, se tutto procede secondo le aspettative, a rimpiazzare i sistemi ad idrazina.

“Questo test coronato da successo era un passo cruciale verso la costruzione di hardware pronto al volo per la missione GPIM,” ha detto Roger Myers, direttore esecutivo degli Advanced In-Space Programs presso la Aerojet Rocketdyne. “Guardiamo avanti insieme ai nostri clienti per fornire un motore che permetta missioni spaziali più sicure ed economiche, e nello stesso tempo fornendo miglioramenti nelle performance della propulsione spaziale.”

Il propulsore testato era una copia del hardware di volo e ha superato tutto lo spettro delle possibili condizioni di lavoro. La Aerojet Rocketdyne, lavorando con il prime contractor Ball Aerospace & Technologies Corp. e con degli esperti provenienti da diversi centri NASA e dell’USAF, fornirà un sistema propulsivo completo per la missione GPIM: composto da 4 motori da 1 Newton di spinta (1N) e uno da 22 Newton (22N). Durante la missione i motori verranno usati per modificare l’inclinazione e l’altezza dell’orbita del satellite, un Ball Configurable Platform 100 (BCP 100) fornito dalla Ball Aerospace & Technologies Corp.. Nella road map mirata a far svolgere la missione nel tardo 2015 per mezzo di un Falcon Heavy della SpaceX, Aerojet Rocketdyne prevede di testare entro la fine di quest’anno anche un prototipo del motore 22N, sempre presso la struttura di Redmond.

“Completare questo obiettivo è un altro esempio del grande team che è stato messo insieme tra industria e enti governativi per lavorare a questo rivoluzionario progetto, “ ha detto Jim Oschmann, vice presidente e general manager di Ball per la divisione Civil Space & Technology.

Formula chimica di AF-M315E
Credits: Wikipedia

Il propellente ecologico AF-M315E, sviluppato dal U.S. Air Force Research Laboratory della Edwards Air Force Base in California, riduce notevolmente la tossicità rispetto ai sistemi mono e bi-propellente basati sull’idrazina. Si tratta di un liquido ionico, un composto di sale in forma liquida, il nitrato idrossilammonio (NH₃OHNO₃) che incorpora sia il propellente che l’ossidante. Con l’aggiunta dello ione idrossido OH^– al nitrato di ammonio si aumenta l’ossigeno disponibile per la combustione in camera ma si diminuisce anche il punto di fusione del composto di altre 100 °C, diminuendo così il rischio di accensioni accidentali. I suoi residui dopo la combustione sono vapore acqueo, idrogeno e anidride carbonica, molto meno pericolosi e tossici rispetto all’idrazina e i suoi composti attualmente utilizzati.

Questo fatto lo fa chiamare green fuel e permetterà di semplificare le operazioni di preparazione di una missione consentendo una più snella gestione dei motori e delle piattaforme spaziali interessate, il tutto garantendo anche un ambiente di lavoro più sicuro per tutti i tecnici coinvolti nelle operazioni che conseguentemente dovrebbero diminuire nei costi. Nelle intenzioni di NASA questo dovrebbe semplificare notevolmente lo sviluppo commerciale del volo spaziale permettendo delle procedure di preparazione alle missioni più snelle, più brevi e a minor rischio. A tutto ciò si sommano i vantaggi derivanti dalle maggiori prestazioni dovute a una maggior densità che si traduce in più combustibile stivabile nello stesso spazio, nonché una temperatura di stoccaggio più bassa che richiederà minor potenza per il mantenimento in orbita.

I tecnici al lavoro sull’X-37B appena atterrato sulla pista della base dell’USAF di Vandenberg.
Da notare le misure precauzionali per evitare di venire a contatto con i residui dell’Idrazina
(C) Boeing

Attualmente quasi tutti i sistemi prevedono l’uso di composti dell’idrazina che è altamente tossica e molto instabile cosa che comporta delle grosse misure preventive durante le operazioni di carico dei propellenti sui satelliti e su tutti i mezzi che ne fanno uso. Anche la Russia cerca di eliminare l’uso di questo composto dai propri razzi con la nuova famiglia di lanciatori Angara recentemente testata.

Fonte: SpaceRef