Mesin aerospike adalah konsep yang sesuai dengan masa. Pada masa lalu, NASA menguji konsep secara meluas di lapangan dan berharap dapat memasukkannya ke dalam Space Shuttle dan program Venture Star generasi berikutnya (kenderaan Single-Stage-To-Orbit (SSTO)). Namun, kerana kekangan anggaran, Space Shuttle akhirnya dilengkapi dengan muncung berbentuk loceng, dan Venture Star tidak pernah melihat cahaya hari.
Tetapi terima kasih kepada syarikat aeroangkasa ARCA yang berpangkalan di New Mexico, mesin aerospike mendapat kemudahan baru. Pada bulan Ogos yang akan datang, mereka akan melakukan penerbangan uji coba mesin aerospike menggunakan roket Demonstrator 3 mereka, yang akan menjadi penerbangan ruang angkasa pertama enjin. Sekiranya semuanya berjalan lancar, ini akan menjadi langkah utama untuk mewujudkan armada roket Single-Stage-To-Orbit (SSTO).
Apa yang membuat mesin aerospike menarik adalah kenyataan bahawa ia menawarkan daya dorong yang efisien pada berbagai ketinggian, dan juga lebih hemat bahan bakar daripada enjin semasa. Dengan muncung berbentuk loceng tradisional, daya tarikan yang dipercayai cenderung hanya berlaku di permukaan laut. Di luar itu, enjin tidak dapat memanfaatkan penurunan tekanan atmosfera kerana gas-gas tersebut diisi oleh muncung.
Sebaliknya, ekzos mesin aerospike mampu mengembang dari permukaan laut hingga ke angkasa, yang memastikan kecekapan bahan bakar dan dorongan tertentu (Isp) yang tinggi di semua tingkat penerbangan. Sudah, ARCA dan NASA telah menjadualkan ujian tanah dan vakum untuk enjin. Tetapi sementara itu, mereka juga ingin mengumpulkan data tentang bagaimana kinerjanya dalam penerbangan. Di sinilah ujian Demonstrator 3 dimainkan.
Selain menguji kecekapan mesin, ia juga akan menguji teknologi penyimpanan bahan bakar super sejuk aerospike. Pada dasarnya, mesin bergantung pada kepekatan hidrogen peroksida 70% yang terurai pada suhu hanya 250 ° C untuk menghasilkan daya tujah. Hasil sampingan dari ini adalah oksigen dan air, yang menjadikan aerospike sebagai konsep roket paling mesra alam setakat ini. Seperti Dumitru Popescu, CEO ARCA, dalam satu kenyataan baru-baru ini:
"Dengan mengirim roket Demonstrator 3 di angkasa dengan menggunakan mesin super dingin, dengan hanya 250 ° C dan bukan 3500 ° C di ruang reaksi, dipasangkan dengan teknologi aerospike, kita akan menunjukkan potensi mengesankan dari aerospike."
Akhirnya, tujuannya adalah untuk menunjukkan bahawa roket SSTO dapat dilaksanakan, yang mana ARCA sedang meneroka dengan konsep Haas 2CA mereka. Yang terbaru dalam keluarga roket Haas, yang diberi nama sebagai penghormatan kepada perintis roket Austria-Romania, Conrad Haas, kenderaan pelancaran ini menggunakan hidrogen peroksida dan minyak tanah untuk bahan bakar dan mampu menghasilkan daya tuju 22.900 kg (50.500 lbs) di permukaan laut, dan sekitar 33.565 kg (74,000 paun) dalam keadaan hampa.
Berbanding dengan roket pelbagai peringkat, SSTO menawarkan kos yang lebih rendah dan fleksibiliti yang lebih besar ketika melancarkan muatan kecil ke orbit. Menurut anggaran yang dihasilkan oleh Space Works dan Eurostat, pasaran satelit kecil ini akan berkembang sebanyak $ 5.3 bilion pada dekad berikutnya. Oleh itu, syarikat aeroangkasa yang dapat menawarkan kadar pelancaran yang kompetitif dan fleksibiliti akan dapat memanfaatkan pertumbuhan ini.
Syarikat itu melancarkan Haas 2CA pada bulan Mac 2017 di ibu pejabat syarikat mereka di Las Cruces, New Mexico. Pada tahun 2018, ARCA berharap dapat melakukan ujian pelancaran pertama Haas 2CA dari Kemudahan Penerbangan Wallops NASA di Virginia. Tetapi sebelum perkara itu dapat berlaku, syarikat perlu memastikan enjin aerospike berfungsi seperti yang diharapkan. Seperti yang dijelaskan oleh Popescu:
“Tahap Tunggal Haas 2CA ke Orbit hanyalah permulaan generasi baru kenderaan angkasa, dibentuk oleh inovasi yang akan menghasilkan kos yang lebih rendah. Kami akan menjawab salah satu pertanyaan yang paling sering ditanyakan di industri: dapatkah aerospike memberikan pampasan tekanan yang dihasilkan oleh variasi ketinggian dalam penerbangan dan memberikan prestasi yang diharapkan dengan menjimatkan bahan bakar? Kami ingin melihat dari mana NASA berhenti dan membuktikan bahawa teknologi ini sebenarnya adalah cara untuk melakukan penerbangan angkasa. "
Penerbangan uji coba, yang akan berlangsung di Spaceport America di gurun New Mexico, akan terdiri dari penerbangan ruang angkasa suborbital yang akan mengambil Demonstrator 3 hingga ketinggian 100 km. Sekiranya penerbangan ini dicapai, ARCA akan menunjukkan bahawa teknologi enjin adalah penerbangan yang layak, roket SSTO dapat dilaksanakan, dan bahawa enjin super sejuk yang dipasangkan dengan teknologi aerospike akan memungkinkan roket suborbital yang mesra alam.
Ujian ini juga akan menjadi tonggak bagi industri aeroangkasa komersial, yang didasarkan pada keinginan untuk membuat ruang lebih mudah diakses dan menurunkan kos yang berkaitan dengan pelancaran individu. Dan seperti yang pasti ditunjukkan oleh Popescu, cara terbaik untuk melakukan ini bukanlah dengan memperbaiki konsep yang ada, tetapi memanfaatkan teknologi canggih dan teruji masa untuk membuat yang baru.
"Kami yakin bahawa enjin aerospike yang digabungkan dengan tangki bahan bakar komposit dan bahan api padat akan menurunkan kos untuk pelancaran orbit dan suborbital dengan ketara," katanya. "Kami benar-benar percaya bahawa jawapan untuk pengurangan kos penerbangan ruang angkasa adalah inovasi, tidak berusaha menjadikan teknologi lama sedikit lebih efisien. Ini tidak akan menghasilkan penurunan harga pelancaran ruang yang ketara, tetapi hanya peningkatan kecil. Dengan pemikiran falsafah ini, kami menjangkakan akan meningkatkan nilai berdaftar syarikat kami dari $ 20 juta sekarang kepada sekurang-kurangnya $ 200 juta menjelang 2019. "
Pembangunan SSTO adalah salah satu cara industri aeroangkasa komersial menjadikan penerokaan angkasa lebih ekonomik. Contoh lain termasuk pengembangan roket SpaceX yang dapat digunakan semula, dan penggunaan bahan ringan oleh Rocketlab untuk membuat roket pakai dua peringkat.
Langkah-langkah ini tidak hanya memungkinkan untuk pengkomersialan Orbit Bumi Rendah (LEO), tetapi membuka kemungkinan yang sebelumnya dianggap mustahil untuk sementara waktu - seperti tenaga suria dan habitat ruang angkasa!
Nantikan lebih banyak lagi mengenai ujian ini dan ujian akan datang yang lain. Dan pastikan untuk melihat video ini mengenai bagaimana ARCA bersiap sedia untuk penerbangan ujian aerospike yang akan datang, dengan hormat dari ARCA:
