NewsTechNews

Polacy eksperymentują z ekologicznymi silnikami rakietowymi

Polscy naukowcy pełnią rolę liderów w badaniach nad ekologicznymi napędami rakietowymi, które przyczynią się do ograniczenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery w trakcie startu rakiety. Silniki napędzane paliwem płynnym zastępują konstrukcje z toksycznymi substancjami. Na świecie opracowywane są z kolei pojazdy kosmiczne, które byłyby zdolne do wytwarzania energii samodzielnie, umożliwiając jeszcze dalszą eksplorację kosmosu.

– Jesteśmy jednym z liderów w rozwoju ekologicznych napędów rakietowych wykorzystujących substancje napędowe, które nie są groźne dla środowiska i dla obsługi rakiet. Dotychczasowe napędy wykorzystywały czterotlenek azotu czy hydrazyny, które są toksyczne i niebezpieczne dla człowieka. Rozwijamy cały szereg silników rakietowych, które są wykorzystywane na razie w rakietach badawczych, ale mogą być z powodzeniem wykorzystywane w rakietach kosmicznych i powinny zastąpić te nieekologiczne napędy, które są dzisiaj wykorzystywane w wielu rakietach na świecie – mówi prof. dr hab. inż. Piotr Wolański z Instytutu Lotnictwa w Warszawie.

Na rynku pojawiają się nowe technologie, które umożliwią wyniesienie ładunków w przestrzeń przy wykorzystaniu ekologicznych silników rakietowych. Przemysł kosmiczny od kilkudziesięciu lat bazuje na hydrazynowych silnikach rakietowych, które zapewniają wysoką wydajność, ale charakteryzują się dużą szkodliwością dla środowiska.

Nad jednym z nowych rozwiązań pracuje gdyńska firma Space Forest. Jej prototypowe silniki hybrydowe w roli źródła energii wykorzystują mieszankę podtlenku azotu oraz parafiny stałej. Dzięki temu w procesie spalania powstaje głównie woda, wodór, tlenek i dwutlenek węgla, a do atmosfery nie są wprowadzane żadne związki chlorów szkodliwe dla środowiska. Pierwszy w pełni funkcjonalny silnik od Space Forest ma powstać do końca roku i będzie zdolny wynieść ładunek na wysokość przeszło 100 km.



Instytut Lotnictwa w swoim Centrum Technologii Kosmicznych opracował z kolei rakietę ILR-33 „Bursztyn” z pierwszym na świecie silnikiem rakietowym, który w roli utleniacza wykorzystuje nadtlenek wodoru w 98-procentowym stężeniu. Za paliwo służy zaś polietylen, który może być pozyskiwany w procesie przetwarzania odpadów komunalnych.

– Zielone napędy, które opracowaliśmy w Instytucie Lotnictwa, wykorzystują 98-procentowy nadtlenek wodoru, który w czasie rozkładu wydziela parę wodną tlen i ciepło. To bardzo ekologiczna substancja. Mam nadzieję, że „Bursztyn” w tym roku przekroczy umowną granicę kosmosu, czyli poleci na wysokość ponad 100 km. Rozwijamy również małe silniki, które będą mogły być wykorzystywane w ostatnich stopniach małych rakiet kosmicznych czy do zmiany orbity sztucznych satelitów Ziemi – zapowiada ekspert.

Z kolei dr Philip Metzger z University of Central Florida zaproponował stworzenie pojazdu kosmicznego, który byłby w stanie sam wytwarzać paliwo rakietowe. We współpracy z firmą Honeybee Robotics opracował model statku World Is Not Enough, zaprojektowany z myślą o wykorzystaniu w branży górnictwa kosmicznego.

WINE ma pobierać wodę z asteroid i wytwarzać parę, która umożliwi mu lot do kolejnych obiektów kosmicznych. Pierwsze prototypowe silniki parowe mają powstać w porozumieniu z Embry-Riddle Aeronautical University, a do przetworzenia wody na paliwo rakietowe wykorzystają panele słoneczne. Dzięki zastosowaniu takiego systemu w teorii będą miały nieograniczony zasięg oraz czas działania.

Z napędami spalającymi ciekły materiał pędny eksperymentuje także zespół AGH Space Systems, który opracował rakietę Turbulencja. Jej silnik w roli utleniacza wykorzystuje podtlenek azotu, który zapewnia wysoką efektywność układu napędowego oraz zwiększa bezpieczeństwo eksploatacji. Nad zbliżonym projektem pracują także członkowie Koła Naukowego Napędów MELprop Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa przy Politechnice Warszawskiej. Ich rakieta również wykorzystuje podtlenek azotu w roli utleniacza.

– Dzięki tym technologiom Polska w niedalekiej przyszłości będzie mogła zbudować rakietę, która będzie zdolna do wynoszenia małych sztucznych satelitów Ziemi. A jest w tej chwili bardzo duże nastawienie na budowę coraz większych konstelacji małych satelitów. I w tym aspekcie myślę, że moglibyśmy dołączyć do tej grupy, która ma takie środki wynoszenia już w świecie – twierdzi prof. Wolański.

Według analityków z firmy MarketsandMarkets wartość globalnego rynku silników rakietowych w 2018 roku przekroczyła 4,2 mld dol. Przewiduje się, że do 2023 roku wzrośnie ona do ponad 6,3 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 8,5 proc.

Leszek Cieloch Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
×
Leszek Cieloch Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.