Finanziato dall°ESA un progetto per un rivoluzionario motore a razzo

(Immagine, fonte Reaction Engines Limited)

NEWS SPAZIO :- Nella corsa "privata" allo spazio ecco un altro concorrente. L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ed il Governo Britannico hanno concesso alla compagnia aerospaziale Reaction Engines Limited (REL) un finanziamento per 1 milione di euro come parte di un programma multimilionario per lo sviluppo di un motore a razzo di nome SABRE con alimentazione ad aria. Questo costituirà il sistema propulsivo dello spazioplano Skylon, un progetto di veicolo a singolo stadio e riutilizzabile, che promette di decollare come un aereo, posizionare un payload in orbita terrestre e tornare a casa atterrando nella stessa pista.

SABRE è nel progetto un motore "ibrido", nel senso che potrà comportarsi sia come un jet alimentato ad aria, sia come un razzo nel vuoto spaziale. Ed è proprio questa caratteristica a dargli un potenziale vantaggio competitivo rispetto agli altri progetti di "spazioplani", secondo quanto affermato da Mark Hempsell, direttore dei Future Programs della Reaction Engines. L'obiettivo molto ambizioso dei progettisti di Skylon non è tanto concorrere nei voli suborbitali, quanto sostituirsi addirittura ai lanciatori orbitali (Shuttle, Ariane, Ares ecc. ecc.).

A differenza di molti motori a razzo, SABRE utilizzerà l'idrogeno come combustibile e l'ossigeno liquido come elemento di raffreddamento. In questo scenario la modalità "air-breathing" di SABRE funziona come uno scambiatore di calore rivoluzinoario, agendo anche da "pre-cooler". Mentre raffredda l'aria che viene compressa alimenta anche il motore insieme all'idrogeno. Ed una volta che lo spazioplano entra in modalità "razzo" l'idrogeno viene bruciato insieme all'ossigeno liquido.

Un'altra caratteristica importante che avrà Skylon è rappresentata da una nuova concezione di ugello di scarico (per i gas generati nel motore), progettato appositamente per garantire alte prestazioni al variare della pressione atmosferica (e quindi a varie altitudini, dal livello del mare fino al vuoto spaziale).

I gas di uscita di un motore a razzo spingono e si espandono all'interno dell'ugello, da cui poi fuoriescono generando la spinta per reazione. I motori a razzo tradizionali lavorano però al loro meglio solamente a certe altitudini. Se la pressione esterna al motore è alta (alle basse quote) i gas che escono dall'ugello di scarico incontrano una maggiore resistenza e potrebbero non espandersi completamente per generare la spinta. E questo si traduce in un maggior consumo di carburante ed in una minore spinta. Nel caso, invece, di una pressione dei gas in uscita maggiore della pressione atmosferica (alle alte quote) si ha che i gas generati nel motore continuano ad espandersi anche dopo essere usciti dall'ugello, rappresentando anche in questo caso un inutile consumo di propellente ed una perdita potenziale di spinta.

Il nuovo ugello di Skylon tiene conto di tutto ciò e promette adattamento e massima efficienza indipendentemente dall'altitudine.

L'obiettivo dei progettisti è quello di ridurre di un fattore 10 il costo per il trasporto di massa in orbita terrestre. Vi sono tuttavia alcuni problemi ingegneristici da risolvere. Uno tra questi è riuscire a controllare la temperatura dell'ugello per evitare che questo fonda durante il volo.

C'è da dire però che Skylon / Sabre non sono un'idea nuova. I primi progetti risalgono alla metà degli anno '90. Un lanciatore in grado di portare in orbita bassa circa 12 tonnellate di massa, o in alternativa 60 passeggeri. Adesso, a detta dei progettisti, la tecnologia è disponibile. Secondo la Reaction Engines Skylon potrebbe diventare una realtà in meno di dieci anni.

L'ESA con il suo finanziamento sembra aver accettato la sfida.