Dopo un decennio di test, il carburante per missili al propilene potrebbe essere pronto per il debutto

Eric Berger - 25 settembre 2018 13:21 UTC

Per molto tempo, Rocket Propellant-1, o RP-1, ha regnato supremo come carburante preferito per il primo stadio dei razzi. Questa forma altamente raffinata di cherosene, derivata dal carburante degli aerei, ha alimentato i razzi Saturn, Delta, Atlas e Soyuz per tutto il XX secolo. Serviva anche come carburante per i razzi moderni come il Falcon 9.

L'RP-1 ha il vantaggio di essere denso, il che significa che è possibile riempire molto carburante in un serbatoio relativamente piccolo. Tuttavia, l'RP-1 non è il carburante più efficiente, una misura nota come impulso specifico. L'idrogeno liquido, al contrario, ha un impulso specifico molto elevato. Ma poiché non è affatto denso, non può essere utilizzato in modo efficiente come carburante del primo stadio.

Questo è uno dei motivi per cui numerosi nuovi importanti motori a razzo sviluppati nell’ultimo decennio, tra cui il Raptor di SpaceX e i motori BE-4 di Blue Origin, sono stati progettati per utilizzare il metano come carburante. Rappresenta un compromesso tra RP-1 e idrogeno: non così denso come il primo e con un impulso specifico non così elevato come il secondo. Il metano è utile anche se vuoi andare su Marte, perché è relativamente abbondante nella sottile atmosfera del Pianeta Rosso e potrebbe essere utilizzato per rifornire di carburante un veicolo in ascesa.

Tuttavia, uno scienziato missilistico di lunga data di nome John Garvey crede che esista un altro combustibile utilizzabile per i razzi, il propilene, e ci lavora da più di un decennio. Dopo aver co-fondato Vector alla fine del 2015 insieme a Jim Cantrell ed Eric Besnard, Garvey ha avuto la possibilità di mettere in azione il suo carburante a propilene per un vero razzo orbitale.

E ora, dice, il propilene ha dato prova di sé. Vector ha ricevuto un brevetto per il suo motore a razzo a ossigeno liquido e propilene e si sta avvicinando al primo volo del suo razzo orbitale Vector-R, alimentato da tre di questi motori.

In un'intervista, Garvey ha affermato che la società è riuscita a passare dai motori sperimentali ai motori LP-1 del razzo Vector-R, ciascuno dei quali produce circa 6.000 libbre di spinta. "La sfida più grande è stata ottimizzare la modalità di avvio", ha affermato. In sostanza, Garvey e gli altri ingegneri hanno dovuto armeggiare parecchio per garantire che, durante gli ultimi secondi del conto alla rovescia, l'accenditore funzionasse correttamente e che il motore raggiungesse rapidamente la massima spinta senza danneggiare il motore stesso.

Per un piccolo razzo come il Vector-R, progettato per trasportare carichi utili di 26 kg o meno nell'orbita terrestre bassa per meno di 3 milioni di dollari, un carburante come il propilene è essenziale, ha affermato Garvey. Con la densità ottimale e i valori prestazionali del propilene, il Vector-R può mantenere il diametro del primo stadio a poco più di un metro di dimensione, con serbatoi di carburante più piccoli. Il carburante propilene consente inoltre di evitare l'uso di turbopompe, che vengono utilizzate per aumentare la pressione del carburante nella maggior parte dei motori a razzo.

Senza turbopompe, la progettazione del motore può essere più semplice e i progettisti non devono preoccuparsi di bolle o cavitazione nel propellente. "Per noi, ogni piccola prestazione extra che possiamo ottenere è importante", ha detto Garvey.

L'azienda sta ancora lavorando per il lancio inaugurale del suo razzo Vector-R quest'anno, da un sito di lancio in Alaska. Ogni giorno, ha affermato Garvey, gli ingegneri di Vector valutano rischi e prestazioni. Con quanta forza dovrebbero spingere il Vector-R nel suo primo volo? Quanto rischio dovrebbero accettare che qualcosa possa andare storto?

"Ci stiamo arrivando", ha detto. "Una parte dell'operazione che valutiamo continuamente è il rischio. Ora che stiamo entrando in veicoli più grandi, siamo ancora piuttosto aggressivi nei confronti del rischio, ma non siamo più come ai vecchi tempi."