Når det kommer til fremtiden for rumforskning, er spillet ”spar penge”. For at gøre dette investerer rumfartsbureauer og luftfartsselskaber over hele verden i ting som genanvendelige raketter, enkelt-fase-til-bane (SSTO) raketter og genanvendelige rumfly. Dette sidste koncept bygger på den tradition, der er etableret af rumfærgen og Buran-rumfartøjet, to genanvendelige køretøjer, der er designet til at gøre pladslanseringer mere overkommelige.
Den ene ulempe ved disse rumfartøjer var, at det stadig tog to raketforstærkere og en enorm ekstern brændstoftank for at sætte dem i bane. Det er her, den Synergetic Air Breathing Rocket Engine (SABER) kommer i spil. Ved hjælp af Det Europæiske Rumorganisation (ESA) og Det Forenede Kongerige Rumfartsagentur (UKSA) tog denne revolutionerende hypersoniske motor for nylig et stort skridt i retning af frugt.
Ideen bag SABER-motoren er både elegant og ligetil. Under start og opstigning skærer motoren atmosfæren op og bruger den til at generere tryk (når hastighederne op til Mach 5.4). Efter at have nået en højde på cirka 25 km (15,5 mi) skifter den til rakettilstand og accelererer til Mach 25 for at opnå bane og flyvning i rummet.
Motoren er hjernen til den britiske-baserede luftfartsfabrikant Reaction Engines, der oprindeligt foreslog den som en del af deres Skylon-flyplankoncept. Virksomheden blev grundlagt i 1989 med det formål at udvikle de teknologier, der er nødvendige for at skabe en hypersonisk motor, der kunne kombinere en jetbrændstofeffektivitet med en rakets magt og højhastighedsevne.
Sammen med UKSA gennemgik ESA for nylig det foreløbige design af motordemonstratorens kerne og bragte således motoren i fuld skala et skridt nærmere realiseringen. Som Mark Ford, chef for ESAs sektion for fremdrivningsteknik, angivet i en nylig ESA-pressemeddelelse:
”Den positive konklusion af vores foreløbige designgennemgang markerer en stor milepæl i SABER-udviklingen. Det bekræfter testversionen af denne revolutionerende nye klasse af motorer, der er klar til implementering. ”
Dette repræsenterer det seneste trin i ESA's og reaktionsmotorernes fælles indsats for at udvikle SABER-motoren. Tilbage i 2010 blev ESA officielt involveret efter en uafhængig gennemgang af motorens levedygtighed, hvilket åbnede døren for den britiske regering til at investere på vegne af UKSA.
Dette blev fulgt i 2012 af ESA og Reaction Engines, der samarbejdede om testning af motorforkøleren. Dette element, som er væsentligt for SABER, sikrer, at den varme luftstrøm, der trænger ind i hypersoniske hastigheder, holdes ved ensartede temperaturer. Disse test validerede forkøleren fuldt ud, hvilket viser, at den fungerede godt ved omgivende lufttemperaturer.
Ifølge Richard Varvill, Chief Technology Officer for Reaction Engines, er denne trin-for-trin valideringsproces en af de ting, der adskiller SABER:
”En af de store fordele ved SABER-fremdrivningskonceptet er, at det er helt modulært set fra både design og operationelle perspektiver. Derfor er det muligt at udsætte hver af nøglekomponenterne i motoren til grundig testning af jorden, hvilket fuldt ud efterligner driftsbetingelserne, som motoren vil vende op til Mach 5-flyvning i 25 km højde. ”
Udviklingen af motorkernen begyndte i oktober 2016, da virksomheden besluttede at skabe det centrale element i SABER. Når testet, reaktionsmotorer og ESA vil forsøge at validere motorens varmevekslere, turbomaskineri-moduler og evnen til at blande luft og flydende brint for at generere forbrænding.
Testningen af kernedemonstratoren finder sted på virksomhedens dedikerede testfacilitet i Westcott Venture Park, Buckinghamshire (som i øjeblikket er ved at blive bygget). Dette sted har en rig historie, når det kommer til testning af britiske raketter, som det var, hvor den historiske Blue Streak og Sort pil raketter blev først lanceret.
Som Chris Castelli, direktøren for programmer ved det britiske rumfartsagentur, sagde:
”Som jetmotorens hjemsted har Storbritannien en rig luftfartsarv og verdenskendt færdigheder og ekspertise. Dette er et spændende vartegn for reaktionsmotorer i udviklingen af sin SABER-motor, der kan revolutionere både adgang til rum og international rejse ved at drive fly til fem gange lydens hastighed.
”Regeringens moderne industrielle strategi sætter Det Forenede Kongerige i spidsen for banebrydende luftfartsteknologier og sikrer, at vi trives i den nye kommercielle rumalder. Vores investering på £ 60 mio. I SABER er et godt eksempel på, hvordan vi støtter morgendagens forretninger. ”
Ifølge erklæringer fra Reaction Engineers embedsmænd åbner denne seneste gennemgang døren til adskillige testmilepæle, som virksomheden vil foretage i løbet af de næste 18 måneder. Disse vil kulminere i den første fuldskala test af den færdige motor, som (hvis den er vellykket) kan revolutionere rumfarten som vi kender den.
Som med de fremskridt, der er gjort med indhentning og relancering af raketter i de senere år, vil udsigten til genanvendelige rumfartøjer, der ikke kræver eksterne raketforstærkere eller brændstoftanke for at komme til rummet, betyde drastiske reduktioner i omkostningerne ved individuelle lanceringer. Det vil også tilbyde en specialiseret type lanceringstjeneste, der kan lette installationen af satellitter, små nyttelast og besætninger til kredsløb.
Og det inkluderer ikke engang den måde, hvorpå denne motor kan stimulere udviklingen inden for rumturismesektoren. I sidste ende vil rumfly, der er i stand til at starte, nå plads og landing uden yderligere hjælp, være en altomspændende spiludveksler!
