Evropskému projektu Prometheus se na našem webu čas od času věnujeme už skoro dva roky. Není se co divit. Jedná se o předchůdce raketových motorů s mimořádně nízkými náklady, které budou dost flexibilní na to, aby mohly být usazeny do celé letky nových nosičů a vyhovovaly jakékoliv misi a nabízely i možnost budoucí znovupoužitelnosti. Vloni v listopadu proběhla ve španělské Seville konference Space19+, na které ESA získala plné financování, které má zajistit přesun návrhu motoru Prometheus do stavu, kdy bude snáze uchopitelný pro průmyslové firmy.
Zdroj: https://www.esa.int/
Za vývojem projektu Prometheus stojí společnost ArianeGroup a právě Prometheus je v jejích plánech často zmiňován jako klíčová součást snah o přípravu na budoucí kompetitivní evropský přístup do kosmického prostoru. Na výrobu Promethea bude aplikován přístup zohledňující už v základním designu finální cenu. ESA totiž chce snížit náklady na nový motor rovnou desetkrát ve srovnání s aktuálně používaným motorem Vulcain 2 z rakety Ariane 5.
Zmiňovanou flexibilitu má zajistit celá řada užitečných funkcí – od proměnlivě volitelné úrovně tahu, přes možnost provádět více zážehů, vhodnost využití na prvních či horních stupních raket nebo minimalizace pozemních aktivit před letem a po něm. Technologický „předskokan“, tedy projekt Prometheus sází na pohonnou směs tvořenou zkapalněným kyslíkem a metanem, která nabízí vysokou účinnost, umožňuje jednodušší standardizaci a provozní jednoduchost. Metan je snadno dostupný a pracuje se s ním jednoduše – tedy ve srovnání s jinými raketovými palivy.
Zdroj: https://pbs.twimg.com
Dá se očekávat, že provozuschopné letové kusy raketových motorů budou schopny v krátkém časovém období aplikovat technologie z programu Prometheus. Blížící se testy, které proběhnou ve středisku Německé aero-kosmické agentury DLR v Lampoldhausenu mají prověřit fungování jednotlivých komponentů pro první testovací model motoru Prometheus (M1). Na testy bude dohlížet tým specialistů z ArianeGroup.
V rámci příprav na tyto zkoušky bude testovací lavice P5 vybavena tlakovou nádobou, která pojme 250 metrů krychlových metanu. Díky tomu budou mít inženýři možnost efektivně přepínat testovací konfigurace mezi motory Prometheus a Vulcain 2.1 pro raketu Ariane 6, který již dokončuje svůj vývoj. Hlavní subsystémy prvního testovacího motoru Prometheus se již vyrábí. První části postavené v loňském roce úspěšně využily nové metody výroby včetně 3D tisku, které urychlují výrobní proces, umožňují snížit počet dílů a výrazně redukují i náklady.
Zdroj: https://www.esa.int/
Při 3D tisku vzniká struktura postupným přidáváním materiálu po vrstvách, čímž se tato metoda liší od běžně používaných procesů, při kterých je z původního bloku materiál odebírán. Komplexní a optimalizované díly se často nedají tradičními metodami vyrobit, ale díky novým postupům to nejen jde, ale je k tomu potřeba i méně materiálu a energie a dochází i ke snížení počtu výrobních kroků.
Zdroj: https://www.esa.int/
Mezi vyrobenými díly, které jsou připraveny ke zkouškám, najdeme třeba turbínu tubočerpadla, přívodní potrubí turbočerpadla, nebo ventily plynového generátoru. Následovat bude doručení ventilů spalovací komory a také palubní počítač raketového motoru, který bude zajišťovat řízení a sledování všech potřebných parametrů. Právě tato součást má podle ESA zajistit, že se Prometheus může označovat za „chytrý“ raketový motor a také otevře cestu ke znovupoužitelnosti.
První model spalovací komory by měl dorazit koncem června a v prosinci letošního roku by pak měla dorazit i spalovací komora pro testovací exemplář M1. Koncem roku čeká inženýry sestavení modelu M1, tedy technologického demonstrátoru v životní velikosti. Jakmile bude dokončen, otevře se jeho cesta k pozemnímu testování, které je plánováno na rok 2021. Do budoucna se počítá i s výrobou dílů pro další modely motoru Prometheus, které poslouží následujícím zkouškám.
V rámci programu Future Launchers Preparatory Programme od Evropské kosmické agentury nyní pracovníci Arianeworks připravují letový demonstrátor opakovaně použitelných technologií pojmenovaný Themis, který by měl využívat právě motor Prometheus. Tento motor celkově můžeme označit za přelomový pro evropskou kosmonautiku – ať už z hlediska nákladů či výroby, ale i díky jeho robustnímu návrhu, který se stane základem pro budoucí vývoj raket Ariane vstříc roku 2030.
Přeloženo z:
https://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/Prometheus_gas_generator_test_at_DLR_Lampoldshausen.jpg
https://www.esa.int/…/Example_Prometheus_flight_configuration.jpg
https://pbs.twimg.com/media/DyoPoiiXcAIe5R_.jpg:large
https://www.esa.int/…/3D-printed_turbo_pump_for_Prometheus_rocket_engine.jpg
https://www.esa.int/…/P5_testing_facility_at_DLR_Lampoldshausen.jpg
Ten motor je impozantní, technologicky wow, už aby byl použitelný, jen se ptám jaká je motivace ArianeGroup vyrábět něco lacině a rychle. Není AG tak trošku virtuálně do přízně s ULA?
Americký veřejný sektor je mnohem větší, než v Eropě. ULA z něj dokázala žít několik let bez jediné komerční zakázky. To Arianespace musí inovovat a držet se konkurenceschopná.
Metan jako palivo je zřejmě náhradou vodíku. Tomu se však nemůže vyrovnat. Technologie vodíku jako paliva je zvládnuta nejen u horních stupňů, ale i u základních, příkladem je druhý stupeň Saturnu 5, nádrž raketoplánu, či první stupeň nové americké superrakety. Je otázka, zda menší technologická náročnost na nádrže, rozdíl je zhruba 100%C, vyrovná vyšší výkony O-H motorů.