01/12/2021
376 vistes
15 agrada
Les proves acabades recentment de dos tancs de propulsor van marcar una primera fita tecnològica en el full de ruta de reutilització de l’ESA cap a la demostració d’un vehicle de primera etapa reutilitzable anomenat Themis.
Mitjançant el programa Themis, l’ESA pretén avaluar el valor econòmic de la reutilització per a Europa alhora que inverteix en noves tecnologies per al seu ús potencial a la futura flota de vehicles de llançament de l’ESA.
L’enfocament experimental de Themis promou l’aprenentatge mitjançant proves de maquinari. Aquesta metodologia àgil se centra en les activitats de major valor i funciona a curt termini.
Per accelerar el desenvolupament, les tecnologies s’estan provant al principi del cicle de desenvolupament. Com a part d’això, el contractista principal ArianeGroup va realitzar recentment sis proves a Vernon, França, per validar els processos i seqüències fluídiques i elèctrics per al correcte funcionament de dos tancs de propelent de prova. Durant aquestes proves, els dipòsits es van omplir i després es van drenar de propelents criogènics.
Aquesta fase inicial del projecte Themis implica la preparació de les tecnologies del vehicle de vol juntament amb les demostracions de disparament del seu motor Prometheus reutilitzable. També inclou la preparació del segment terrestre al Centre Espacial Esrange a Kiruna, Suècia, per als primers vols de prova de salt i qualsevol renovació associada del vehicle entre vols.
Les operacions fluídiques i elèctriques d’aquests tancs criogènics de prova i equips terrestres s’han validat amb antelació per eliminar el risc de les proves de cocció en calent amb el motor Prometheus integrat al mateix banc de proves.
“Aquest és un moment emocionant. En el següent pas de Themis, combinarem dos blocs clau per al futur dels sistemes de transport espacial a Europa. Tots dos es desenvolupen dins del Programa Preparatori de Future Launchers de l’ESA. Themis, el vehicle insígnia reutilitzable de la primera etapa de l’ESA i Prometheus, el seu motor reutilitzable de baix cost de nova generació”, va dir Yann Tincelin, enginyer de projectes de sistemes de transport espacial a l’ESA.
Prometheus és un motor de baix cost construït àmpliament mitjançant la fabricació de capes additives. Això ha reduït el cost estimat de producció en un factor deu en comparació amb el motor Vulcain de l’etapa central de l’Ariane 5. Compta amb empenta variable i enceses múltiples i, per tant, és adequat per a les etapes de coet central i superior.
El combustible utilitzat per a Prometheus és oxigen líquid-metà que és altament eficient, permet l’estandardització i la simplicitat operativa. El propulsor de metà també està àmpliament disponible i és fàcil de manejar, cosa que minimitzarà les operacions terrestres abans i després del vol.
És probable que les tecnologies Prometheus s’incorporin a les millores fetes als motors de coets que actualment estan en funcionament.
La indústria europea avança
Paral·lelament a les activitats en curs per a les proves de tir en calent a terra, els demostradors de vol Themis també estan en preparació. Un ecosistema europeu de socis de la indústria està avançant per desenvolupar i fabricar components.
S’estan fabricant tancs criogènics d’acer en versió vol. S’estan dissenyant sistemes d’accionament de vectors d’empenta optimitzats de baix cost per a Prometheus. El sistema de potes d’aterratge ha entrat en la seva etapa final de disseny abans de la seva fabricació. Tots aquests blocs de construcció habilitants es reuniran per a la integració al demostrador de vol Themis per a proves de salt a baixa altitud a Kiruna, Suècia.
Mentrestant, el disseny final del ‘Launch complex 3’ al Kiruna Esrange Space Center ha estat revisat pel Centre Espacial Suec i ArianeGroup, per preparar les primeres proves de salt Themis a Suècia el 2023.
Aquest progrés incremental es basa en una avaluació primerenca a cada pas intermedi, centrant-se primer en la eliminació tècnica de riscos de la integració de Prometheus en una etapa plenament operativa, després en vols cada cop més representatius dels vehicles de llançament operatius.
Els darrers passos seran els vols des del port espacial europeu a la Guaiana Francesa el 2025 per demostrar l’ascens a gran altitud, la reentrada, l’aterratge, la renovació i la reutilització, amb un demostrador Themis integrat equipat amb tres motors Prometheus i tots els subsistemes necessaris per permetre la recuperació de l’etapa.
