Viaggiare nello spazio... Forse con S.A.B.R.E.

La conquista dello spazio è legata allo sviluppo di tecnologie che possano rendere questa esperienza fattibile da differenti punti di vista, tecnologicamente non pericolose per i viaggiatori ed economiche.

Sono due i fattori che frenano in questo momento la nostra esperienza spaziale. Innanzitutto, la realizzabilità tecnica. I sistemi fino adesso utilizzati per sparare i razzi nello spazio e superare la forza gravitazionale terrestre, sono basati su motori che utilizzano combinazioni di ossigeno liquido e combustibile e che richiedono enormi quantità di questi componenti, solo per consentire il distacco del razzo da terra con grandi incognite sulla sicurezza ed enormi sprechi di denaro.
Tanti fino ad ora sono stati i tentativi di superare questi limiti, sperimentando nuove tecnologie o sistemi di propulsione e proprio da questa direzione giunge, dall’Agenzia Spaziale Europea, una novità che fa ben sperare per il futuro del trasporto spaziale. Si chiama S.A.B.R.E., sigla che sta per Synergistic Air-Breathing Rocket Engine e si tratta di un nuovo tipo di motore spaziale che l’E.S.A., in collaborazione con la Reaction Engines inglese, sta sviluppando.
S.A.B.R.E. sfrutterebbe un sistema innovativo capace di far superare ai razzi spaziali gli attuali limiti conosciuti. Questo innovativo motore sfrutterebbe, nella prima fase del lancio, l’aria atmosferica come attualmente fanno i turbo-reattori degli aerei, per poi trasformarsi in un secondo momento in un razzo convenzionale.

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Il sistema per ottenere questo processo è abbastanza semplice. Bisogna comprimere l’ossigeno a circa 140 atmosfere e spingerlo nelle camere di combustione. Questo processo relativamente semplice, porta con sé una controindicazione: un forte innalzamento della temperatura. Questo calore eccessivo potrebbe portare ad un malfunzionamento dei motori. Per evitare questo inconveniente, è necessario raffreddare l’ossigeno all’interno di uno scambiatore di calore, in modo che questo possa far bruciare il combustibile, idrogeno utilizzato al posto dell’ossigeno liquido, fino a quando il razzo non raggiunge la quota di 25.000 metri. Qui, a causa del fatto che l’aria diventa più rarefatta, il motore non può più sfruttare l’ossigeno, per cui tornerebbe a diventare un normale sistema come quelli attualmente utilizzati nelle missioni spaziali.

 

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Teoricamente questa operazione di raffreddamento sembra semplice, ma gli scambiatori di calore in questo caso, dovrebbero raffreddare la temperatura dell’aria in entrata di circa 1.000°C in un centesimo di secondo alla temperatura di -150°C, evitando la formazione di ghiaccio.
L’altro problema che si pone alla riuscita di S.A.B.R.E. è il peso. Gli scambiatori di calore sono delle apparecchiature abbastanza diffuse in ambito industriale, ma qui si pone un problema diverso, quello del loro peso. Infatti, queste apparecchiature, sono molto ingombranti e pesanti, anche perché nei casi in cui vengono attualmente utilizzati il fattore peso non è determinante.
Gli scienziati credono molto in questo nuovo sistema di propulsori e l’E.S.A. sta investendo ingenti quantità di denaro nel suo sviluppo. Un motore del genere farebbe compiere all’industria aerospaziale enormi passi in avanti e soprattutto, consentirebbe di realizzare nuovi propulsori a basso costo e a basse emissioni.
La Reaction Engine sta sperimentando in questi anni Skylon, un prototipo di spazioplano, capace, grazie ai motori S.A.B.R.E., di raggiungere l’orbita terrestre con un solo stadio, decollando e atterrando come un aereo convenzionale. Per ora la sperimentazione è senza passeggeri, ma il primo volo è previsto per l’anno 2019 e nel 2022 la prima possibilità di aggancio con la Stazione Spaziale Internazionale.

 

 

Immagini da www.home.bt.com

 

 

Secondo anno scolastico

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L' autore

I contenuti sono a cura di Davide Emanuele Betto, architetto e docente di tecnologia presso la S. S. I “Dante Alighieri” di Catania. Il professor Betto è formatore ed esaminatore EIPASS, e webmaster del sito didattico di Tecnologia educazionetecnica.dantect.it. Ha collaborato alla stesura delle ultime edizioni dei libri di tecnologia.
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