Екип от инженери на НАСА изградиха и тестваха първия ротационно-детонационен ракетен двигател на агенцията, озаглавен накратко RDRE (rotating detonation rocket engine). Усъвършенстваният дизайн на ракетния двигател може да промени до голяма степен начина, по който се изграждат задвижващите системи в бъдеще.
Изграждането на двигателя е обвързано с първите стъпки на НАСА към установяване на дългосрочно присъствие на Луната.
Планът на НАСА за дългосрочно присъствие на Луната се изпълнява чрез програмата „Артемис“. Целта на мисиите е да се създаде сигурен начин за изследване на Луната до края на десетилетието. Това включва изграждане на спускаем апарат, който да може да се използва от космонавтите, изграждане на лунната орбитална станция Gateway и изпращане на роувъри до Луната. Крайната цел на програмата „Артемис“ е да създаде постоянна база на Луната и да подготви изпращането на хора до Марс.
RDRE е различен от другите ракетни двигатели, защото работи в режим на детонация – режим на горене със свръхзвуков екзотермичен фронт, ускоряващ се през среда, която провежда ударна вълна непосредствено преди него. Именно този режим е подходящ за спускаеми апарати и космически кораби, които да пътуват до далечни места като Луната и Марс. Този двигател е много по-мощен от повечето системи за задвижване, като същевременно е и икономичен, защото използва по-малко гориво.
Данните от тестовете на RDRE, проведени през 2022 г. в тестовата зона на Marshall’s East, са потвърдени от инженерите в Центъра за космически полети на Marshall на НАСА в Хънтсвил, Алабама, както и от главния сътрудник на IN Space LLC в Уест Лафайет, Индиана. Двигателят е стартиран повече от дузина пъти за над десет минути.
RDRE отчасти е изграден с помощта на 3D печат
RDRE успешно изпълни основната си цел по време на теста, като доказа че неговият хардуер може да функционира продължително време и същевременно може да издържа на интензивна топлина и среда под налягане, създадена от детонации. Двигателят е конструиран с помощта на авангардно адитивно производство – 3D принтиране.
RDRE има най-високо налягане за този дизайн, регистрирано някога, докато работи на максимум, произвеждайки 17,8 килонютона сила за около минута при средно налягане камерата от 4,6 нютона на квадратен милиметър.
RDRE използва технологията за адитивно производство за термоядрен синтез и обработена от НАСА медна сплав GRCop-42. Това позволява на двигателя да работи при тежки условия без да прегрее.
Power bed fusion (PBF) е вид процес на адитивното производство, който използва лазер или топлинен лъч за стопяване и сливане на последователните слоеве метален или пластмасов прах. Процесът обикновено се използва за създаване на сложни, триизмерни части с висока прецизност и точност.
Прахът, използван в този процес, може да бъде получен от различни материали, включително метали (титан, алуминий, неръждаема стомана) и пластмаси (найлон и полиамид). PBF обикновено се използва в космическата, медицинската и автомобилната промишленост за създаване на прототипи и завършени продукти. Някои от най-популярните PBF технологии са селективно лазерно топене и директно отлагане на енергия.
Вътрешното запалване бе успешно извършено по време на теста. Благодарение на тази технология НАСА вече може да прехвърли повече полезен товар до много дестинации в космоса – това е решаваща стъпка към увеличаване на устойчивите изследвания в космоса.