Коли ракета-носій витрачає паливо, її паливні баки стають більше не потрібні: вони перетворюються на мертвий вантаж. Крім того, втрачаючи паливний бак, втрачаються ще десятки мільйонів доларів – вартість двигунів, які використовуються на ступені. “Ракети-самопожирачі”, які спалювали б свої баки як пальне, не тільки розв’язали б проблему сміття, а й заощадили б замовникам величезні гроші. Група інженерів із Великої Британії вперше побудувала прототип ракетного двигуна, що “живиться” частинами ракети.
Паливні баки носія – найдовша його частина, вони займають понад 50 відсотків довжини ракети і без них неможливе виведення в космос корисного навантаження. Але маса самих баків – “мертвий вантаж”, її не можна використовувати для розгону. Тому вона знижує ефективність ракети-носія, а також додає проблему космічного сміття: найчастіше паливні баки одноразові і скидаються після відпрацювання палива.
Але якби ракета використовувала свої вже непотрібні частини як паливо, носій міг би доставляти на орбіту ще більше важливих вантажів. Для “ракет-самопожирачів” потрібно було б значно менше пального, і, отже, об’єм їхніх баків був би зовсім іншим.
Концепцію носія, який “живиться” своїми ж частинами, вперше запатентували 1938 року, але його прототип так і залишився на папері. У середині XX століття подібну розробку було складно реалізувати за допомогою важких ракет, які на той час здійснювали більшість космічних запусків. Однак у наші дні, коли популярними стають невеликі легкі ракети, що доставляють на орбіту малі супутники, цю ідею можна спробувати втілити в життя.
Кшиштоф Бздик (Krzysztof Bzdyk) з Університету Глазго (Велика Британія) і його колеги створили невеликий прототип ракетного двигуна, що “пожирає” власний паливний бак. Хоча прототип недостатньо потужний, щоб підняти ракету з вантажем, він все ж добре показує, що така концепція працює.
Дослідники показали розробку 10 січня на науковому форумі Американського інституту аеронавтики та астронавтики (American Institute of Aeronautics and Astronautics SciTech Forum) у Флориді. Двигун назвали “Уроборос-3” (Ouroborous-3), на честь одного з найдавніших символів – змії, що згорнулася в кільце і кусає себе за хвіст.
Прототип складається з двигуна, паливної пари пропан-кисень, а також пластикової труби, усередині якої зберігається пальне, звідки потім воно потрапляє в двигун. Коли паливо закінчується, двигун починає “живитися” трубою, що забезпечує до однієї п’ятої від загальної кількості пального. У результаті виникає тяга приблизно 100 ньютонів – лише в чотири рази більша, ніж потрібно докласти зусиль, щоб розчавити яйце.
Зараз команда працює над створенням більшого прототипу, який зможе забезпечити тягу близько 1000 ньютон, що становить одну шосту від необхідної для забезпечення ним суборбітального польоту (особливо легкої ракети) і приблизно одну двадцяту для польоту на орбіту.
Дослідники наголосили, що “двигуни-самопожирачі” можуть не тільки підвищити ефективність космічних запусків, а й допомогти вирішити проблему космічного сміття, що загрожує супутникам і МКС. Якщо відпрацьовані паливні баки, які зазвичай скидаються в атмосферу або залишаються на орбіті поховання, будуть використовуватися як паливо, це може стати невеликим, але дуже важливим кроком до вирішення проблеми космічного сміття.