Första heta eldstestet av Europas återanvändbara metandrivna Prometheus-raketmotor

Första heta eldstestet av Europas återanvändbara metandrivna Prometheus-raketmotor

Tidsstämpel: 28 juni 2023 5:38
Källnod: 2741298
En prototyp av Europas återanvändbara Prometheus-motor vrålar till liv på testbänken i Vernon, Frankrike den 22 juni 2023. Bild: ArianeGroup.

Europa har framgångsrikt slutfört det första hot-fire-testet av sin återanvändbara Prometheus-raket, en 12-sekunders bränning samtidigt som den är integrerad i Themis första stegs demonstrator på ArianeGroup-platsen i Vernon, Frankrike.

Prometheus och Themis är komponenter i det nya europeiska uppskjutningsprogrammet "Ariane Next", som är fokuserat på att utveckla en flotta av återanvändbara raketer för att kunna tas i bruk under 2030-talet.

Programmet är en gemensam satsning mellan European Space Agency (ESA) och den franska rymdorganisationen (CNES) med ArianeGroup som huvudentreprenör.

Den 100 ton tunga Prometheus-motorn drivs av syre och metan, men för att anpassa sig till ArianeGroups miljöarbete, inkluderade det första heta eldstestet den 22 juni 2023 ett biometanbränsle.

"Vår skjutning var en avgörande milstolpe på resan till en operativ produkt med alla testmål när det gäller driftpunkter och varaktighet uppnådda", säger Jérôme Breteau, chef för Future Space Transportation-systemen på ESA.

”Ytterligare aktiviteter planeras för att förbättra och komplettera motorn. Till exempel inkluderade inte motorkonfigurationen munstycksförlängning, och vissa tillverkningstekniker för förbränningselement som utvecklas parallellt är ännu inte färdigställda, tillade han.

Ariane Next utgör byggstenarna i Europas ambitioner att utveckla återanvändbara bärraketer bortom Ariane 5, Ariane 6 och Vega, med Prometheus och Themis bland de första komponenterna att utvecklas och testas.

En närbild av den metandrivna Prometheus-motorn under dess 12-sekunders avfyring. Bild: ArianeGroup.

En viktig skillnad mellan Prometheus och den syre- och vätedrivna Vulcain-motorn som driver Ariane 5 – och Vulcain 2.1 som kommer att driva Ariane 6 – är att Prometheus kommer att bränna syre och metan.

Den senare, som är flytande vid en liknande temperatur som syre, anses vara billigare och enklare att hantera än väte.

Enligt CNES kommer den nya motorn att kunna återanvändas upp till fem gånger och kan leverera variabla dragkrafter på upp till 100 ton.

Även om den kommer att ge lägre dragkraft än Vulcain 2.1, som levererar 130 ton i vakuum, är metanbränslekomponenten sex gånger tätare än väte och kommer att möjliggöra mer "kompakta" raketsteg som är lättare att återvinna.

Den återantändbara baslinjedesignen hos Prometheus gör den lämplig för core-, booster- och överstegsapplikationer. Det kan också fungera som en föregångare för Vulcain 2.1-förbättringar.

Enligt CNES kommer Prometheus att erbjuda betydande besparingar genom att sänka produktionskostnaderna tiofaldigt med avseende på Vulcain-motorn – som har en enhetskostnad på en miljon euro – tack vare ny arkitektur, omfattande användning av 3D-utskrift och en produktionshastighet på 50 motorer per år .

Prometheus motortestning är planerad att fortsätta i slutet av detta år vid testbänken German Aerospace Center (DLR) i Lampoldshausen, Tyskland.

Senare i testschemat kommer en kombinerad Prometheus-motor och Themis-steget att prova en serie "hopptester", som lyfts några meter över marken för att kontrollera flyg- och landningsförmåga.

Prometheus bränder kopplade till Themis-demonstranten i första steget på ArianeGroup-platsen i Vernon, Frankrike. Bild: ArianeGroup.

ESA började utveckla sitt återanvändbara raketsteg Themis i december 2020 under ett kontrakt med ArianeGroup för 33 miljoner euro och säger att dess mål är att slutföra tester tidigt i utvecklingscykeln genom ett "agilt och kostnadsdrivet" tillvägagångssätt.

Enligt ESA följer "Themis Initial Phase" en projekttidslinje från 2020 till 2025, men medan Themis slutförde tankningstester i december 2021 låg det senaste hot-fire-testet något efter det planerade schemat.

Nästa testkampanj för Themis är i Sverige och kommer att ingå i ett European Union (EU) Horizon Europe-program som heter SALTO (reusable strategiska rymdraketteknologier och -operationer).

ArianeGroup valdes ut av EU i juli 2022 för att övervaka både SALTO-projektet och ENLIGHTEN-projektet (European Initiative for Low cost, Innovative & Green High Thrust Engine), som är designade för att utveckla och producera återanvändbara motorer efter Prometheus.

ESA ser återanvändbarheten av raketsteg som en nyckelmetod för att minska miljöpåverkan från uppskjutningsindustrin och även om det fortfarande är nästan ett decennium kvar innan Ariane Next-fordon tas i bruk, förväntas tekniken ge Europa en konkurrensfördel för återanvändbara alternativ .

Tidsstämpel:

Mer från Spaceflight Now