Fondata nel 2005 da un poliedrico gruppo di ingegneri aerospaziali, scrittori e semplici volontari, Interstellar Technologies è un’azienda giapponese fondata nel 2019 e ubicata sull’isola di Hokkaido che per prima ha lanciato un razzo vettore privato in grado di raggiungere lo Spazio. Traguardo poi tagliato nel 2021 per altre due volte. Ora un passo avanti, realizzato puntando alla messa a punto di nuove tecnologie in grado di accelerare l’espansione delle attività umane nello Spazio ma con un occhio di riguardo all’ambiente.
Tra i campi di ricerca più interessanti quello relativo ai sistemi propulsivi, ambito in cui è inserito il progetto “Cosmos”che punta a equipaggiare i futuri vettori spaziali “Zero” con motori alimentati tramite biometano liquido. Una soluzione i cui primi test statici sono stati coronati con successo alla fine dello scorso Dicembre presso il complesso di lancio dell’Hokkaido Spaceport a Taiki, dimostrando la possibilità di utilizzare il letame raccolto dalle aziende di allevamento locali quale fonte sostenibile per la produzione di carburante per missili. Un iter che ha visto gli allevatori locali collaborare attivamente al progetto processando con specifiche attrezzature il letame raccolto per l’estrazione di biogas affidato poi alla società Air Water che lo ha convertito nel biometano liquido utilizzato sul propulsore “Zero”.
Il processo permette quindi di ottenere carburante per missili a basso costo assicurando le prestazioni necessarie ai profili di missione richiesta alle unità, un iter simile a quello che ha portato il metano liquido a essere già oggi utilizzato nel settore propulsivo dell’industria spaziale.
Per poter usare il biometano Interstellar Technologies ha messo a punto una camera di combustione progettata ad hoc inserita su un’unità a doppio stadio a ciclo aperto, un’architettura motore che vede la turbina della turbopompa di alimentazione di carburante, il biometano, e dell’ossidante, l’ossigeno liquido, mossa tramite espansione dei gas generati mediante un ciclo combustivo dedicato, in grado di azionare le due turbine del sistema di alimentazione a un regime di 10 mila giri al minuto. All’interno della camera di combustione principale carburante e ossidante sono iniettati tramite un unico iniettore, con il primo spinto ad alta pressione lungo un circuito che passa intorno alle pareti della camera di combustione stessa e dell’ugello provvedendo al raffreddamento dei componenti secondo uno schema rigenerativo.
Soluzione che permette all’unità di massimizzare le prestazioni senza incorrere in surriscaldamenti. In relazione al sistema di iniezione, definito “pintle injector” e già utilizzato sui vettori SpaceX, l’utilizzo di un iniettore con architettura monoforo permette un elevato risparmio in fase di realizzazione dell’unità rispetto agli iniettori multiforo normalmente utilizzati sui motori bipropellente liquidi. Sebbene tale soluzione riduca in genere le performance delle unità, gli sviluppi condotti dall’università di Tokyo insieme ai ricercatori del Jaxa Space Innovation hanno permesso la messa a punto di un nuovo design in grado di migliorare ed enfatizzare le performance di combustione. Queste ultime al momento hanno visto la realizzazione di motori in grado di assicurare spinte dell’ordine dei 60 mila newton, aprendo la strada allo sviluppo di unità da 130 mila newton di spinta operativa. La turbopompa provvede a fornire energia anche agli attuatori idraulici mentre l’ugello, lavora anche al fine di controllare rollio del vettore.
La messa a punto di “Zero” punta a offrire un nuovo vettore spaziale per lancio di satelliti di massa ridotta a partire dal 2025 in Asia e Oceania con costi di un decimo inferiori rispetto a quelli di oggi che, secondo i dati forniti dalla società, si aggireranno intorno ai cinque milioni di euro a lancio. Il vettore “Zero” sarà caratterizzato da un’altezza di 32 metri per un diametro di poco inferiore ai due metri e mezzo, con un peso totale di 71 tonnellate a fronte di un carico utile da 250 a 800 chili in funzione della distanza orbitale di target. Il vettore vedrà una configurazione a doppio stadio con il primo sostenuto da nove motori e il secondo equipaggiato con un singolo motore.
Titolo: Interstellar “Cosmos”, l’innovazione “Made in Japan”
Autore: Redazione
