La NASA, in collaborazione con IN Space LLC, ha effettuato con successo il primo test di un prototipo a dimensioni reali del motore Rotating Detonation Rocket Engine (RDRE). Questa nuova tecnologia ha la potenzialità di alimentare missioni di esplorazione dello spazio profondo, offrendo una spinta maggiore ad una più alta efficienza rispetto ai motori attualmente in uso. Il prototipo è stato sottoposto al test presso la East Test Area del Marshall Space Flight Center della NASA, in Alabama, nel 2022. La stragrande maggioranza dei motori a razzo attualmente in uso è basata sulla deflagrazione del propellente, un processo di combustione rapida ma subsonica. I motori a detonazione, invece, sfruttano la detonazione del propellente, una combustione supersonica che fornisce maggiore potenza. Il successo del test promette un futuro entusiasmante per le missioni spaziali.
L’RDRE (Reusable Detonation Rocket Engine) funziona su un principio simile a quello del Pulse Detonation Engine (PDE), noto anche come motore ad onda di detonazione. Tuttavia, l’RDRE è più efficiente, poiché le onde di detonazione del combustibile non vengono espulse dalla camera dopo ogni “impulso” come nel PDE, ma vengono “riciclate”, circolando intorno ad un canale a forma di anello. Ciò rende possibile che il combustibile venga utilizzato più volte prima di essere espulso dalla camera, aumentando così l’efficienza dell’RDRE.
La miscela di combustibile e ossidante viene introdotta all’interno del canale e poi fatta detonare da un accenditore. Le onde di detonazione iniziano a circolare nella camera, rendendo il sistema autosufficiente una volta iniziato. La potenza generata è sufficiente a sostenere le successive detonazioni della miscela iniettata. I prodotti della combustione si espandono fuori dal canale, spinti dall’entrata della miscela, fornendo la spinta. Questo tipo di motore risulta essere più efficiente del 25% rispetto a quelli convenzionali, cioè riesce a generare più spinta utilizzando una quantità minore di propellente. Inoltre, la combustione avviene in modo più controllato, riducendo anche le emissioni nocive prodotte.
Nel corso del test condotto dalla NASA, il motore è stato azionato più volte, raggiungendo quasi 10 minuti di funzionamento totale. A piena potenza, l’RDRE ha generato una spinta di 17,8 kN per quasi un minuto, con una pressione media all’interno della camera pari a circa 4,6 N/mm2. L’obiettivo del test era dimostrare l’efficienza a lungo termine e le prestazioni in condizioni estreme di calore e pressione, causate dalle numerose esplosioni dei componenti. Inoltre, è stato dimostrato che il design e i vari componenti sono in grado di supportare condizioni difficili e prolungati periodi di funzionamento.
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