Je hoeft Australië niet te verlaten om raketwetenschapper te worden. In feite, je hoeft misschien niet eens je baan te verlaten.

Uw lokale mijnbouwbedrijf - ja, gewone oude Woodside - steunt stilletjes onderzoekers van Monash University en een 3D-printbedrijf genaamd Amaero terwijl ze werken aan de raketmotor die mensen terug zou kunnen brengen van Mars.

Onder de codenaam Project X, ze hebben gewerkt aan een 3D-geprinte, met methaan gestookte aerospike-raketmotor. Dat is een beetje een mondvol, dus laten we ingaan op wat dat precies betekent en waarom het zo cool is.

Afdrukvoorbeelden

Op dit punt, je hebt waarschijnlijk wel eens gehoord van 3D-printen. Misschien heb je zelfs een printer in actie gezien. Maar dit soort projecten drijft 3D-printen tot het uiterste.

In plaats van heet plastic filament in lagen te leggen, onderdelen kunnen worden geprint door lagen metaalpoeder aan elkaar te smelten met een laser.

Nu de technologie volwassen wordt, onderdelen die op deze manier worden afgedrukt, worden verrassend sterk.

In feite, 3D-geprinte onderdelen worden nu zo sterk dat ze enorme temperaturen en drukken kunnen weerstaan. Temperaturen en drukken die je kunt tegenkomen bij het oogsten van aardgas van duizenden meters onder het aardoppervlak - of misschien wanneer je een raket de ruimte in stuurt.

Een piek in interesse

Ze zijn niet alleen sterk, ze zijn snel te maken. Met 3D-geprinte onderdelen, we kunnen eindelijk beginnen te experimenteren met ontwerpen en materialen voor raketmotoren die we eerder niet konden maken (of niet konden testen).

Een daarvan is het aerospike-ontwerp dat het Project X-team gebruikt.

Raketten moeten hun stuwkracht naar de grond gericht houden om omhoog te gaan. Traditionele raketten hebben een gevormd stukje metaal aan de onderkant van de motor om die vuurstraal op de juiste manier te laten bewegen. Als je ooit een raketlancering hebt gezien, je herkent het vast wel. Het is het stukje aan de onderkant dat eruitziet als een bel.

Aerospikes hebben die metalen bits niet. Ze hebben een puntige, plug-achtige vorm in plaats daarvan.

Deze verschillende motorvormen bevatten en regelen de stuwkracht van het verbranden van raketbrandstof op verschillende manieren.

Aerospike-motoren vertrouwen op de omringende luchtdruk om alles op de juiste manier te laten stromen, in plaats van te vertrouwen op een metalen muur rond de rand van de motor. Het is een beetje zoals een van die bladloze fans, alleen veel warmer.

Aerospikes zijn niet alleen een handige natuurkundige truc. Ze zijn in theorie veel efficiënter dan gewone raketten.

Als we het werkend krijgen, het zou tot 10% efficiënter kunnen zijn dan de raketten van vandaag, schattingen van één Project X-ingenieur. Dat is 10% minder brandstof die we moeten vervoeren en 10% meer vracht dan de raketten van vandaag.

Dat klinkt misschien niet als veel, maar zodra we honderden tonnen (of honderden mensen) de ruimte in sturen, het telt vrij snel op.

Gas geven

Tot zover goed, maar de echte kicker is dat de Project X-raket op aardgas draait.

De huidige gouden standaard voor raketbrandstof is waterstof. Helaas, het is vrij moeilijk op te bergen. Het moet onder druk worden gehouden bij -253°C. Je hebt een behoorlijk sterke tank nodig om hem in de buurt te houden - en zelfs dan, het heeft de neiging uit te lekken.

Hoewel waterstof eenvoudig genoeg te maken is op aarde, we kunnen het niet precies opslaan en verschepen. Maar hoe zit het met aardgas, beter bekend als methaan? We zijn al experts in het opslaan en verzenden daarvan.

Methaanbrandstof hoeft niet zo koud of onder zoveel druk te worden gehouden. Dat betekent dat raketten veel lichtere tanks kunnen hebben, en brandstof kan langer worden opgeslagen. Misschien zien we zelfs brandstofdepots in een baan om de aarde, waardoor we onze raketten kunnen bijvullen op dezelfde manier waarop we auto's tanken.

Misschien wel het meest opwindende, methaan is een chemische stof die zo eenvoudig is dat we het kunnen synthetiseren met een beetje water en een beetje koolstofdioxide - beide dingen die we in het hele zonnestelsel kunnen vinden, ook op Mars.

Wat is dit - een raket voor mieren?

De Project X-raket is nog lang niet in de buurt van vluchthardware - hij zal slechts ongeveer 400 kg tillen.

Het is niet de eerste aerospike of de eerste 3D-geprinte motor of de eerste methaanmotor, maar het is een geslaagde combinatie van alle drie. Het is echt, geavanceerde raketwetenschap - het soort dat we nodig hebben om Mars te verkennen - en het gebeurt hier in Australië.

Dit artikel verscheen voor het eerst op Particle, een wetenschappelijke nieuwswebsite gebaseerd op Scitech, Perth, Australië. Lees het originele artikel.