Odkąd usłyszałem o firmie ARCA Space, uważałem to za scam mający na celu wydojenie potencjalnych inwestorów. Jednak zaczynam się zastanawiać nad tym, czy przypadkiem się bardzo nie myliłem. Zacznijmy od podstaw – firma planuje budowę rewolucyjnej rakiety SSTO, której start będzie kosztował mniej niż $1M i która za tą cenę wyniesie do 100 kg na niską orbitę okołoziemską. Żeby to osiągnąć, rakieta będzie napędzana silnikiem aerospike. Dotychczasowe osiągnięcia firmy to zbudowanie latającej deski którą sprzedają za jedyne $14900 i która pozwala na efektowne złamanie sobie ręki. Firma wysłała także dwa balony w okolice stratosfery i zdobyła kontrakt na przetestowanie spadochronów dla misji ExoMars. Firma zbudował także elektryczny UAV o nazwie AirStrato który podobno jest w stanie wznieść się na wysokość 18 kilometrów i latać przez 20 godzin dzięki wbudowanym panelom słonecznym (produkującym w większej wersji prawie 3 kW energii). Problem w tym że samolot ma 6 silników, każdy o maksymalnej mocy 6 kW i rachunek energii mi się zupełnie nie zgadza.
Ale nie miało być o latających deskach i elektrycznych UAV, ale o rakiecie która w całości leci na orbitę. Bez gubienia czegokolwiek poza spalinami. Używając silnika aerospike. Jak do tej pory jedynym powodem dla którego wszyscy chcieli zbudować rakietę SSTO była idea jej odzysku – jak mamy jeden kawałek, to łatwiej jest go w całości odzyskać. Rakiety które nie są odzyskiwane lub są odzyskiwane tylko w kawałku były budowane jako co-najmniej dwustopniowe. Poza tym że jest to ekonomicznie rozsądne (po co ciągnąć ze sobą na orbitę niepotrzebne żelastwo jak można je zostawić po drodze), drugim powodem była konieczność dopasowania rozmiaru dyszy do ciśnienia atmosferycznego – na poziomie morza dysze muszą być relatywnie krótkie a im wyżej tym bardziej efektywna jest dłuższa dysza. Rozwiązania z płynnie zmieniającą się długością dyszy nie udało się zbudować więc jak dotychczas rozsądnym rozwiązaniem było pozbycie się silników z krótką dyszą po drodze. SpaceX w swoim ITS planuje zamontować i jedne i drugie, ale używać ich naprzemiennie – tych z krótką dyszą na poziomie morza a tych z długą jak już rakieta wzniesie się na odpowiednią wysokość by ich uruchomienie było bezpieczne. Jednak jest silnik, który ma „regulowaną” długość dyszy – to silnik Aerospike. Niestety jego użycie jest trudne, jako że wiedza na temat tych silników nie jest tak bogata jak w przypadku tradycyjnych silników rakietowych co powoduje że zaprojektowanie takiego silnika jest trudne. Odkryła to firma Firefly Space Systems, po tym jak (m.in.) koszty rozwoju tego silnika spowodowały że wycofał się główny inwestor. Czy uda się to ARCA Space? Jestem sceptyczny. Jednak ich rozwiązanie ma sens – dzięki tylko jednemu stopniowi oszczędza się sporo masy – jest jeden silnik, jeden zbiornik paliwa i utleniacza, nie ma łącznika pomiędzy stopniami, mechanizmów separacji itp. Te oszczędności mogą wynagrodzić koszt targania na orbitę niepotrzebnego żelastwa. Do tego silnik aerospike poza krótkim zakresem prędkości (MACH 1-3) ma szanse być porównywalny efektywnością do zwykłego silnika. Oczywiście diabeł siedzi w szczegółach – największym problemem w silniku aerospike jest chłodzenie wystającej części silnika, która nagrzewa się znacznie bardziej niż dysza w tradycyjnym silniku (wynika to z przepływu gorących gazów). NASA udało się ten problem rozwiązać używając ciekłego wodoru do chłodzenia, jednak ARCA chce używać do tego kerozyny. Czy to realne? Nie wiadomo.
Podsumowując – pomysł firmy ARCA Space wydaje się ciekawy jednak wiele zależy od szczegółów, a tych nie znamy.
