La NASA a accordé une subvention de 900 000 $ à des chercheurs de l’Université du Texas à Arlington (UTA) pour développer des conceptions avancées de moteurs-fusées à détonation rotative (RDRE).
Développés pour la première fois par des chercheurs de l’Université de Floride centrale (UCF) en 2020, les RDRE visent à remplacer les moteurs de fusée de l’étage supérieur dans les lancements conventionnels par un tout nouveau système qui permet aux engins spatiaux de devenir plus légers, de voyager plus loin et d’être plus efficaces que les conceptions actuelles. .
“La détonation est une combustion très rapide”, a expliqué Liwei Zhang, professeur adjoint au Département de génie mécanique et aérospatial (MAE) et chercheur principal de l’effort financé par la NASA. « À l’intérieur d’un RDRE, les ondes de détonation tournent en cercle à des vitesses supersoniques. Comparé aux moteurs conventionnels qui reposent sur une combustion régulière, un RDRE a un rendement théoriquement plus élevé et peut être rendu plus petit et plus compact.
Selon les termes de la subvention, Zhang et ses collègues se concentreront sur l’amélioration des RDRE au niveau des composants. Cela inclut l’augmentation des performances et de l’efficacité des injecteurs, des chambres de combustion et des buses.
“Nous étudierons également les configurations au niveau du système à des fins de test”, a ajouté Zhang. “Il s’agit d’un effort de collaboration entre analyses théoriques, simulations informatiques et mesures expérimentales pour évaluer et améliorer les performances de ce type de moteur.”
Moteurs de fusée à détonation rotative extrêmement complexes
Lorsque les chercheurs de l’UCF ont développé le RDRE pour la première fois, ils ont déclaré que cette technologie était considérée comme « impossible ». En effet, la dynamique permettant de faire fonctionner efficacement un RDRE est incroyablement complexe.
« Les détonations rotatives sont continues, des explosions de Mach 5 qui tournent autour de l’intérieur d’un moteur-fusée », expliquaient-ils à l’époque, « et les explosions sont entretenues en introduisant du propulseur d’hydrogène et d’oxygène dans le système en quantités suffisantes. »
Ce défi hante les efforts visant à concevoir un RDRE fonctionnel depuis les années 1950. Pourtant, les chercheurs de l’UCF ont réussi, prouvant qu’une technologie dont on rêvait depuis des décennies était enfin prête à être envisagée de manière réaliste par les planificateurs de mission. En fait, l’équipe de l’UCF a même observé que leurs résultats positifs « avaient déjà des répercussions sur la communauté internationale de la recherche », conduisant finalement à des efforts comme celui-ci.
Aujourd’hui, la NASA a confié aux chercheurs de l’UTA la tâche d’améliorer le travail effectué il y a seulement trois ans. Et en cas de succès, l’agence spatiale pourrait enfin atteindre son objectif d’utiliser un jour cette technologie de propulsion dans l’espace.
Une technologie de propulsion révolutionnaire pourrait avoir un impact considérable sur les voyages spatiaux et les carrières en sciences spatiales
Parmi les co-collaborateurs de l’étude, dont Grace Brannon et Monica Mengqi Zhan, professeurs adjoints au Département de communication, se trouve Frank Liu, un vétéran de longue date. Notamment, Liu et le regretté professeur Don Wilson ont lancé il y a plus de 37 ans le Centre de recherche en aérodynamique (ARC), où se dérouleront les nouvelles recherches.
“(Je suis) heureux d’être reconnu par la NASA pour notre expertise en matière de moteurs à détonation rotatifs qui peuvent jouer un rôle dans cette technologie révolutionnaire”, a déclaré Liu en réponse à cette nouvelle récompense.
Les chercheurs de l’UTA soulignent également que leur projet poursuit également des objectifs pédagogiques. En tête de liste, il s’agit de créer des opportunités pour les « communautés d’étudiants sous-représentées » qui ne considèrent généralement pas une carrière dans les sciences spatiales comme viable.
“Nous voulons les recruter et les retenir et leur donner les moyens de faire carrière dans l’espace”, a déclaré Zhang. « Nous voulons que les plus jeunes comprennent qu’il existe des moyens pour eux d’accéder à cette voie. »
Zhang note que de nombreuses personnes considèrent l’éducation spatiale comme un « type d’études d’élite » et sont découragées de poursuivre ce type de carrière. Ainsi, en plus d’atteindre leurs objectifs d’amélioration des moteurs de fusée à détonation rotative, l’équipe de l’UTA déclare vouloir aider ces étudiants à surmonter « l’obstacle mental » et donner une chance à une carrière dans les sciences spatiales.
« Si vous êtes intéressé, suivez votre cœur », dit Zhang.
Christopher Plain est un romancier de science-fiction et fantastique et rédacteur scientifique en chef chez The Debrief. Suivez-le et connectez-vous avec lui sur X, découvrez ses livres sur plainfiction.com ou envoyez-lui un e-mail directement à [email protected].
