NASA、多用途で低コストのハイブリッド・エンジンのテストベッドを発表

この新しいハイブリッド・テストベッドは、可変流量機能と20秒間の連続燃焼時間を特徴としており、先進ノズルやその他のロケットエンジンハードウェア、複合材料、推進剤の熱間燃焼試験を低コストかつ短時間で実施できるように設計されている。

固体ロケット推進は、推進エレメントの質量が小さく、エネルギー密度が高く、過酷な環境にも耐え、信頼性の高い性能を備えているため、さまざまな小型ロケットや重量物ロケット、宇宙ミッションにとって、競争力があり、信頼性の高い技術であり続けている。

マーシャルのエンジニアリング部門の固体推進および燃焼制御部門の部門長であるBenjamin Davis氏は、次のようにコメントする。

新しい固体ロケットモーターを、極端な温度や厳しい構造的・動的負荷の下で材料がどのような性能を発揮するかを見極めるには、時間もコストもかかります。今日のペースの速い、競争の激しい環境において、我々はそのスケジュールを凝縮する方法を見つけたかったのです。ハイブリッド・テストベッドは、エキサイティングで低コストのソリューションを提供します。

2020年に開始されたこのプロジェクトは、新しい複合材料、付加製造（3Dプリント）されたノズル、ロケットから惑星着陸船まで、宇宙を利用するあらゆる分野で効果が実証されているその他のコンポーネントを開発するNASAの取り組みに端を発している。

将来の産業界の要求を分析し、NASAの航空宇宙パートナーからのフィードバックを受けて、マーシャル・チームは、既存の24インチ・ロケット・モーター・テストベッド（スペース・ローンチ・システム・ブースターのサブスケール・バージョン）が、小規模な新興企業にはコストがかかりすぎることを認識した。

さらに、従来の6インチのテストモーターでは柔軟な構成が制限され、すべての顧客目標を達成するために複数のテストが必要だった。チームは、産業界が最も必要としているのは、効率的で汎用性の高い第3の選択肢であることに気づいたという。

マーシャルのサブスケール固体ロケットモーター製造リーダーであるChloe Bower氏は、次のようにコメントする。

11インチ・ハイブリッド・モーター・テストベッドは、政府、産業界、学術界のパートナーが必要とする計測、構成、コスト効率を提供します。異なるノズル構成、新しい計測器や内部断熱材、様々な推進剤や飛行環境など、複数の試験目的を同時に達成することができます。

このプロジェクトの固体推進設計主任であるPrecious Mitchell氏は、次のようにコメントする。

この迅速なペースは、試験時間を数ヶ月から数週間あるいは数日に短縮することができる。

もう一つの大きな関心事は、オン／オフスイッチだ。

Mitchell氏：これはハイブリッド・テストベッドの大きな利点のひとつです。固体推進システムでは、一度点火すると燃料がなくなるまで燃え続けます。しかし、ハイブリッド燃料には酸化剤がないため、異常が見られたり、テストエレメントを微調整する必要がある場合は、いつでも簡単にオフにすることができます。

チームは、この夏の終わりにはNASAのリーダーに最終テストデータを提出する予定だ。今のところ、Davis氏は新しいテストベッドに協力したマーシャルの推進設計者、アナリスト、化学者、材料エンジニア、安全担当者、テストエンジニアを祝福しているという。

Davis氏：我々は、単に航空宇宙産業を広く支援しているだけではありません。我々はまた、若いNASAのエンジニアに、実践的なテスト環境で手を汚して問題を解決する機会を与えている。この仕事は、今後数十年にわたってNASAの使命を担う新しい世代の教育に役立っています。

マーシャルのチームは、アポロ時代のサターンVロケットやスペースシャトルから、NASAの最新ロケットであるスペース・ローンチ・システムを含む今日の最先端推進システムに至るまで、約65年にわたり、米国の宇宙計画で最も強力なロケットエンジンや宇宙船の開発を主導してきた。

マーシャルのエンジニアとそのパートナーによって設計・構築されたNASA技術テストベッドは、宇宙飛行の信頼できる技術を形成し、高度なロケットエンジン材料と製造技術の発見、試験、認証を可能にし続けている。

▶︎NASA