Jednoduchý a účinný raketový motor zajistí levnější kosmickou dopravu

Když chceme dostat do vesmíru lidskou posádku anebo náklad, obvykle to vyžaduje silnou nosnou raketu, která se popere s gravitací Země. A taková raketa spotřebuje ohromné množství paliva. Dnešní raketové motory jsou nesmírně výkonné, ale také nákladné a komplikované stroje. Na první pohled je tedy jasné, že je co vylepšovat.

James Koch z americké University of Washington a jeho kolegové pracují na novém typu raketového motoru, takzvaném rotačním detonačním pohonu (RDE, podle anglického rotating detonation engine). Tento pozoruhodný motor by měl zajistit, že rakety budou mít mnohem příznivější spotřebu paliva, a že zároveň budou lehčí a méně technologicky komplikované.

Vývoj rotačního detonačního pohonu je zatím ještě úplně v plenkách, avšak již nyní na něm pracuje nezávisle na sobě hned několik vědeckých týmů. O tyto motory se zajímají například specialisté US Navy, kteří by je rádi použili jako pohon amerických válečných lodí, protože jsou oproti těm stávajícím velmi úsporné. S rotačními detonačními motory experimentuje i americký výrobce raketových motorů Aerojet Rocketdyne, který již ověřil více než pět set různých konfigurací tohoto motoru. 

Ve srovnání s běžným raketovým motorem využívá rotační detonační motor odlišný způsob spalování paliva. Motor tvoří koncentrické válce, mezi nimiž proudí palivo. Po jeho zažehnutí dojde k explozi, při které vznikne intenzivní nadzvuková rázová vlna. Po této vlně následují stabilní pulzy spalování, které vytvoří velký tlak a teplotu, jež jsou potřebné pro tah motoru.

Tento mechanismus má oproti klasickému spalování řadu výhod. Jak ale upozorňuje Koch, exploze a rázové vlny rotačního detonačního pohonu „mají svou hlavu“. Když něco vybuchne, tak se to často stane nevypočitatelným. Hlavním problémem těchto motorů v současné době je, že se chovají příliš chaoticky na to, aby bylo možné je použít k pohonu raket a kosmických lodí.

Kochův tým nejprve postavil experimentální rotační detonační motor, na němž mohl měnit a testovat celou řadu parametrů, jako je například velikost mezery mezi koncentrickými válci. Pak s tímto motorem odborníci uskutečnili velké množství velmi rychlých experimentů - každý experiment trval jen půl sekundu. Badatelé ale jeho průběh snímali vysokorychlostní kamerou, díky které získali množství dat. Na základě těchto dat vyvinuli doposud nejlepší model chování tohoto typu motoru, který by měl usnadnit jeho další vývoj.