Guida ai Motori Spaziali
Dai booster a polvere ai propulsori a ioni, dai motori criogenici ai reattori nucleari del futuro, tocca una scheda per aprirla.
Il parametro che unifica tutta questa guida si chiama impulso specifico (Isp), e conviene capirlo subito perché torna in ogni scheda. Si misura in secondi ed è, in pratica, per quanti secondi un chilogrammo di propellente riesce a sostenere una forza di 9,81 Newton. Più alto è l'Isp, più il motore è efficiente, cioè più variazione di velocità riesce a produrre con meno massa di propellente. Un Isp di 300 secondi è tipico dei motori a cherosene, 450 è tra i migliori per la propulsione chimica in assoluto, 3.000 appartiene già all'elettrico.
📑 Legenda delle sigle
Nei motori a propellente liquido, il problema più sottile non è la combustione in sé, ma come pompare il propellente ad alta pressione in camera senza sprecare energia. Il modo in cui viene fatto definisce il "ciclo" del motore, e si applica solo ai tre motori principali qui sotto, non ai propulsori di precisione più in basso.
Nessuna pompa, nessuna turbina: i serbatoi vengono pressurizzati con un gas inerte (elio o azoto) che spinge il propellente direttamente in camera.
Una piccola parte del propellente viene bruciata a parte per azionare le turbopompe, e il gas di scarico di questo circuito viene poi buttato fuori invece di essere iniettato in camera.
Il calore che la camera e l'ugello cederebbero comunque al propellente durante il raffreddamento viene invece usato per azionare la turbina delle pompe, senza precombustore né fonte di calore separata.
Parte del propellente brucia in uno o più precombustori per azionare le turbine, e i gas caldi risultanti vengono poi iniettati in camera principale invece di essere scartati: niente va sprecato.
Le turbopompe tradizionali sono sostituite da pompe centrifughe azionate da motori elettrici alimentati a batteria, senza generatore di gas né precombustore.