Wykorzystanie paliw ciekłych pozwala na bardziej ekonomiczne loty. Gdybyśmy chcieli np. używać tych samych paliw i utleniaczy w formie gazowej, musielibyśmy mieć dużo większe zbiorniki. Jednak największym plusem są zdecydowanie jak najlepsze osiągi oraz bezpieczeństwo i możliwość sterowania takimi rakietami – ocenia w rozmowie z agencją innowacyjną Newseria Innowacje Agata Zwolak, lider projektu rakiety hybrydowej z AGH Space Systems.

Silniki na ciekłe paliwo uzyskują najwyższą efektywność spośród silników rakietowych. Z tradycyjnymi napędami wygrywają też kwestią przechowywania materiałów pędnych w rakiecie. Wraz ze wzrostem ilości paliwa i utleniacza zwiększa się tylko zbiornik, sam silnik pozostaje taki sam. W przypadku pozostałych silników, wraz z ilością paliwa rośnie komora spalania. 

Silniki na paliwo stałe i hybrydowe sprawdzają się przede wszystkim w rakietach suborbitalnych i sondujących, czyli stosunkowo małych. Są dość proste i tanie, a dodatkowo próg masy potrzebnej do umieszczenia działającego napędu w rakiecie jest mniejszy niż w innych napędach. Paliwa ciekłe mają inne zalety, a ze względu na bezpieczeństwo i efektywność stopniowo zmieniają rynek rakiet.

Przykładami takich paliw ciekłych może być np. kerozyna – nafta, jaka jest wykorzystywana w rakietach SpaceX, albo np. alkohol izopropylowy. Natomiast jako utleniacza można użyć m.in. ciekłego tlenu lub ciekłego podtlenku azotu – wymienia ekspertka.

Większe komercyjne rakiety są już w dużej mierze zasilane właśnie ciekłym materiałem pędnym, jednak napędy hybrydowe i stałe dalej są wykorzystywane na świecie. Przede wszystkim napędy stałe w różnych projektach militarnych, a napędy hybrydowe do mniejszych projektów, do sterowania w kosmosie. Każdy z rodzajów silników niesie jakąś przyszłość dla rozwoju technologii kosmicznych – tłumaczy Zwolak.

Silniki z napędem na paliwa stałe wciąż jeszcze cieszą się największą popularnością, jednak już od lat największe firmy świata pracują nad silnikami o alternatywnych napędach, które mogłyby znacznie ułatwić i przyspieszyć eksplorację kosmosu. Niedawno opracowany silnik rakietowy SABRE może być kolejnym krokiem naprzód w napędzie lotniczym. Łączy elementy technologiczne silników odrzutowych i rakietowych, tworząc oszczędny i skalowalny układ napędowy wielokrotnego użytku. Od startu w atmosferze silnik zasysa powietrze jak konwencjonalny silnik odrzutowy, aby wspomóc spalanie paliwa wodorowego. Po przekroczeniu atmosfery przełącza się na konwencjonalny tryb rakietowy i wykorzystuje ciekły tlen.

Trwają również prace nad silnikami plazmowymi, gdzie wykorzystywane jest elektromagnetyczne przyspieszanie plazmy. Dzięki uzyskiwaniu prędkości kilkuset tysięcy km/h, lot na Marsa może trwać zaledwie 39 dni zamiast co najmniej pół roku w przypadku rakiet konwencjonalnych. Podobny efekt mogłoby dać zastosowanie silników fuzyjnych, gdzie – jak wyliczają eksperci – ilość paliwa o wielkości ziarnka piasku dałaby taką samą siłę, co cztery litry chemicznego paliwa.

Źródło: Newseria