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Michaela Hemming, dottoranda presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell'Università dell'Alabama a Huntsville (UAH), sta utilizzando una borsa di studio NSTGRO (Space Technology Graduate Research Opportunities) della NASA per fare progressi nella propulsione sotto la guida degli ingegneri della NASA.

Hemming ha progettato un motore a detonazione rotante (RDE) su piccola scala prodotto dalla NASA come parte di uno sforzo di ricerca congiunto. L’innovativo motore brucia rapidamente il carburante attraverso un’onda di detonazione supersonica – essenzialmente una serie di esplosioni controllate – che consente al dispositivo di fornire prestazioni elevate in un volume relativamente piccolo. Questa tecnologia innovativa promette di migliorare l’autonomia, la velocità e l’accessibilità economica di questi motori rispetto ai tradizionali razzi, ramjet o turbine a gas.

Candidata al dottorato dell'UAH, Michaela Hemming.

Michael Mercier | UAH

"Si tratta di una borsa di studio di quattro anni che include una Visiting Technology Experience in cui assisto alla ricerca presso la NASA Marshall che è in linea con la mia ricerca", afferma Hemming. "Gli RDE hanno dimostrato una maggiore potenza e prestazioni paragonabili ai tradizionali motori a razzo a deflagrazione liquida, con un consumo di carburante inferiore e una complessità e dimensioni sostanzialmente inferiori", spiega Hemming. "Questi dispositivi vengono presi in considerazione soprattutto per i lander umani e i viaggi interplanetari verso la Luna e Marte."

Hemming è una dottoranda in ingegneria dei sistemi aerospaziali che svolge il suo lavoro di tesi con il consulente Dr. Gabe Xu, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso UAH, una parte del sistema dell'Università dell'Alabama, che ha contribuito a progettare il progetto. Il team di sviluppo del motore UAH comprende il dottor John Bennewitz, un assistente professore di ingegneria meccanica e aerospaziale, nonché i ricercatori laureati Garrett Cobb e Ruthie Hill e il ricercatore universitario Jared Sauer. Il consulente della NASA di Hemming è Tom Teasley, un ingegnere di sviluppo e test di sistemi di propulsione liquida presso il Marshall Space Flight Center (MSFC) a Huntsville, AL.

Uno degli obiettivi specifici della sovvenzione è stato quello di sviluppare un articolo di prova di ricerca modulare su scala ridotta per studiare le prestazioni dei motori a razzo a ciclo di detonazione.

Il team UAH supporta il progetto del motore di detonazione rotante, (LR), Dr. Gabe Xu, Patrick Rugel, Khadija Jalloul, Ruthie Hill, Michaela Hemming, Jared Sauer, Garrett Cobb e Paige Berg.

Per gentile concessione di Michaela Hemming

"Il Combustion Devices Group della NASA MSFC sta costruendo una versione su larga scala del motore che ho progettato per UAH per comprendere la scalabilità di questi motori", afferma Hemming. "Spero di poter aiutare con questo lavoro alla fine di questo semestre estivo."

Il motore sottoscala è stato progettato per essere prodotto tramite produzione additiva, o stampa 3D in metallo, che utilizza una fonte di calore – più comunemente un laser – per fondere insieme le particelle di polvere atomizzata uno strato alla volta fino al completamento della parte particolare.

"Collaborare con la NASA è stata un'incredibile esperienza di apprendimento!" dice il dottorando. "Tutto ciò che testiamo e progettiamo presso UAH ha un impatto diretto sulla ricerca e sul processo decisionale dei test in corso presso MSFC. È stato molto utile per noi avere un contatto immediato alla NASA per porre domande, ma ciò su cui lavoriamo presso UAH informa il loro lavoro tanto quanto il loro lavoro informa il nostro. È una vera collaborazione che integra i punti di forza di entrambi gli istituti di ricerca."

Il progetto di Hemming contribuirà a dare forma alla progettazione del primo motore a razzo a detonazione rotante da 10.000 libbre a grandezza naturale della NASA, finanziato dallo Space Technology Mission Directorate della NASA. Gli investimenti in queste nuove tecnologie e negli studenti di ingegneria aprono la strada a un’economia spaziale forte e sostenibile e aiutano a modellare i loro futuri percorsi di carriera.

"Spero di lavorare sui problemi di propulsione più difficili della comunità di ricerca nei viaggi spaziali", afferma Hemming. "Ho scelto di venire all'UAH e al Centro di ricerca sulla propulsione per i miei diplomi a causa della reputazione di questa università nella ricerca sperimentale sulla propulsione. Non solo avrei avuto un'istruzione di qualità e un'esperienza di ricerca, ma lo avrei fatto anche sotto la consulenza dei professori che aveva a cuore il mio futuro tanto quanto me."