University of California San Diego:s kapitel av Students for the Exploration and Development of Space (SEDS) genomförde ett framgångsrikt live -brandtest av dess statiska raketmotortest, Koloss, i Mojaveöknen den 16 juni.

Studenterna bestämde sig för att utveckla Colossus när de stötte på en vägspärr 2016 när de byggde den första raketen som drivs av en 3D-tryckt motor:det var svårt att testa raketmotorn snabbt, realistiskt, relativt billigt sätt. De ville inte skjuta upp raketen, eftersom det skulle innebära att de inte längre kunde iterera dess design, men testning i en labinställning skulle inte ge tillräcklig information för att säkerställa att motorn skulle fungera som planerat. Vad de behövde var ett statiskt brandprovställ som sätter motorn genom hela lanseringsprocessen, men samtidigt fastskruvad i marken.

Problemet? Det fanns bara en av dessa raketmotortestplatser tillgängliga för användning vid en akademisk institution - Purdue University - men det hade en lång väntelista och var dyrare än studenterna hade råd.

Så, med stöd från NASA, de byggde sina egna.

"Den stora idén med detta testsystem är att göra att komma till rymd- och rymdforskning mer tillgängligt för människor som inte har en massiv budget på 19 miljarder dollar, "sa Jack Najarian, ett tredje års elteknikstudent vid Jacobs School of Engineering och ordförande för SEDS vid UC San Diego.

SEDS förespråkade och utvecklade teststativet för statisk raketmotor, och hade ett framgångsrikt första eldtest på testplatsen Friends of Amateur Rocketry i Mojaveöknen den 16 juni. SEDS egen 3D-tryckta raketmotor, Ignus-II, testades motorn. Ignus-II har mer dragkraft och ett mer effektivt kylsystem än föregångaren Ignus-I, den första 3D-tryckta motorn som lanserades av en studentorganisation.

Efter att ha upptäckt detta tomrum för testtillgänglighet på marknaden och velat skapa ett system för att lösa deras testbehov såväl som för andra studentgrupper och akademiska forskargrupper, Colossus -studenterna arbetade nära med NASA för att definiera de tekniska riktlinjerna för ett sådant system. NASA tilldelade gruppen också 100 dollar, 000 bidrag för att bygga Colossus testsystem, och har aktivt deltagit under den treåriga design- och byggprocessen. Under de tre åren, ungefär 60 studenter har bidragit till testmotorn för raketmotorer.

Colossus -systemet rymmer ett brett utbud av motordesigner, och är utrustad med ett utbytbart motorgränssnitt och ett mångsidigt, dubbelkryogen vätskesystem för att göra det möjligt. En sprängsköld skyddar den invecklade elektroniken och VVS från motorn.

Under ett test, motorn som testas lämnar aldrig marken, men genomgår samma process som den kommer när den faktiskt lanseras. Tryck, temperatur, dragkraft och kraft mäts med ultrahög hastighet och noggrannhet med live datavisning tillgänglig. Systemet är inrymt i en mobil trailer för att transportera det till Friends of Amateur Rocketry:s anvisade säkra testplats i Mojaveöknen, där stålkängorna bultas ner i betong för att säkerställa att motorn förblir statisk. Colossus -systemet kan köra flera tester på en dag.

"Det är i stort sett vad hela det här projektet handlar om - att ge gemenskapen av raketdrivningsforskare och utvecklare möjligheten att kunna validera sina idéer på ett riktigt snabbt sätt, "sa Dennis Ren, en fjärde års elteknikstudent vid UC San Diego och projektledaren i Colossus.

3, 2, 1 ... felsöka

Processen som ledde fram till den framgångsrika heta elden var en nagelbitare. SEDS -teamet körde Colossus -systemet till öknen på fredagen, 15 juni kl. och tillbringade lördagsmorgonen med att köra systemet genom en checklista före test. Alla system var klockan 15.00, men ett tändfel innebar att drivmedlet inte skulle tända, och det första försöket var en byst.

Elektronikteamet, ledd av UC San Diego -studenten Matt Santos, diagnostiserade problemet och efter flera försök, jerry-rigged en lösning. Dags att ta två.

Förberedelser gjordes för det andra försöket, men den här gången var det ett fel som orsakades av lösningen på tändfelproblemet.

"När vi hade vårt andra misslyckande, klockan var redan 21.30, "sa Ren." Vi hade väldigt lite drivmedel och närmade oss slutet av testfönstret vid 22 -tiden. Lagets moral gjorde ont. Testledarna i bunkern bedömde snabbt situationen och bestämde sig för att samla resurser för att ge den en sista strävan. "

Teamet rekonsoliderade drivmedel och gaser, installerade om tändaren och omprogrammerade testproceduren inom 30 minuter. Sedan, det var 3, 2, 1….

"När timern nådde noll, gnistor började komma ur motorn, sedan en vacker, ihållande motorflamma högre än något vi hört. Det var en succé, och laget jublade våra hjärtan. Vi skrek, Hoppar, skrek - glädjen var överväldigande. Två års hårt arbete lönade sig äntligen! "Sa Ren.

Demokratisera raketer

Colossus kommer att vara tillgänglig för andra studentgrupper eller akademiska forskare för en liten avgift för att täcka underhållskostnaderna - i storleksordningen $ 1, 000 till $ 2, 000— vilket är betydligt mindre än den nuvarande kostnaden för tiotusentals dollar för att använda ett befintligt industritestsystem idag.

Ren sa att det redan finns intresse för att testa Colossus från grupper på USC, UC Irvine, Texas A&M och University of Alabama, och SEDS når ut till andra universitet för att se hur Colossus kan hjälpa dem med statisk testning.

"Allt intresse har varit från akademin eftersom det historiskt sett har varit ett område som saknade överkomliga testmöjligheter, "Sa Ren." Det finns bara två testställningar just nu - vår och en vid Purdue, och Purdue är verkligen upptagen och har inte mycket kapacitet för andra skolor.

"Vi bygger detta så att vi kan köra flera tester samma dag, låta människor komma och gå, få sina resultat och snabbt förbättra sina motordesigner. "

För team som vill använda testplattformen, SEDS -teamet måste först granska om deras motor och utrustning är kompatibla med systemet. Om så är fallet, de kommer att schemalägga en tid för ett test på den angivna säkra testplatsen.

Teamet planerar att behålla underhållet och förvaltningen av Colossus i en grundutbildning, med ett dedikerat driftsteam som ägnar sig åt att säkerställa framgångsrika tester för alla användare under systemets 10-åriga livslängd.

Sponsorer till Colossus live -brandtestställningen inkluderar NASA, Parabilis Space, National College Resources Foundation, Ganter Instruments, Gosco ventiler, Altium, OSML, Cryoquip, Jungfrubana, Sentech -mätningar, Kadens, Rostfria processystem, IMS, Avancerade kretsar, ECMS, 80/20 Inc, Najarian Trading and Reliance Metal.