Du behöver inte lämna Australien för att bli raketforskare. Faktiskt, du kanske inte ens behöver lämna ditt jobb.

Ditt lokala gruvbolag – ja, vanliga gamla Woodside – har i tysthet stöttat forskare från Monash University och ett 3-D-utskriftsföretag som heter Amaero när de arbetar med raketmotorn som kan föra människor tillbaka från Mars.

Under kodnamnet Project X, de har arbetat med en 3D-utskrift, metandriven aerospike raketmotor. Det är lite av en munfull, så låt oss gräva in exakt vad det betyder och varför det är så coolt.

Skriv ut förhandsvisningar

Vid denna tidpunkt, du har säkert hört talas om 3D-utskrift. Du kanske till och med har sett en skrivare i aktion. Men den här typen av projekt driver 3D-utskrift till sina gränser.

Istället för att lägga varma plastfilament i lager, delar kan skrivas ut genom att smälta lager av metallpulver tillsammans med en laser.

Nu när tekniken mognar, delar som trycks på detta sätt blir förvånansvärt starka.

Faktiskt, 3-D-printade delar blir nu så starka att de tål enorma temperaturer och tryck. Temperaturer och tryck som du kan stöta på när du skördar naturgas från tusentals meter under markytan – eller kanske när du skickar en raket ut i rymden.

En ökning i intresset

Inte bara är de starka, de går snabbt att göra. Med 3D-tryckta delar, vi kan äntligen börja experimentera med design och material för raketmotorer som vi inte kunde göra (eller inte testa) tidigare.

En av dessa är aerospike-designen som Project X-teamet använder.

Raketer måste hålla sin dragkraft riktad mot marken för att röra sig uppåt. Traditionella raketer har en formad bit av metall i botten av motorn för att hålla den där eldstrålen i rörelse på rätt sätt. Om du någonsin har sett en raketuppskjutning, du känner säkert igen det. Det är biten längst ner som ser ut som en klocka.

Aerospikes har inte de där metallbitarna. De har en spetsig, pluggliknande form istället.

Dessa olika motorformer innehåller och kontrollerar dragkraften från förbränning av raketbränsle på olika sätt.

Aerospike-motorer förlitar sig på det omgivande lufttrycket för att hålla allt flytande på rätt sätt, snarare än att förlita sig på en vägg av metall runt kanten på motorn. Det är ungefär som en av de där bladlösa fläktarna, bara mycket varmare.

Aerospikes är inte bara ett snyggt fysiktrick. De är teoretiskt mycket effektivare än vanliga raketer.

Om vi ​​kan få det att fungera, det kan vara upp till 10 % effektivare än dagens raketer, en Project X-ingenjör uppskattar. Det är 10 % mindre bränsle vi behöver bära och 10 % mer last än dagens raketer.

Det låter kanske inte så mycket, men när vi väl skickar hundratals ton (eller hundratals människor) i omloppsbana, det lägger sig ganska snabbt.

Träffar gasen

Än så länge är allt bra, men den verkliga kicken är att Project X-raketen körs på naturgas.

Den nuvarande guldstandarden för raketbränsle är väte. Tyvärr, det är ganska svårt att lagra. Den måste hållas under tryck vid -253°C. Du behöver en ganska stark tank för att hålla den runt – och även då, det tenderar att läcka ut.

Även om väte är lätt nog att tillverka på jorden, vi kan inte förvara det och skicka det långt. Men hur är det med naturgas, mer känd som metan? Vi är redan experter på att lagra och skicka det.

Metanbränsle behöver inte förvaras lika kallt eller under lika högt tryck. Det betyder att raketer kan ha mycket lättare tankar, och bränsle kan lagras längre. Vi kan till och med se bränsledepåer som kretsar runt jorden, så att vi kan fylla på våra raketer på samma sätt som vi tankar bilar.

Kanske mest spännande, metan är en tillräckligt enkel kemikalie för att vi kan syntetisera den med lite vatten och lite koldioxid – båda sakerna vi kan hitta i solsystemet, inklusive på Mars.

Vad är det här – en raket för myror?

Project X-raketen är inte i närheten av att vara flyghårdvara ännu – den kommer bara att lyfta cirka 400 kg.

Det är inte den första aerospiken eller den första 3D-printade motorn eller den första metanmotorn, men det är en lyckad kombination av alla tre. Det är verkligt, banbrytande raketvetenskap – den sorten vi behöver för att utforska Mars – och det händer just här i Australien.

Den här artikeln dök upp först på Particle, en vetenskapsnyhetswebbplats baserad på Scitech, Perth, Australien. Läs originalartikeln.