W centrum tej wizji znajduje się idea silnika powietrzno-rakietowego, czyli konstrukcji zdolnej do pobierania tlenu bezpośrednio z atmosfery podczas lotu. Dziś klasyczne rakiety muszą zabierać ze sobą zarówno paliwo, jak i ogromne ilości utleniacza potrzebnego do spalania. To właśnie dlatego większość objętości rakiety zajmują zbiorniki. Gdyby jednak część tlenu można było pobierać z otaczającego powietrza, pojazd stałby się znacznie lżejszy, bardziej wydajny i tańszy w eksploatacji.
Taki pomysł od dekad był marzeniem konstruktorów. Problem polegał na tym, iż teoria wyglądała znacznie lepiej niż praktyka. Wiele wielkich projektów kończyło się fiaskiem jeszcze przed zbudowaniem działającego prototypu. Dziś jednak kilka firm twierdzi, że technologia może wreszcie dojrzewać do prawdziwego przełomu.
Czytaj też: To ma być nowy kierunek dla lotnictwa. Poznaliśmy wyniki testów silnika napędzanego bezemisyjnym paliwem
Jednym z najbardziej nietypowych projektów jest Fenris: eksperymentalny silnik opracowywany przez niewielką amerykańską firmę Mountain Aerospace Research Solutions. Za przedsięwzięciem stoją Aaron Davis i Scott Stegman, którzy postanowili stworzyć coś będącego połączeniem klasycznej rakiety i silnika odrzutowego. Ich zdaniem właśnie taka konstrukcja może otworzyć drogę do znacznie tańszych lotów orbitalnych.
Pierwsze testy odbyły się na pustynnym lotnisku Mojave Air & Space Port w Kalifornii, miejscu owianym legendą w środowisku lotniczym. To właśnie tam testowano wiele eksperymentalnych konstrukcji lotniczych i kosmicznych. Davis i Stegman uruchomili niewielki prototyp swojego silnika. Konstrukcja nie przypominała futurystycznej maszyny z filmów science fiction. Była raczej niewielkim, metalowym urządzeniem wielkości piekarnika. Dla twórców najważniejsze było jednak jedno pytanie: czy silnik będzie w stanie zasysać powietrze z jednej strony, mieszać je z paliwem i wyrzucać płomienie z drugiej bez eksplozji?
Ku zaskoczeniu wielu obserwatorów test zakończył się sukcesem. Fenris działa inaczej niż klasyczne silniki rakietowe. Zamiast polegać wyłącznie na własnym utleniaczu, pobiera część tlenu z atmosfery. W teorii pozwala to ograniczyć ilość materiałów potrzebnych do startu nawet o około 20 procent. W świecie astronautyki taka poprawa wydajności jest gigantyczna. Każdy kilogram mniej oznacza bowiem możliwość zabrania większego ładunku albo znaczące obniżenie kosztów całej misji.
Inżynierowie od dawna próbują rozwiązać problem, w ramach którego aby osiągnąć orbitę, rakieta musi rozpędzić się do około 28 tysięcy kilometrów na godzinę. Do tego potrzeba ogromnej ilości paliwa. Ale im więcej paliwa dodajemy, tym cięższa staje się rakieta, więc potrzeba jeszcze więcej paliwa. To błędne koło sprawia, że nawet nowoczesne systemy kosmiczne pozostają niezwykle kosztowne.
Dlatego od dekad pojawia się wizja stworzenia pojazdu SSTO (Single Stage To Orbit). Taki statek kosmiczny startowałby z pasa startowego niczym samolot, osiągał orbitę bez odrzucania kolejnych członów, a następnie wracał na Ziemię i był gotowy do ponownego użycia. W teorii mogłoby to radykalnie obniżyć koszt lotów kosmicznych i uczynić podróże orbitalne bardziej powszechnymi.
Czytaj też: Nowy sposób zwiększenia potęgi wojska mnie zaskoczył. Nie trzeba było nowych silników, wystarczyła chemia
Problem w tym, że osiągnięcie takich parametrów jest ekstremalnie trudne technicznie. Eksperci podchodzą do projektu Fenris z dużą ostrożnością. I to mi się podoba. Wielu naukowców uważa, że stworzenie działającego silnika tego typu będzie znacznie trudniejsze, niż sugerują pierwsze testy. Jednym z głównych problemów jest skład atmosfery. Powietrze zawiera dużo azotu, który nie bierze udziału w spalaniu, ale pochłania energię i obniża temperaturę reakcji. To z kolei zmniejsza ciąg silnika.
Kolejnym wyzwaniem są ekstremalne warunki lotu hipersonicznego. Przy prędkościach wielokrotnie przekraczających prędkość dźwięku powietrze wpadające do silnika osiąga temperatury zdolne stopić metalowe elementy konstrukcji. Właśnie dlatego wiele wcześniejszych projektów zakończyło się porażką mimo ogromnych budżetów i wsparcia największych koncernów lotniczych. Tutaj ma być inaczej, choć jak na razie wszystko pozostaje na etapie eksperymentów i ambitnych obietnic.
