Ursa Major è un motore a razzo stampato in 3D per far crescere l’economia spaziale
Nei prossimi decenni, l’economia spaziale guiderà i progressi nell’innovazione, nella tecnologia e nella produzione. Nel 2020, leader spaziali come Aerojet Rocketdyne , Made In Space e SpaceX hanno raggiunto nuove pietre miliari nell’esplorazione al di fuori della Terra che porteranno a vantaggi economici a lungo termine. L’industria spaziale globale dovrebbe già generare $ 1,1 trilioni o più nel 2040, rispetto agli attuali $ 350 miliardi. Inoltre, la produzione di veicoli spaziali, come razzi , stazioni fuori orbita, capsule , satelliti, rover e altro, è in forte espansione a causa della pressante necessità di sviluppare più infrastrutture spaziali nell’ambito dei piani per l’esplorazione dello spazio e per migliorare la connettività sulla Terra.
Fondamentale per potenziare l’economia spaziale è lo sviluppo di una nuova tecnologia per i motori spaziali e un’azienda si sta preparando per l’imminente corsa allo spazio. Nel 2015, la startup Ursa Major Technologies , con sede in Colorado, ha messo insieme un team esperto di progettisti e ingegneri per realizzare la sua visione di fornire al mercato emergente del lancio di microsatelliti e nanosatelliti soluzioni di propulsione innovative. I suoi prodotti sono destinati ad essere utilizzati da startup aerospaziali che cercano di esternalizzare la produzione di motori piuttosto che realizzarli in loco.
Per ottimizzare la creazione di parti uniche dei suoi motori per applicazioni di lancio e ipersoniche, Ursa Major sfrutta i processi di produzione additiva (AM). La startup ha concentrato la sua attenzione su tecniche di stampa 3D all’avanguardia che potrebbero aiutare a creare e alimentare una nuova generazione di veicoli spaziali fin dall’inizio. Il fondatore dell’azienda ed ex ingegnere di propulsione presso SpaceX e Blue Origin , Joe Laurienti, si è rivolto alla tecnologia AM, alla simulazione e al software di progettazione 3D di ANSYS per modernizzare lo sviluppo di motori a combustione in fasi.
L’azienda ha progettato e costruito con successo due modelli di motori a combustione ad ossigeno liquido e cherosene, Hadley e Ripley, e sta attualmente lavorando a un terzo motore chiamato Samus. Attraverso materiali e processi sviluppati internamente, Ursa Major produce in modo additivo l’80% dei suoi motori. Hadley, un motore da 5.000 libbre in grado di lanciare veicoli orbitali e suborbitali, fa parte del programma X-60A dell’Air Force Research Laboratory (AFRL). Il fornitore di servizi di lancio Generation Orbit sta sviluppando il razzo X-60A con lancio aereo progettato per la ricerca di volo ipersonico nell’ambito di un contratto AFRL Small Business Innovation Research (SBIR). Nel 2020, Generation Orbit è stata completatala campagna di test a terra del sistema di propulsione del veicolo integrato X-60A a Jacksonville, Florida. I test includevano sia test a flusso freddo che a fuoco caldo con il motore a razzo liquido Hadley di Ursa Major.
La startup è stata anche una delle sette società a ricevere un contratto SBIR Fase II dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti fino a $ 750.000 per avviare un prototipo durante un bando di innovazione aperta del 2019 tenutosi in occasione dell’inaugurale Hypersonics Pitch Day. Come parte della sua missione, Ursa Major sta collaborando con diverse startup per dimostrare che possono interrompere il trend di integrazione verticale del lanciatore e incoraggiare i produttori di veicoli spaziali a esternalizzare la propulsione. Ha raggiunto un accordo con la società aerospaziale americana Stratolaunch , che ha avviato la costruzione di un prototipo di veicolo ipersonico progettato per il decollo dal più grande aereo del mondo. Alla fine di ottobre 2020, ha detto Stratolaunchi test del motore a razzo Ursa Major che alimenteranno il veicolo a velocità superiori a Mach 5 sono stati completati.
Anche il nuovo arrivato Phantom Space si è rivolto a Ursa Major per i suoi motori. Fondata dal primo membro del team di SpaceX e co-fondatore di Vector Launch , Jim Cantrell, Phantom Space è un nuovo fornitore di trasporto spaziale che si concentrerà sui servizi di lancio di micro-satelliti, piccoli satelliti e sistemi di propulsione. La compagnia ha deciso di utilizzare i motori di Ursa Major per alimentare il suo primo razzo, che a circa quattro piedi di diametro e circa 50 piedi di lunghezza è progettato per trasportare 1.000 libbre in orbita. Secondo il sito mediatico dell’Arizona Daily Star , il primo razzo di Phantom utilizzerà sette motori Ursa Major per il decollo, con un motore per il secondo stadio, notando che i motori a ossigeno liquido e cherosene sono già stati qualificati per il volo.
Nella sua sede di Berthoud, in Colorado, il team Ursa Major progetta, ingegnerizza e assembla i motori in loco prima di testarli. L’azienda ha prodotto dozzine di sistemi di propulsione negli ultimi due anni, utilizzando prevalentemente la tecnologia di stampa 3D Direct Metal Laser Sintering (DMLS). Nel 2020, la società ha ampliato le sue strutture di prova con l’inaugurazione del centro di controllo UB01 e attivato il suo secondo banco di prova, dove una versione aggiornata del motore Hadley ha funzionato per migliaia di secondi durante il secondo trimestre del 2020. L’azienda sta lavorando su piani di espansione per il suo campus di Berthoud per unificare tutti i suoi siti in uno nel 2021.⠀
Per tenere il passo con il suo obiettivo di produzione di serie di motori, il team sta anche lavorando al motore Ripley, che varia da Hadley. È un motore da 35.000 libbre che fornisce una soluzione di propulsione boost per i veicoli destinati all’orbita spaziale. Sfruttando anche la stampa 3D e la combustione in fasi, Ripley offre prestazioni e potenza leader del settore a un prezzo stabilito per cambiare il settore del lancio spaziale, ha suggerito l’azienda. Sebbene non sia ancora stato rivelato, il motore Samus a propulsione ad alta energia è un motore a idrogeno liquido da 50.000 libbre che dovrebbe essere l’ideale per applicazioni di lancio spaziale di classe media e pesante.
Nel dicembre 2020, Laurienti è riuscita a ottenere $ 25,3 milioni di nuovi finanziamenti per aiutare l’espansione del campus e accelerare lo sviluppo del prodotto. Nel complesso, la società è riuscita a raccogliere più di $ 48,8 milioni di finanziamenti in sei round da investitori come Space Angels , la principale fonte di capitale del paese per le iniziative spaziali in fase iniziale come SpaceX, Made In Space e Oxford Space Systems . Così come Alsop Louie Partners , Dolby Family Ventures , Alpha Edison e il principale investitore spaziale Dylan Taylor .
Anche se molte compagnie spaziali stanno sviluppando internamente i propri sistemi di propulsione, un numero crescente di startup di lancio di piccole dimensioni è alla ricerca di motori a prezzi ragionevoli che possano funzionare bene. Qui, l’Orsa Maggiore potrebbe trovare un fiorente mercato. Negli ultimi cinque anni, la società ha guadagnato slancio grazie a contratti importanti con il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e una vendita costante di motori alle startup di lanciatori. Imprenditori come Laurienti stanno trasformando l’industria spaziale prevedendo le esigenze future e incorporando continuamente tecnologie di stampa 3D nella produzione di motori a razzo. Man mano che sempre più aziende diventano attori importanti nell’ecosistema off-Earth, il costo storicamente sbalorditivo dell’accesso allo spazio continuerà a diminuire, rivoluzionando l’attività spaziale come mai prima d’ora.
