La ligne Kármán – 100 km ou 62 miles au-dessus du niveau de la mer – est où l’espace commence arbitrairement. Et à travers le projet SpaceShot, la Stanford Space Initiative (SSI) prévoit d’y arriver d’ici décembre 2021 avec une fusée quelque peu inhabituelle, surnommée un «rockoon».

Le projet, hébergé à la fois par les équipes Rockets et Balloons de SSI, prévoit qu’un ballon à haute altitude sans pression transporte une fusée à 25 km dans l’atmosphère. La fusée à rotation stabilisée se lancera ensuite à travers le ballon pour terminer le voyage à 100 km, a expliqué Ahmed Abdalla ’22, co-responsable du projet SpaceShot.

Abdalla avait en fait entendu parler pour la première fois de l’idée lors de son Admit Weekend en juin 2018, et avait décidé de rejoindre SSI en raison de son originalité.

« Je pensais que soit ces gens sont complètement fous et ils ne savent pas ce qu’ils font, soit ils vont faire quelque chose de super excitant », a déclaré Abdalla.

En 2017, l’entreprise spatiale de Berkeley a annoncé le projet Karman, leur tentative de passer la ligne Kármán, et des institutions pairs défiées pour rejoindre la course spatiale collégiale. Les universités du pays tentaient cet exploit depuis des années, mais le défi de Berkeley a incité SSI à commencer leur tentative.

Laboratoire de propulsion de fusée de l’Université de Californie du Sud (USCRPL) a annoncé sa victoire le 22 mai 2019 avec 90% de certitude. Leur fusée, Traveler IV, était officiellement la première fusée conçue et construite par des étudiants à traverser dans l’espace.

le 13 pieds, 310 livres La fusée est conçue plus traditionnellement que celle du projet SpaceShot, utilisant des ailettes pour la stabilisation et n’utilisant pas de ballon.

«Beaucoup de gens se sont concentrés sur la mentalité« plus c’est mieux »», a déclaré Abdalla. «Vous savez, une plus grosse fusée, des carburants super intenses et un » muscle presque tout là-haut « . SpaceShot s’est vanté d’essayer d’adopter une approche très ingénieuse qui bouleverse vraiment ce que les gens attendent d’un système de lancement suborbital. »

Abdalla a expliqué que la perspective d’une course spatiale comme motivation pour le projet est en second lieu après le fait qu’il s’agit d’un défi d’ingénierie intéressant.

Aditeya Shukla ’22, co-responsable de l’équipe SSI Balloons, félicite l’USCRPL pour son lancement réussi, mais estime également que SSI est toujours dans une course spatiale.

«Heureusement pour nous, personne n’a envoyé une fusée dans l’espace depuis un ballon [to this scale], donc nous sommes toujours dans le territoire le plus unique », a déclaré Shukla.

Dans l’espace, les ballons sont normalement utilisés pour combler le vide atmosphérique qui est trop élevé pour que les drones puissent l’atteindre mais trop bas pour que les satellites puissent orbiter afin d’obtenir des données météorologiques ou d’utiliser des caméras pour surveiller des événements tels que les incendies de forêt.

L’idée d’utiliser un ballon à haute altitude comme rampe de lancement haute pour une fusée est née de la riche expérience de SSI avec les ballons; ils a battu le record du monde pour le plus long vol à haute altitude avec un ballon en latex en 2016 et a depuis battu à nouveau son propre record.

«Puisque SSI est une communauté si soudée, les membres de Balloons étaient vraiment intéressés par [Project SpaceShot]», A déclaré Shukla. «Ce sont les gars des ballons qui ont lancé l’idée que« et si nous lançions la fusée à une altitude beaucoup plus élevée pour que nous ayons moins de traînée et que nous puissions réellement aller dans l’espace? »

Conçu en 1957 lors de la course spatiale entre les États-Unis et l’URSS, la NASA Projet Far Side tenté une approche similaire pour entrer dans l’espace. Une fusée transportant du matériel scientifique a été lancée sur un ballon porteur de 200 pieds. L’altitude maximale de la fusée a atteint 6 440 km.

Dans le contexte du SSI, les implications atmosphériques du lancement d’une fusée à 25 km sont une arme à double tranchant. Bien que la pression d’air plus faible réduit la traînée, permettant à la fusée d’aller plus loin, les ailettes, qui sont normalement utilisées pour stabiliser les fusées, ne sont plus suffisantes.

« Habituellement, vous pouvez utiliser les ailerons pour contrer la force de gravité qui tente de vous abattre en utilisant des forces aérodynamiques pour dire: ‘En fait, je préfère que la fusée continue de pointer dans cette direction' », a déclaré Abdalla. «Et tant que la fusée pointe vers le haut, les moteurs pousseront dans n’importe quelle direction. Mais vous ne pouvez pas faire cela à 25 km.

Utiliser le propre élan de la fusée pour la stabiliser en tournant est un autre moyen de diriger la fusée dans la bonne direction.

« Il va être stabilisé en rotation, comme une balle, où il va tourner très vite et ensuite, espérons-le, sortir tout droit », a déclaré Maya Harris 22, co-responsable de l’équipe SSI Rockets. «Et c’est donc un projet vraiment compliqué.»

L’idée de stabilisation de la rotation n’est apparue que l’année dernière. Auparavant, le plan était d’utiliser un système à trois ballons, et SSI n’avait pas encore trouvé de technique de stabilisation.

Une fois la technologie de stabilisation de la rotation acceptée, la tâche d’Abdalla était de concevoir un système qui permettrait à la fusée de tourner aussi vite que nécessaire pour maintenir la stabilité; la vitesse la plus rapide atteinte était de 2 700 tours par minute. Il est fier des progrès qu’il a constatés avec les lancements au sol qui ont été achevés avant la fermeture du campus en raison du COVID-19.

L’année prochaine, en raison de l’incertitude entourant l’accessibilité des laboratoires et du manque de capacité à effectuer des lancements, l’équipe utilisera des simulations pour progresser vers ses objectifs.

C’est quelque chose avec lequel SSI a réellement de l’expérience, a déclaré Shukla; certains membres ont travaillé avec des laboratoires de recherche et des entreprises comme SpaceX, qui ont réalisé des simulations similaires. Les membres ont modifié Open Rocket, un programme qui permet aux utilisateurs de concevoir leur propre fusée, pour mieux s’adapter à la conception du projet SpaceShot, en le renommant Open Rockoon.

« Normalement, Open Rocket est un logiciel open-source où vous pouvez concevoir n’importe quelle fusée et il vous donnera tous les détails allant du centre de masse et du centre de gravité à la façon dont il se comportera avec certaines atmosphères », a déclaré Shukla. «Mais Open Rockoon incorpore l’aspect ballon et l’aspect spin, nous pouvons donc faire des simulations beaucoup plus fines de cette façon.»

Le code, la CAO, l’avionique, l’électronique embarquée et tout autre aspect du projet SpaceShot dont une personne aurait besoin pour reproduire le rockoon est open-source.

«Ce que je trouve vraiment excitant pour moi à propos de SpaceShot, c’est l’idée que nous avons tout conçu, donc si vous vouliez envoyer quelque chose dans l’espace avec votre lycée ou avec votre équipe de fusée universitaire, vous pourriez très facilement le faire. [so] par vous-même », a déclaré Abdalla.

Cette ouverture s’inscrit dans la mission du club d’enseigner l’espace.

«Le modèle de SSI a toujours été de donner des ressources et des connaissances à quiconque en a besoin, qu’il fasse ou non partie de l’organisation», a déclaré Shukla. «Tous les autres projets sont donc aussi open-source que SpaceShot.»

Et donc, en décembre 2021, SSI espère traverser l’espace, mais le projet lui-même signifie plus que franchir une ligne définie arbitrairement.

«L’astrophysique et l’astronomie ont toujours été une si grande partie de ma vie», a déclaré Adballa, «et donc être en mesure d’atteindre l’objectif d’y parvenir serait fantastique. Mais ce que nous avons fait jusqu’à présent et tous les progrès que nous avons réalisés sont déjà très gratifiants.

Contactez Alexandra Rozmarin à alexroz918’at ‘gmail.com.