„Fibus“ je projekt Evropske svemirske agencije (ESA) u saradnji s kompanijama ArianeGroup i MT Aerospace. Cilj projekta je procijeniti izvodljivost i koristi od zamjene metalnih rezervoara rakete Ariane 6 rezervoarima od plastike ojačane ugljikovim vlaknima. Iako ovaj lagani materijal omogućava smanjenje mase za nekoliko tona, takav pristup do sada nije primijenjen i nosi značajne tehničke izazove.
Središnji dio rakete Ariane 6 koristi tečni kisik i tečni vodik, dva vrlo različita molekula, pa projekt Fibus mora razviti i proizvesti dva tipa rezervoara sposobnih izdržati ekstremne uslove. Ovaj se članak fokusira na napredak postignut u razvoju rezervoara za vodik.
Vodik je najmanji molekul u svemiru. Kada se koristi kao gorivo na raketi Ariane 6, mora se ohladiti na –253 stepena Celzijusa, što je samo 20 stepeni iznad apsolutne nule, najniže moguće temperature u svemiru.
Ugljikovi kompoziti generalno ne podnose dobro tako niske temperature, kao što ni ljudska koža ne voli zimski hlad, jer postaje suha i krta, pa lako puca pri pokretu. Isto vrijedi i za rezervoare od ugljikovih vlakana: kad su napunjeni rashladnim sredstvima pod pritiskom, mogu nastati sitne pukotine, što je nepoželjno na raketnom rezervoaru.
Uprkos tim ekstremnim uslovima, Fibus je uspio prevladati mnoge tehničke prepreke, ne samo u razvoju i konstrukciji rezervoara, nego i u mjerenju, budući da ne postoje uređaji koji precizno mjere sitne stope curenja pri kriogenim temperaturama niskim čak do –253 °C.
Fibus je već dokazao da je to moguće: mali demonstracijski rezervoari u obliku „boce“ od 60 litara pokazali su da kompoziti od plastike ojačane ugljikovim vlaknima mogu zadržati tečni vodik bez curenja.
Povećavanje pritiska do tačke pucanja
Istraživači sada rade na unaprijeđenoj, većoj verziji koja će moći držati gotovo 2.600 litara. Ovaj vodikov rezervoar, širok dva metra, testirat će se punjenjem vodikom sljedeće godine.
Rezervoar je završio prve faze proizvodnje unutarnjeg pritisnog spremnika u kompaniji MT Aerospace u Augsburgu u septembru 2025. godine, a proizvodnja bi trebala biti završena u decembru. ArianeGroup će biti zadužen za testiranje, a njihovi inženjeri već rade na dizajnu testova.
Testiranje je planirano za april naredne godine. Iako se vodik drži na –253 stepena Celzijusa, on se lako zapali, pa su potrebni posebno obučeni stručnjaci, pažljivo rukovanje i stroga sigurnosna pravila kako bi sve proteklo bez problema.
Test će biti proveden u postrojenju kompanije ArianeGroup u Trauenu, u Njemačkoj. Rezervoar će se postepeno dovoditi do tačke pucanja – do stvaranja pukotina, ali ne i do potpunog loma.
Rad na novom testnom postrojenju počeo je u februaru 2025., a preliminarni dizajn potvrđen je u junu iste godine. Ključna analiza dizajna do kraja godine omogućit će početak građevinskih radova.
Više testova bit će izvedeno kako bi se što detaljnije razumjelo ponašanje rezervoara – kako na lansirnoj rampi, tako i tokom lansiranja – da bi se utvrdilo gdje se mogu pojaviti prve pukotine. Senzori na i unutar rezervoara pružit će podatke o pritisku, temperaturi i opterećenju za praćenje tokom testiranja i detaljnu analizu između faza ispitivanja.
Fibus je dio Pripremnog programa za buduće lansirne sisteme (FLPP), koji podržava razvoj tehnologija za buduće svemirske transportne sisteme. Osmišljavanjem, dizajniranjem i ulaganjem u tehnologije koje još ne postoje, ovaj program smanjuje rizike u razvoju novih i neprovjerenih svemirskih projekata.