Con los motores alimentados a presión, ¿se genera algún empuje medible al ventilar el presurizante fuera de la campana del motor después del apagado?

En principio, produciría una pequeña cantidad de empuje; Los sistemas de gas comprimido sin combustión a veces se utilizan para propulsores de control de actitud muy pequeños. El impulso específico es generalmente pobre: ​​menos de 100 segundos en comparación con ~300 para los bipropulsores hipergólicos y ~200 para los monopropulsores de hidracina catalizada. Las boquillas de etapa superior de alta relación de expansión, en particular, pueden extraer una cantidad notable de trabajo incluso con una presión de cámara modesta.

Sin embargo, no es normal ejecutar una etapa de propelente químico hasta el agotamiento completo. Si el flujo de propulsores "gotea", la combustión se vuelve áspera y puede dañar la cámara; si se vuelve rico en oxidante porque el combustible se agotó primero, el exceso de oxidante caliente puede dañar rápidamente la cámara o la boquilla. En cambio, para las etapas que "queman hasta el agotamiento", el flujo se corta en las válvulas de combustible y oxidante simultáneamente cuando se detecta un nivel bajo particular de propulsor restante. (h/t Mármol Orgánico.)

Pude encontrar un caso en el que el suministro de propulsor de un motor (eventualmente) se redujo a cero, y luego se usó el presurizante para proporcionar ∆v adicional (aunque este no era un motor de lanzamiento).

El orbitador MESSENGER Mercury utilizó un motor LEROS 1b para la propulsión principal; Este es un motor de hidracina/MON alimentado a presión, con los tanques de combustible y oxidante presurizados con helio. El último de los propulsores de MESSENGER se agotó a fines de 2014 para combatir el decaimiento orbital, después de lo cual el helio se ventilaba periódicamente a través de la boquilla del motor para mantener el orbitador en órbita el mayor tiempo posible. Citando a Wikipedia (énfasis añadido):

Después de quedarse sin propulsor para los ajustes de rumbo, MESSENGER entró en su esperada fase terminal de desintegración orbital a fines de 2014. La operación de la nave espacial se prolongó varias semanas al explotar su suministro restante de gas helio, que se utilizó para presurizar sus tanques propulsores, como reacción. masa. ^[82]

Según el artículo vinculado en la cita al final de ese extracto , esta fue, aparentemente, la primera vez que se hizo esto, lo que le da más credibilidad al punto de @RussellBorogove sobre los motores de cohetes que casi nunca se queman hasta el agotamiento , especialmente porque dice en mencionar algunas desventajas de usar presurizante como propulsor, y algunas razones por las que aparentemente esto no se había hecho antes (énfasis, una vez más, agregado):

“El equipo continúa encontrando formas ingeniosas de mantener a MESSENGER en funcionamiento, al mismo tiempo que brinda un punto de vista sin precedentes para estudiar Mercurio”, dijo Stewart Bushman de APL, ingeniero principal de propulsión de la misión. “Hasta donde yo sé, esta es la primera vez que el helio presurizado se usa intencionalmente como propulsor de gas frío a través de propulsores de hidracina. Estos motores no están optimizados para usar gas presurizado como fuente de propulsor. Tienen limitadores de flujo y orificios para hidracina que reducen la presión de alimentación, lo que dificulta el rendimiento en comparación con los motores de gas frío reales, que son poco más que válvulas con una boquilla”.

“El propulsor, aunque es un consumible, generalmente no es el factor limitante de vida en una nave espacial, ya que generalmente algo más sale mal primero”, continuó. “Como tal, tuvimos que volvernos creativos con lo que teníamos disponible. El helio, con su bajo peso atómico, se prefiere como un presurizante porque es liviano, pero rara vez como un propulsor de gas frío porque su baja masa no le da mucho por su dinero”.