Uusi avaruuspolttoaine on turvallisempi kuin kofeiini ihmisille. Toisin kuin vanha

Tämän kuukauden lopussa lentää pieni satelliittiaseta SpaceX Falcon Heavy -raketti osana maailman ensimmäistä "vihreän" rakettipolttoaineen esittelyä avaruudessa. Satelliitti lentää AFM-315-polttoaineella, jonka ilmavoimat ovat kehittäneet 20 vuotta sitten vaihtoehtona satelliiteille yhteiseen hydratsiiniin. Jos tämä onnistuu, AFM-315 voi tehdä satelliitteja tehokkaammin, vähentää satelliittien käyttöönottoa viikkoista päiviin ja vähentää merkittävästi satelliittipolttoaineen varastointiin ja käsittelyyn liittyviä turvallisuusvaatimuksia, jotka ovat hyviä ihmisille ja ympäristölle. Tulevaisuutta silmällä pitäen polttoaineen parissa työskentelevät tiedemiehet sanovat, että sillä on tärkeä rooli helpottamalla kaukosatelliittien toimintaa maasta.

Millaista polttoainetta satelliitit lentävät?

Hydratsiini on haihtuva polttoaine, joka pilaasinä päivä ja ehkä elämä, jos olet alttiina sille. Satelliitin tankkaamiseen tarvitaan paljon turvallisuusinfrastruktuuria, mukaan lukien ilmatiivis SCAPE, joka sopii koko keholle, vain käsittelemään tätä materiaalia. AFM-315 ei sitä vastoin ole myrkyllisempi kuin kofeiini, joten tarvitset vain laboratoriotakun ja pumpun. ”Me istuimme kirjaimellisesti huoneeseen, jossa oli muovinen kannu, kun tankkaimme satelliitin,” sanoi Chris Macklin, Ball Aerospace -insinööri ja projektipäällikkö NASA: n Green Propellant Infusion Missionissa.

Toisin kuin hydratsiini, jolla on veden konsistenssi, AFM-315 on viskoosinen. Mutta sen polttoaineen tiheys kasvattaa satelliitin "mittarilukemaa" 50%, kun verrataan samanlaiseen hydratsiiniin.

Macklin sanoo, että yksi suurimmistaAFM-315: n etuna on, että se ei jäätyy. AFM-315 on nestemäinen suola, mikä tarkoittaa, että erittäin alhaisissa lämpötiloissa se siirtyy lasille. Polttoaine muuttuu hauraaksi, lasimaisen kiinteäksi aineeksi, mutta se ei aiheuta polttoaineen laajenemista, kuten jäädytettyä vettä tai hydratsiinia. Tämä ominaisuus estää polttoaineletkujen ja varastosäiliöiden halkeamisen kuormitettuna. Lisäksi sen lasittumispiste on äärimmäisen alhainen, joten polttoainetta ei tarvitse lämmittää satelliitissa - mikä yleensä edustaa energiaintensiivistä prosessia. Macklin sanoo, että tämä saa energian saataville satelliitin muille instrumenteille tai järjestelmille, mikä avaa uusia mahdollisuuksia muille planeeteille.

Mutta huolimatta kaikista eduistaan ​​AFM-315-polkukonseptista käynnistämiseen oli hyvin pitkä. Aluksi kehitettiin ilmavoimien laboratoriossa vuonna 1998 vaihtoehtona satelliittipolttoaineelle, AFM-315: ää käytettiin säästeliäästi, koska korkea sytytyslämpötila oli kaksi kertaa niin suuri kuin hydratsiinilla. Eksoottisia ja kalliita materiaaleja tarvitaan satelliitin vahingoittumisen estämiseksi. 2000-luvun loppuun mennessä AFM-315: n palamislämpötilaa kestävien voimansiirtojärjestelmien valmistuskustannukset olivat riittävän alhaiset käytettäväksi, mutta yksikään yritys ei halunnut riskiä tankata satelliittejaan kokeellisella polttoaineella. Jotta AFM-315 voisi juurtua satelliittikentässä, Macklin sanoi, että hänen oli näytettävä itsensä kiertoradalla. Näin syntyi NASA: n Green Fuel -tehtävä.

Alun perin suunniteltu käynnistettäväksi vuonna 2015vuosi, vihreän polttoaineen tehtävä oli viivästyksiä, jotka vaikeuttivat SpaceX Falcon Heavy -raketin kehittämistä. Kesäkuun 24. päivänä satelliitin on tarkoitus käynnistää Falcon Heavy- ja muiden lastien kanssa, mukaan lukien atomikello, joka on testattu navigointiin syvässä tilassa.

Satelliittirengas vihreällä polttoaineella oliBall Aerospacen suunnittelema ja neljä 1 Newton-moottoria ja yksi 22 Newton-moottoria, joita käytetään AFM-315-polttoaineen testaukseen. Satelliitti aktivoi 13 kuukauden aikana tehtävänsä aikana moottoreita suorittamaan kiertoradan ohjauksia, kuten kiertoradan alentamista, sijainnin muuttamista tai kallistamista testattaakseen uuden rakettipolttoaineen tehokkuutta.

Macklin sanoo, että asiakkaat ovat jo ilmaantuneetkiinnostunut käyttämään vihreää polttoainetta, jos demo-lento on onnistunut. Tämä tarkoittaa, että satelliitit voivat tehdä operatiivisia lentoja ympäri maata jo 18 kuukautta demonstraation jälkeen. Tulevaisuutta silmällä pitäen Macklin sanoo, että AFM-315 voi olla erityisen hyödyllinen aurinkokunnan kylmien alueiden, kuten Marsin napojen, tutkimisessa.

Emme halua entisestään pahentaa ilmasto-ongelmia? Jaa ajatuksesi tästä ryhmässämme Telegram.