Hvad er en kryogen motor?
En kryogen motor er typisk en raketmotor, der er designet til enten at undslippe Jordens tyngdekraft for at sende sonder i mellemrum eller for at løfte satellitter i kredsløb. De bruger flydende brændstof, der afkøles til meget lave temperaturer, og som ellers ville være i gasformig tilstand ved normalt atmosfærisk tryk og temperatur, såsom brint og ilt. Disse brændstoffer bruges i en af to hovedkonstruktioner til at producere drivkraft. Enten fordampes brintet som brændstof og antændes af oxideringsmidlet af ilt for at frembringe standard varm rakettryk, eller de blandes for at skabe super varm damp, der kommer ud af motorens dyse og skaber tryk.
Fem nationer har i øjeblikket succesfuldt testede kryogene fremdrivningssystemer fra motorerne fra 2011. Disse inkluderer USA, Rusland og Kina samt Frankrig og Japan. Arbejdet i det tyske rumfartscenter i Lampoldshausen, Tyskland, pågår med at udvikle kryogen fremdrift. Indien har også feltprøvet et kryogent raketdesign, så sent som i 2009, produceret af den indiske rumforskningsorganisation (ISRO), hvilket resulterede i katastrofal svigt i testkøretøjet.
Kryogenteknik til raketbrændstoffer har eksisteret siden mindst 1960'erne-design af Saturn V-raket, der blev brugt af De Forenede Staters Apollo Moon-missioner. US Space Shuttle's vigtigste motorer bruger også kryogenlagret brændstof, ligesom flere tidlige modeller af interkontinentale ballistiske missiler (ICBM'er), der bruges som nukleare afskrækkelsesmidler af Rusland og Kina. Raketter med flydende brændstof har større tryk og derfor hastighed end deres faste brændstof-modstykker, men opbevares med tomme brændstoftanke, da brændstoffer kan være vanskelige at vedligeholde og forringer motorventiler og fittings over tid. Brug af kryogent brændstof som drivmiddel har krævet opbevaringsfaciliteter for brændstoffet, så det kan pumpes ind i raketmotors holdetanke, når det er nødvendigt. Da lanceringstiden for missiler, der drives af en kryogen motor, kan blive forsinket op til flere timer, og opbevaring af brændstof er risikabelt, konverterede USA til alle faste brændstof-nukleare ICBM'er i 1980'erne.
Flydende brint og flydende ilt opbevares ved niveauer på henholdsvis -423 ° Fahrenheit (-253 ° Celsius) og -297 ° Fahrenheit (-183 ° Celsius). Disse elementer opnås let og tilbyder en af de største energikonverteringshastigheder for flydende brændstoffer til raketfremdrift, så de er blevet det valgte brændstof for enhver nation, der arbejder med kryogen motorudformning. De producerer også en af de højest kendte specifikke impulshastigheder for kemisk raketframdrift på op til 450 sekunder. Specifik impuls er et mål for ændring i momentum pr. Forbrugt brændstof. En raket, der genererer 440 specifik impuls, såsom en rumskibskryogen motor i vakuum, ville opnå en hastighed på ca. 9.900 miles i timen (15.840 kilometer i timen), hvilket er lige nok til at holde den i en forfalden bane rundt om Jorden i en forlænget periode.
En ny variation på kryogene motorer er Common Extensible Cryogenic Engine (CECE), der er udviklet af National Aeronautics and Space Administration (NASA) i USA. Den bruger typisk flydende ilt og brændstofbrændstof, men hele motoren i sig selv er også superkølet. Brændstoffet blandes for at skabe 5.000 ° Fahrenheit (2.760 ° Celsius) overophedet damp som en form for raketkraft, der kan smøres op og ned fra lidt over 100% til 10% trykniveauer til manøvrering i landingsmiljøer, såsom på overfladen af månen. Motoren har gennemgået en succesfuld testning så sent som i 2006 og kan bruges på både fremtidige Mars- og Månebemannede missioner.