Hvad er en kryogen motor?
En kryogen motor er typisk en raketmotor designet til enten at undslippe Jordens tyngdekraft for at sende sonder i afstand eller løfte satellitter i kredsløb. De bruger flydende brændstoffer, der afkøles til meget lave temperaturer, og som ellers ville være i en gasformig tilstand ved normalt atmosfærisk tryk og temperatur, såsom brint og ilt. Disse brændstoffer bruges i et af to hoveddesign til at producere drivkraft. Enten fordampes brintet som brændstof og antændes af oxidatoren af ilt for at generere standard varm rakettryk, eller de er blandet for at skabe super varm damp, der kommer ud af motorens dyse og skaber drivkraft.
Fem nationer har i øjeblikket med succes med kryogene motorpropulsionssystemer fra 2011. Disse inkluderer USA, Rusland og Kina, som franske og Japan. Arbejdet i det tyske luftfartscenter i Lampoldshausen, Tyskland, er i gang med at udvikle kryogen fremdrift. Indien har også felttestet et kryogent raketdesign som for nylig enS 2009, produceret i den indiske rumforskningsorganisation (ISRO), hvilket resulterede i katastrofalt fiasko af testkøretøjet.
Kryogen teknik til raketbrændstoffer har eksisteret siden mindst 1960-tallet-æraens design af Saturn mod Rocket, der blev brugt af De Forenede Staters Apollo Moon-missioner. Den amerikanske rumfærdels hovedmotorer bruger også kryogenisk-opbevarede brændstoffer, ligesom flere tidlige modeller af interkontinentale ballistiske missiler (ICBM'er), der bruges som nukleare afskrækkelser af Rusland og Kina. Flydende drevne raketter har større drivkraft og derfor hastighed end deres solide drevne 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 til brændstof, så det kan pumpes ind i raketmotor, der holder tanke, når det er nødvendigt. Siden lanceringstiden forMissiler, der drives af en kryogen motor, kan blive forsinket op til flere timer, og opbevaring af brændstof er risikabelt, USA konverteres til alle solide brændstof -nukleare ICBM'er i 1980'erne.
Flydende brint og flydende ilt opbevares på niveauer på -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 de valgte brændstoffer for enhver nation, der arbejder med kryogene motordesign. De producerer også en af de højest kendte specifikke impulshastigheder til kemisk raketfremdrift på op til 450 sekunder. Specifik impuls er et mål for ændring i momentum pr. Forbruget enhed af brændstof. En raket, der genererer 440 specifik impuls, såsom en rumfærgen kryogen motor i et vakuum, ville opnå en hastighed på ca. 9.900 miles i timen (15.840 kilometer i timen), hvilket er lige nok til at holde det i en forfaldne orbDet omkring Jorden i en længere periode.
En ny variation på kryogene motorer er den almindelige udvidelige kryogene motor (CECE), der udvikles af National Aeronautics and Space Administration (NASA) i USA. Den bruger typisk flydende ilt og brintbrændstof, men hele motoren i sig selv er også superkølet. Brændstofblandingerne for at skabe 5.000 ° Fahrenheit (2.760 ° Celsius) overophedet damp som en form for rakettryk, der kan gendes op og ned fra lidt over 100% til 10% trykniveauer, til manøvrering i landingsmiljøer som på månens overflade. Motoren har gennemgået en vellykket test så sent som i 2006 og kan bruges på både fremtidige Mars og Moon bemandede missioner.