Was ist ein kryogener Motor?
Ein kryogener Motor ist typischerweise ein Raketenmotor, der entweder der Schwerkraft der Erde entkommt, um Sonden in Abstand zu versenden oder Satelliten in den Umlauf zu bringen. Sie verwenden flüssige Brennstoffe, die auf sehr niedrige Temperaturen abgekühlt sind und ansonsten bei normalem atmosphärischem Druck und Temperatur wie Wasserstoff und Sauerstoff in einem gasförmigen Zustand wären. Diese Kraftstoffe werden in einem von zwei Hauptkonstruktionen zur Erzeugung von Treibkraft verwendet. Entweder wird der Wasserstoff als Brennstoff verdampft und vom Sauerstoff-Oxidationsmittel entzündet, um einen Standard-Heiß-Raketenschub zu erzeugen, oder sie werden gemischt, um super heißer Dampf zu erzeugen, der die Motordüse verlässt und Schub schafft. Die Arbeiten im deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum in Lampoldshuhusen, Deutschland, entwickeln kryogene Antrieb. Indien hat auch ein kryogenes Raketendesign wie kürzlich getestetS 2009, produziert in der Indian Space Research Organization (ISRO), die zu katastrophalem Versagen des Testfahrzeugs führte.
Kryogene Engineering für Raketenfuders gibt es seit mindestens in der Zeit des Saturn V-Rakete aus den 1960er Jahren, die von den US-amerikanischen Apollo Moon-Missionen verwendet werden. Die Hauptmotoren des US-Space Shuttle verwenden auch kryogenisch gespeicherte Kraftstoffe, ebenso wie mehrere frühe Modelle interkontinentaler ballistischer Raketen (ICBMs), die als nukleare Abschreckungsmittel von Russland und China verwendet werden. Raketen mit Flüssigkeitsfuhren haben einen größeren Schub und damit die Geschwindigkeit als ihre festen Kollegen, werden jedoch mit leeren Kraftstofftanks aufbewahrt, da die Kraftstoffe schwer zu pflegen sein und die Motorventile und -beschläge im Laufe der Zeit verschlechtern können. Durch die Verwendung kryogener Kraftstoff als Treibmittel muss Speicheranlagen für den Kraftstoff erforderlich sind, damit er bei Bedarf in Raketenmotor -Halttanks gepumpt werden kann. Seit der Startzeit vonRaketen, die von einem kryogenen Motor angetrieben werden, können bis zu mehreren Stunden verzögert werden, und die Lagerung von Kraftstoff ist riskant, die USA haben in den 1980er Jahren auf alle festen Kernkernkern umgewandelt.
flüssiges Wasserstoff und flüssiger Sauerstoff werden in einem Spiegel von -423 ° Fahrenheit (-253 ° Celsius) bzw. -297 ° Fahrenheit (-183 ° Celsius) gelagert. Diese Elemente sind leicht zu erhalten und bieten eine der größten Energieumwandlungsraten von flüssigen Kraftstoffen für Raketenantrieb, sodass sie für jede Nation, die an kryogenen Motorkonstruktionen arbeitet, zu den Kraftstoffen der Wahl geworden ist. Sie produzieren auch eine der höchsten bekannten Impulsraten für den chemischen Raketenantrieb von bis zu 450 Sekunden. Spezifischer Impuls ist ein Maß für die Veränderung der Impuls pro Einheit des verbrauchten Kraftstoffs. Eine Rakete, die 440 spezifische Impulse erzeugt, wie ein kryogener Motor mit Space Shuttle in einem Vakuum, würde eine Geschwindigkeit von etwa 9.900 Meilen pro Stunde (15.840 Kilometer pro Stunde) erreichen, was gerade ausreicht, um sie in einer abfallenden Orb zu behaltenEs um einen längeren Zeitraum um die Erde.
Eine neue Variation von kryogenen Motoren ist der übliche erweiterbare kryogene Motor (CECE), der von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) in den USA entwickelt wird. Es verwendet typischen flüssigen Sauerstoff- und Wasserstoffbrennstoff, der gesamte Motor selbst ist ebenfalls unterkühlt. Die Kraftstoffmischungen, um 5.000 ° Fahrenheit zu erzeugen, überhitzte Dampf als eine Form des Raketenschubs, der von leicht über 100% bis 10% Schubpegel drosselt werden kann, um in Landeumgebungen wie auf der Oberfläche des Mondes zu manövrieren. Der Motor wurde erst 2006 erfolgreich getestet und kann sowohl für zukünftige Mars- als auch für Moon -bemannte Missionen verwendet werden.