Wat is een cryogene motor?

Een cryogene motor is meestal een raketmotor die is ontworpen om te ontsnappen aan de zwaartekracht van de aarde om sondes naar verdeelde te sturen of om satellieten in een baan te tillen. Ze gebruiken vloeibare brandstoffen die worden gekoeld tot zeer lage temperaturen en die anders in een gasvormige toestand zouden zijn bij normale atmosferische druk en temperatuur, zoals waterstof en zuurstof. Deze brandstoffen worden gebruikt in een van de twee hoofdontwerpen om drijfkracht te produceren. Ofwel de waterstof wordt verdampt als de brandstof en ontstoken door de oxidator van zuurstof om standaard hete raketstuwkracht te genereren, of ze zijn gemengd om super hete stoom te creëren die het motorkap verlaat en stuwkracht ontstaat. Werk in het Duitse ruimtevaartcentrum in Lampoldshausen, Duitsland, is aan de gang om cryogene voortstuwing te ontwikkelen. India heeft ook een cryogeen raketontwerp getest als onlangs eenS 2009, geproduceerd bij de Indian Space Research Organisation (ISRO), die resulteerde in een catastrofale falen van het testvoertuig.

Cryogene engineering voor Rocket Fuels bestaat al sinds het ontwerp uit de jaren 1960 van de Saturn V Rocket, gebruikt door de Apollo Moon-missies van de Verenigde Staten. De belangrijkste motoren van de US Space Shuttle gebruiken ook cryogeen opgeslagen brandstoffen, net als verschillende vroege modellen van intercontinentale ballistische raketten (ICBM's) die door Rusland en China als nucleaire afschrikmiddelen worden gebruikt. Vloeibare raketten hebben een grotere stuwkracht en daarom snelheid dan hun tegenhangers met vaste gevechten, maar worden opgeslagen met lege brandstoftanks, omdat de brandstoffen moeilijk te onderhouden zijn en in de loop van de tijd de motorkleppen en fittingen verslechtert. Het gebruik van cryogene brandstof als drijfgas heeft opslagfaciliteiten voor de brandstof vereiste, zodat deze indien nodig in raketmotorhouten tanks kan worden gepompt. Sinds de lanceringstijd vanRaketten die door een cryogene motor worden aangedreven, kunnen tot enkele uren worden vertraagd, en de opslag van brandstof is riskant, de VS is in de jaren 1980 omgezet in alle vastgestelde nucleaire ICBM's.

.

Vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof worden bewaard bij niveaus van -423 ° Fahrenheit (-253 ° Celsius) en -297 ° Fahrenheit (-183 ° Celsius), respectievelijk. Deze elementen worden gemakkelijk verkregen en bieden een van de grootste energieconversiesnelheden van vloeibare brandstoffen voor raketstuwing, dus ze zijn de brandstoffen voor elke natie geworden voor elke natie die aan cryogene motorontwerpen werkt. Ze produceren ook een van de hoogst bekende specifieke impulssnelheden voor chemische raketstuwing tot 450 seconden. Specifieke impuls is een maat voor verandering in momentum per verbruikte brandstofeenheid. Een raket die 440 specifieke impuls genereert, zoals een space shuttle cryogene motor in een vacuüm, zou een snelheid van ongeveer 9.900 mijl per uur (15.840 kilometer per uur) bereiken, wat net genoeg is om het in een vervallen orb te houdenhet rond de aarde voor een langere periode.

Een nieuwe variatie op cryogene motoren is de gemeenschappelijke uitbreidbare cryogene motor (CECE) die wordt ontwikkeld door de National Aeronautics and Space Administration (NASA) in de VS. Het maakt gebruik van typische vloeibare zuurstof- en waterstofbrandstof, maar de hele motor zelf is ook overkoel. De brandstofmengsels om 5000 ° Fahrenheit (2.760 ° Celsius) oververhitte stoom te creëren als een vorm van raketstuwkracht die op en neer kan worden gestoken van iets meer dan 100% tot 10% stuwkracht, voor het manoeuvreren in landingsomgevingen zoals op het oppervlak van de maan. De motor heeft al in 2006 succesvol getest en kan worden gebruikt bij zowel toekomstige Mars als Moon Manned Missions.