O que é um mecanismo criogênico?
Um motor criogênico é tipicamente um motor de foguete projetado para escapar da gravidade da Terra para enviar sondas para o espaçamento ou para levantar satélites em órbita. Eles usam combustíveis líquidos que são resfriados a temperaturas muito baixas e que, de outra forma, estariam em um estado gasoso à pressão e temperatura atmosférica normal, como hidrogênio e oxigênio. Esses combustíveis são utilizados em um dos dois projetos principais para produzir força propulsora. O hidrogênio é vaporizado como combustível e incendiado pelo oxidador de oxigênio para gerar impulso de foguete a quente padrão, ou é misturado para criar um vapor super quente que sai do bico do motor e cria impulso. O trabalho no Centro Aeroespacial Alemão em Lampoldshausen, Alemanha, está em andamento para desenvolver propulsão criogênica. A Índia também testou em campo um design de foguetes criogênicos como recentemente umS 2009, produzido na Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO), que resultou em falha catastrófica do veículo de teste.
Engenharia criogênica para combustíveis de foguetes existe desde pelo menos o design da década de 1960 do Rocket Saturn V, usado pelas missões da Apollo Moon dos Estados Unidos. Os principais motores do ônibus espacial dos EUA também usam combustíveis criogenicamente armazenados, assim como vários modelos iniciais de mísseis balísticos intercontinentais (ICBMs) usados como impedimentos nucleares pela Rússia e China. Os foguetes alimentados com líquidos têm maior impulso e, portanto, a velocidade do que seus colegas de alimentação sólida, mas são armazenados com tanques de combustível vazios, pois os combustíveis podem ser difíceis de manter e deteriora as válvulas e acessórios do motor ao longo do tempo. O uso de combustível criogênico como propulsor exigiu instalações de armazenamento para o combustível, para que possa ser bombeado para os tanques de retenção do motor de foguete quando necessário. Desde o tempo de lançamento deOs mísseis que são alimentados por um motor criogênico podem ser adiados até várias horas, e o armazenamento de combustível é arriscado, os EUA se converteram a todos os ICBMs nucleares de alimentação sólida na década de 1980.
hidrogênio líquido e oxigênio líquido são armazenados em níveis de -423 ° Fahrenheit (-253 ° Celsius) e -297 ° Fahrenheit (-183 ° Celsius), respectivamente. Esses elementos são facilmente obtidos e oferecem uma das maiores taxas de conversão de energia de combustíveis líquidos para propulsão de foguetes, para que se tornassem os combustíveis de escolha para todas as nações que trabalham em projetos de motores criogênicos. Eles também produzem uma das taxas de impulso específicas mais altas para propulsão de foguetes químicos de até 450 segundos. O impulso específico é uma medida de mudança de momento por unidade de combustível consumida. Um foguete que gera 440 impulso específico, como um motor criogênico de ônibus espacial no vácuo, alcançaria uma velocidade de cerca de 9.900 milhas por hora (15.840 quilômetros por hora), o que é suficiente para mantê -lo em uma orb de deterioraçãona terra por um longo período de tempo.
Uma nova variação dos motores criogênicos é o mecanismo criogênico extensível comum (CECE) que está sendo desenvolvido pela Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) nos EUA. Ele usa combustível típico de oxigênio líquido e hidrogênio, mas todo o motor também é super -resfriado. A mistura de combustível para criar 5.000 ° Fahrenheit (2.760 ° Celsius) superaqueceu o vapor como uma forma de impulso de foguete que pode ser reduzido para cima e para baixo de um pouco acima de 100% a 10% de níveis de empuxo, para manobrar em ambientes de pouso, como na superfície da lua. O motor passou por testes bem -sucedidos em 2006 e pode ser usado nas missões futuras de Marte e Moon tripuladas.