ESA inwestuje w bezpieczne paliwa na potrzeby satelitów

0

Hydrazyna użyta już po raz pierwszy do zasilenia rakietowych silników maszyn niemieckiej Luftwaffe podczas II Wojny Światowej, w dzisiejszych czasach wciąż pozostaje głównym paliwem, jednak używanym przez silniki satelitów w trakcie manewrów orbitalnych. Charakterystyczną cechą tego związku chemicznego jest jego duża toksyczność, w związku z tym Europejska Agencja Kosmiczna podjęła próbę znalezienia alternatywnego paliwa, które można by stosować zamiennie.

Hydrazyna odznacza się wysoką wydajnością jako materiał pędny, posiadając także cechy paliw hipergolicznych, tzn do jej zapłony dochodzi spontanicznie w momencie kontaktu z utleniaczem czy też katalizatorem. Fakt ten w znaczący sposób ułatwia pracę konstruktorom pojazdów kosmicznych. Niestety hydrazyna jest także mocno toksyczna i posiada własności korozyjne. Dlatego personel naziemny, który zajmuje się tankowaniem zbiorników satelity na kilka dni przed startem, wygląda w specjalistycznych kombinezonach ochronnych bardziej na astronautów, niż na inżynierów. W sytuacji wycieku tego paliwa, ulega ono degradacji w przeciągu paru dni, jednakże jest także wysoce prawdopodobne iż lokalne środowisko zostanie bardzo zanieczyszczone. Dla ludzi stanowi zagrożenie już w stężeniu 50 cząsteczek na milion.

W poszukiwaniu alternatywnego paliwa, Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) podjęła współpracę z firmą ECAPS, która stanowi część szwedzkiej korporacji Swedish Space Corporation Group. Celem tej inicjatywy było zbudowanie i przetestowanie silnika, który zasilany byłby paliwem bezpieczniejszym oraz bardziej przyjaznym środowisku.

W oficjalnej nomenklaturze nowe paliwo nosi nazwę LMP-103S i stanowi ono mieszankę dinitroamidu amonowego (ADN) z wodą, metanolem i amoniakiem. Nad następcą hydrazyny ESA i Swedish Space Corporation Group pracują już od 1997 roku. Detale odnośnie ich ostatniego projektu – silnika 1-N ADN, który zaprojektowany został z myślą o działaniu w przestrzeni kosmicznej, zostały zaprezentowane podczas Dni Techno/Innowacji w holenderskim ESTECu w lutym.

Jak przekonuje Mark Ford, szef Sekcji Projektowania Silników w ESA, nowe paliwo jest o blisko 30% bardziej wydajne niż hydrazyna, a dodatkowo mniej toksyczne. Nie stwarza także problemów w transporcie oraz – ironicznie – personel podczas pracy z paliwem może być w zwykłych koszulkach, a nie w specjalistycznych kombinezonach ochronnych.

Oczywiście do wprowadzenia nowego paliwa nie dojdzie od razu, chodzi w zasadzie o powołanie do życia alternatywnej metody, która przyniesie redukcję ryzyka obecnego w czasie przygotowań i jednocześnie doprowadzi do zmniejszenia kosztów misji. Głównym celem długofalowym będzie umożliwienie transportu satelitów z fabryk, w których są budowane, już z pełnymi zbiornikami paliwa. W chwili obecnej tankowanie odbywa się z powodów bezpieczeństwa w pobliżu stanowisk startowych.

“Podczas gdy paliwo jest całkowicie nowym produktem, projekt silnika odznacza się konserwatywną konstrukcją” – tłumaczy Matthias Persson z firmy ECAPS.

Nowy silnik przeszedł już testy naziemne i niedługo zostanie przetestowany w środowisku kosmicznym. HPGP 1-N (High Performance Green Propellant) poleci w postaci demonstratora technologii na pokładzie szwedzkiego satelity Prisma, którego start jest planowany jeszcze w tym roku.

ESA wspomaga rozwój silnika HPGP w ramach programu GSTP (General Support Technology Programme), którego celem jest wspieranie obiecujących projektów jeszcze w fazie prototypowej na sprzęt zdolny do lotu i zademonstrowania swoich możliwości. Lot nowego silnika brany jest także pod uwagę w misji Proba-3, kolejnej odsłonie programu testującego na jednej platformie różne technologie.

Źródło: spacefellowship.com

Wątek na forum astro4u.net poświęcony nowym rodzajom napędów i silników.

Share.

Comments are closed.