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美国登月火箭的悲哀:活在航天飞机时代、SpaceX都不玩了

时间:2022-09-07 08:44   来源:快科技   作者:张璠   阅读量:7876      

上周末,美国宇航局的月球火箭发射再次推迟,问题出在一种被私人航天公司淘汰的燃料:液氢。

SpaceX和其他航天公司在为他们的大型火箭开发新发动机时,已经放弃了液态氢燃料。

美国宇航局表示,氢气重量轻,燃烧温度极高,是一种高效的推进剂,可用于火箭发射的不同阶段。

不过工程师也指出,氢气的密度极低,很容易失控,需要一个巨大的燃料罐来储存。

氢气的缺点

氢是宇宙中最丰富的元素,但也是最轻的元素氢原子的60乘10的21次方可以达到一克的质量

因为它太小了,所以氢气可以从最小的缝隙中挤过去在环境温度和压力下,这不是一个大问题,但在超低温和高压下,氢气很容易从任何可用的开口渗出

为了填充燃料箱,来自地面系统的推进剂管道必须连接到助推器,直到发射时刻最后一秒,管道末端需要赶紧关掉离开火箭

可是,难点在于,为了保证与火箭断开的安全性,这些装置无法通过螺栓紧紧地连接在一起,以完全阻止氢原子的通过在高压和低温条件下密封这些连接是极其困难的

发射系统配备了四台发动机。

正是液氢泄露导致NASA在上周六再次取消空间发射系统,运载火箭的发射。

在此之前,8月29日,美国宇航局已经能够给火箭上的液氢罐加注燃料,但工程师们取消了发射尝试,主要是因为另一个问题:发动机无法冷却。

知道

其实NASA的工程师都知道液氢作为火箭推进剂的优势和难点。

美国宇航局官员上周六表示,工程师们现在将努力研究当天相对严重的泄漏问题的原因。

官员们至少指出了一个错误,包括周六发射前操作期间冷却过程中的压力过大,但也表示,现在说这是泄漏的原因还为时过早。

美国宇航局月球探测项目阿尔忒弥斯任务经理迈克·米德多特,萨拉芬说,上周六的某个时候,液氢输送管道上出现了意外增压,压力约为机构计划水平的三倍,可能会影响密封情况。

Sarafin说,有问题的程序是人工控制的。

现在肯定地说这是不是氢气泄漏的原因还为时过早他说

许多航空航天专业人士,包括前美国宇航局官员,仍在试图了解火箭带来的挑战。

废弃燃料技术

现在航天公司正在研制的一些大型火箭发动机,已经不再使用液氢和液氧作为推进剂。

亿万富翁埃隆·米德多特,马斯克上周六晚表示,SpaceX在设计猛禽发动机时,已经将推进剂从液态氢改为液态甲烷。

x计划在星舰用几十猛禽引擎。

马斯克在推特上说甲烷是高效率和易操作性的最佳结合,沼气池更小,不需要隔离。

说马斯克SpaceX的引擎已经改用甲烷了。

SpaceX的目标是使用星际飞船进行深空探索,但它尚未尝试将其送入轨道。

美国宇航局已经委托SpaceX公司开发一种星际飞船着陆器未来,NASA的阿尔忒弥斯这项任务将运送宇航员到月球表面

杰夫·米德多特,贝索斯的航天公司blue起源于它的新谢泼德火箭发动机使用液态氢燃料,可以进行亚轨道太空飞行。

可是,蓝色起源于其轨道火箭的设计,新格伦当发动机使用不同的燃料时这些被称为BE—4的发动机使用液态甲烷

蓝色的起源没有被评论。

航天飞机时代的遗产

美国宇航局局长比尔·米德多特,尼尔森说,连续两次推迟发射是正确的决定,因为工程师们首次试图发射一枚复杂的火箭。

他也是空间发射系统,液态氢燃料的使用得到了辩护。

美国航天飞机有液态氢泄漏的问题。

作为前佛罗里达州参议员,纳尔逊在2010年帮助通过了NASA开发的指导意见,空间发射系统,立法。

该法案包含的条款要求美国宇航局使用航天飞机项目和其他机构的资产,包括液体燃料发动机。

航天飞机由使用液态氢和液态氧的发动机提供动力空间发射系统,世界上有四种发动机用于航天飞机飞行

我们毫不怀疑氢燃料当他在上周六的新闻发布会上讨论这项立法时,他说

行星协会是一个倡导太空探索的组织它最近发布的一份分析报告显示,美国国会一直支持空间发射系统,项目

在过去的10个财年中,国会为这个项目提供的资金已经超过了NASA的要求。

目前还不清楚NASA推迟发射空间发射系统,是否会影响国会对这一努力的看法。

是个老问题。

美国宇航局官员上周末表示,发射团队已经三次试图阻止泄漏,泄漏发生在将液态氢输送到火箭燃料箱的管道上。

在8月29日的第一次发射尝试中,工程师们处理了一次较轻的液态氢泄漏,当时他们能够排除故障。

可是,在发动机冷却问题之后,NASA取消了第一次发射尝试。

其实NASA之前也遇到过液氢燃料的问题。

根据NASA十多年前发表的一篇关于泄漏的文章,1990年,肯尼迪航天中心的工作人员曾应对过一次氢气泄漏,导致NASA航天飞机处于所谓的氢之夏停飞期。

传输空间发射系统,美国宇航局已经改造了肯尼迪航天中心的发射设备测试设施该设施的能力包括为测试操作产生液氢流

Artemis 1任务专为空间发射系统,在顶部,猎户座,宇宙飞船进行了一次无人驾驶试验。

这个巨型火箭将把猎户座,将其发送到月球轨道,然后飞船将返回地球,并在重返大气层时测试其乘员舱的隔热板。

这个任务是为2024年的载人飞行做铺垫一年后的2025年,NASA希望让宇航员重返月球表面

不过,现在NASA不用想太多了它首先要做的是解决液氢泄漏问题,完成空间发射系统,第一次试飞

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