Otázka:
Jaká je typická poptávka po energii a uhlíková stopa při spuštění vesmíru?
mart
2013-11-25 16:08:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kolik skleníkových plynů se uvolňuje na kilogram vypuštěný do vesmíru, jaká další energie je potřeba? Pokud jde o rozsah této otázky, ignorujme zabudovanou energii ve všech strojních zařízeních a podívejme se na raketové palivo (tj. Jak oxidační, tak redukční) - pak bychom měli vzít v úvahu tři věci. U první bychom měli být schopni najít jasný údaj o uvolněném $ CO_2 $:

  • Spalování samotného paliva

U dalších dvou bodů v celém výrobním řetězci budeme potřebovat údaje o energetické náročnosti, protože skutečná uhlíková stopa silně závisí na skutečné metodě výroby.

  • výroba paliva z primárních zdrojů
  • (možná) komprese a chlazení plynných paliv
Pouze pro přidání možného zdroje plynů GH mohou být příspěvky způsobeny také palivem v SRB. Například dva z Ariane 5. Kolik skleníkových plynů se produkuje při spalování raket na tuhá paliva?
Pokud vás zajímá produkce skleníkových plynů, hlavním hráčem je vodní pára, následovaná ve velké vzdálenosti metanem. CO2 přispívá k celkovému skleníkovému efektu pouze triviálně.
Jeden odpovědět:
Philipp
2013-11-25 18:08:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Většina moderních raket běží na kapalný kyslík a kapalný vodík, které reagují na vodní páru. V této reakci není žádný uhlík, takže výstup oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého je nulový.

Co se týče stopy CO 2 výroby kapalného kyslíku a kapalný vodík: Vyrábí se štěpením vody na kyslík a vodík elektrolýzou a následným lisováním. Existují různé způsoby, jak toho dosáhnout, ale všechny potřebují více či méně elektrické energie. Stopa CO 2 do značné míry závisí na tom, jak je tato energie vytvořena. Pokud používáte energii z regenerativních zdrojů nebo jadernou energii, bylo by možné zahájit start rakety zcela neutrální z hlediska CO2.

Některé další způsoby, jak rozdělit vodu na jednotlivé složky (vodík jako palivo a kyslík jako oxidační činidlo) ) jsou přímé štěpení solární vody proces, při kterém se sluneční energie přímo používá k výrobě vodíku z vody, aniž by prošla mezikrokem elektrolýzy:

  • Fotoelektrochemická voda štěpení - tato technika využívá polovodičové elektrody ve fotoelektrochemickém článku k přeměně světelné energie na chemickou energii vodíku. V zásadě existují dva typy fotoelektrochemických systémů - jeden využívající polovodiče nebo barviva a druhý využívající rozpuštěné kovové komplexy.
  • Fotobiologické - jedná se o generování vodíku z biologických systémů pomocí slunečního záření. Určité řasy a bakterie mohou za vhodných podmínek produkovat vodík. Pigmenty v řasách absorbují sluneční energii a enzymy v buňce fungují jako katalyzátory pro rozdělení vody na její vodíkové a kyslíkové složky.
  • Vysokoteplotní termochemické cykly - tyto cykly využívají sluneční teplo k vyrábět vodík štěpením vody pomocí termochemických kroků.
  • zplyňování biomasy - toto využívá teplo k přeměně biomasy na syntetický plyn bohatý na vodík.

Žádný z nich nevyžaduje další elektrickou energii a jejich emise uhlíku jsou nulové. To nezahrnuje žádnou elektřinu používanou pro kompresi a chlazení kryogenních Lox / LH2 pohonných hmot. V případě použití elektrolýzy je však při použití nižší výhřevnosti vodíku elektrická energie potřebná k výrobě jednoho kg vodíku 51 kWh, za předpokladu účinnosti elektrolyzéru 65%.

Stále se však používají některé starší konstrukce, kde první nebo dokonce všechny fáze běží na kapalném kyslíku a petroleji, jako je ruský Sojuz, který dodává ISS. Petrolej má stopu CO 2 asi 2,5 kg na litr. Sojuz-2 spaluje asi 82 ​​tun petroleje při startu. S hustotou paliva RP-1 na 0,81–1,02 g / ml to vyjde zhruba mezi 67–84 tunami CO 2 na Sojuz 2-1B (pomocí 4 posilovačů) spustit.

Ve skutečnosti nejběžnějším párem kapalných paliv pro nosné rakety byl petrolej (RP-1) a LOX. Petrolej je při aerosolu hořlavý, ale to je asi jeho jediné nebezpečí, na rozdíl od hnusnějších paliv, jako je hydrazin (ve skutečnosti je kaluž petroleje docela těžké zapálit). LOX je relativně levný, a přestože je kryogenní a korozivní pro kovy, není to tak silné oxidační činidlo jako některé jiné, které jsme si mysleli (ironicky). Tato dvojice poháněla Saturn V, některé starty Gemini a prakticky všechny ruské kosmické lodě z nejnovějšího Sojuzu až do Sputniku.
A co posilovače?


Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 3.0, pod kterou je distribuován.
Loading...