Otázka:
Jak dlouho je možné skladovat kryogenní paliva?
Nick T
2013-11-21 06:11:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Celý den pracuji s tekutým dusíkem a neustále mě trápí jejich odvaření, které mě nutí jít více ze skladovací dewar. Podobně by tomu mělo být v případě jakéhokoli kryogenu, např. LH2 a LOX, které jsou nejčastějšími raketovými hnacími plyny.

Z toho, co jsem četl, téměř všechny robotické sondy používají hnací plyny, které nevyžadují žádné chlazení: hydrazin, MMH, N 2 sub> O 2 a tak dále, protože mohou roky šťastně sedět v ocelové kouli. Poháněn další otázkou, která vyvolává návrh „přivést vodík na Mars“ k výrobě raketového paliva, můj dotaz je, jak praktický je to? Vodík není kapalný za žádného (rozumného) tlaku, pokud není ochlazen pod ~ 33 K, což je obtížný úkol, který vyžaduje spoustu izolace a / nebo odpařovacího chlazení.

Jaká je nejdelší doba, jakou má mise (s posádkou nebo bez posádky) má uložené kryogeny? (používá se jako palivo; WISE se nepočítá). Apollo za pár týdnů? Nemohu najít, co používá Sojuz / Progress, nebo motor ISS, zdá se, že OMS Shuttle používá MMH / N 2 O 2 .

Problémem není dostatek izolace / přiměřený tlak, protože tamní náklady očividně rychle klesají a jsou docela přijatelné. Z dlouhodobého hlediska řešení integrovaných úniků mikroteploty - vzpěr, vstupů / výstupů atd. - které mohou v průběhu času vést k akumulovaným teplotním změnám (viz http://web.njit.edu/~muratov/iacreport11 .pdf pro nedávnou diskusi). Nenašel jsem přesný, aktuální, časový záznam (omezujete se z nějakého důvodu na mise?). Odhadoval bych, co je možné, aby se pohybovalo v rozmezí několika měsíců.
Jen letmý komentář k tomu, teplota ve vesmíru, když je zastíněna sluncem, je asi 3 K. 15K, pokud čelíte Zemi. Vypadá to, že pokud dokážete udržet tento kryogen tepelně oddělený od kosmické lodi, když je na slunci, a pak používat radiátory během stínu, můžete jej udržovat dostatečně chladný na neurčito.
@FraserOfSmeg: Jak můžete udržovat nádrž na 15K? Musíte jej chránit před veškerým zářením: planetou albedo, planetou IR, IR od kosmické lodi a před veškerým přenosem tepla vedením (toho lze snáze dosáhnout). Pokud kryogenní kapalina začne vřít, musí se trochu uvolnit, aby se odstranil tlak z nádrže. To se zdá být nemožné pro dlouhou misi. Možná se mýlím, jen otázka.
Zemský lesk je asi 15 tisíc. Takže za předpokladu, že nedostanete žádný jiný radiační vstup odjinud, 15K by měla být teplota ve stoje (za předpokladu, že jste neustále ve stínu Země).
Země 15K? Myslel jsem, že je to více než 300.
Sojuz používá UDMH, ne kryogeny.
AIUI spacex má v úmyslu jít na Mars a zpět na kryogeniku (metan a kyslík), uvidíme, jestli to v praxi skutečně vyjde.
Jeden odpovědět:
PearsonArtPhoto
2015-06-24 20:13:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To nejlepší, co na tom najdu, je prezentace z roku 2011 o (ukončených) potřebách Altair Lunar Lander, napsaná ve spojení s ministerstvem energetiky, ve kterém je současný stav kryogeniky bylo diskutováno. Toto se konkrétně zaměřuje na vodík, nejnáročnější kryogenní prostředek používaný v kosmickém letu. Během testu „Zásobník vodíku na skladování reaktantů“ bylo palivo skladováno po dobu 21 dnů ve stavu, kdy bylo možné jej použít, s varem asi 2% denně. Zmiňuje také Titan-Centaur 5, který skladoval palivo přibližně 9 hodin, s poklesem 21% / den pro delší dojíždění.

Nemohu nikde najít nabídku, ale věřím, že touhou NASA s programem Altair bylo rozšířit toto úložiště na přibližně 6 měsíců.

Palivo Apolla po startu Saturn 5 nebylo kryogenní, ve skutečnosti to byl Aerozine 50 jako palivo a oxid dusičitý, z nichž žádný není kryogenní. Modul Apollo Service, stejně jako raketoplán, používal vodík a kyslík jako palivový článek k výrobě elektřiny. Raketoplán měl malou nádrž na kapalný vodík, kterou udržoval na oběžné dráze, pro použití jako palivo v palivových článcích a pro výrobu vody. Z Wikipedia: „Vodík a kyslík pro palivové články byly uchovávány v párech kryogenních zásobních nádrží ve střední části trupu pod vložkou nákladového prostoru a mohl být instalován různý počet těchto nádrží (nahoru až pět) v závislosti na požadavcích mise. “

Byl kapalný kyslík právě použit k dýchání (a výrobě elektřiny s vodíkem)?
Používalo se to jen k dýchání a k výrobě elektřiny.
Jsou údaje v% / den uvedeny jako procento počátečního objemu, nebo např. ztratil Altair první den 2% z plného objemu, druhý den pak 2% ze zbývajících 98% (1,96% z celkového počtu) atd.?


ⓘ
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...