航天科技的未来无毒又环保的火箭推进剂AND推进剂

原标题：航天科技的未来，无毒又环保的火箭推动剂——AND推动剂

事实证明，绿色燃料是火箭科学

太空探究或许可以为咱们供给原始的蓝色行星地球的图片，一起进步人们保护环境的认识。但假如使咱们进入轨迹的火箭是根据陈腐的、有毒的火箭推动剂，那么太空探究对也是不尽夸姣的。

图解：肼是最常见的火箭推动剂，被列入欧盟的高度重视物质清单。图片来自 - NASA / Joel Kowsky

几十年来，最遍及运用的火箭推动剂是肼——一种有毒的氮氢化合物，欧盟将这种物质列入了高度重视物质清单。一起，肼被怀疑是导致哈萨克斯坦Baikonur火箭发射场周边地区激素和血液疾病反常高发的原因。

这便是怎么回事坐落Lampoldshausen的德国航空航天中心（DLR）的科学家们正在致力于研制新的、愈加绿色环保的燃料，这些燃料一方面能使太空探究的办法永不过期，另一方面让太空探究愈加环保、友爱。

科学家们的尽力会集围绕着一种被称为二硝酰胺铵（ADN）的化合物，这种化合物在被加热时只是分解为氮气、氧气和水。

RHEFORM空间推动项目的项目领导人Michele Negri 博士这样说道，“ADN是一种氧化剂盐，它首先在苏联被发现，但到20世纪90年代在瑞典被从头发现，瑞典科学家有将ADN开展改形成液体推动剂的主意。”

但问题在于，ADN是一种盐，所以它是固体。尽管它能在甲醇或许氨水等其它燃猜中溶解，但需求超越1500℃的高温才干激起这一进程。

“肼燃料推动器的运用不需求预热，假如你翻开推动器的阀门，肼燃料推动器就启动了。而关于ADN燃料推动器来说，假如你翻开推动器的阀门，推动器内的混合物会以液体方式呈现，混合物不会发作反响。” Michele Negri 博士说道。

RHEFORM项目研讨了一种根据ADN的推动器——LMP-103S，这种推动器被一家名为ECAPS的瑞典航空航天公司所运用。该公司是RHEFORM项目的协作伙伴，他们现已协作推出了13种根据AND的推动体系。

易焚烧

为了处理推动剂易被点燃的问题，项目组着眼于开发更优异的、更易于反响的催化剂，使得燃料可以在室温下发作反响。肼燃料推动剂也是沿着相同的前期途径开展到现在的。

“在60年代初，研讨者们无法在室温下点燃肼推动剂，但随后，他们开发出了功能满足优异的催化剂。” Negri 博士说道。

这种催化剂要么经过增加反响面积使得推动剂可以在较低的温度下发作反响，要么经过增加金属类化合物进步混合物反响活性。

“颗粒方式的催化物仅为载体组成，充任载体的是催化物自身，一般为具有较高比表面积的陶瓷资料” Negri 博士说，“最重要的是，你可以在载体中增加活性高的矿藏，一般是金属。”

在对多种资料进行细心的检测后，火箭科学家们发现六铝酸盐是充任催化物最好的根底资料。

可是，咱们是否可以改善结构相对比较简略的颗粒物，获得更抱负的比表面积，使其更具有催化活性呢？

3D打印

为了寻觅这样的一个问题的答案，科学家们运用计算机建模和3D打印技能发明杂乱的蜂窝煤状结构。这种结构被称为整体性结构，增加了催化剂的比表面积。

“这个过程绝大多数都是在轿车工厂（制作催化转换器）里完结的，用整体性结构代替颗粒。凭借着咱们项目协作伙伴LITHOZ（一家3D打印公司）的专业相关常识，咱们也可以在陶瓷上打印非常杂乱的结构，然后将其制作成催化剂” Negri 博士说。

陶瓷催化剂被放置于火箭发动机的推力室内，推动剂在发射进程中经过发动机喷嘴注入推力室内。

“在咱们的实验室实验中，温度高于100℃时，在催化剂效果下，推动剂可以发作反响”他说，“抱负的结果是，不需求任何类型的预热，它们可以在惯例环境条件下开端反响。”

Negri 博士说，完成室温下AND焚烧的下一步或许是运用不含水的推动剂。

水让推动剂愈加的安稳，运送愈加安全，但一起也会让推动剂反响活性下降。

他说“你可以对催化剂的成分进行更多的考虑，对多种不同的催化剂系数进行权衡比较，例如说（催化剂的）功能、比冲量、耐贮存性或爆炸性。”

更廉价

AND除了愈加绿色环保之外，也愈加廉价。“用LMP-103S作为卫星的燃料比用肼做燃料简略得多。第一次发射LMP-103S推动剂卫星时，运用到的人力为发射愈加风险的肼燃料卫星的1/3。” Negri 博士弥补说，即便LMP-103S推动剂本钱稍高，但推动器全寿数本钱会更低。

并未参加RHEFORM项目的美国航天局NASA附和需求更绿色环保的火箭燃料这一观念，一起他们也正在研讨更安全的推动体系。

美国宇航局技能演示使命项目负责人Dayna Ise表明，尽管肼推动剂是一种有用的推动剂，但肼的毒性很大，运用它需求采纳愈加妥善的处理办法。

“无毒、“绿色“推动剂和兼容体系为下一代运载火箭和航天器供给了更安全，更有用的代替计划。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.Ethan Bilby- pwq

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