NASA dąży do utrzymania stabilności paliwa w stanie ciekłym poprzez eksperyment Zero Boil-Off podczas misji NG-23.
Misje kosmiczne polegają na wykorzystaniu cieczy kriogenicznych — ekstremalnie zimnych cieczy, takich jak ciekły wodór i tlen — zarówno do napędu, jak i do systemów podtrzymywania życia. Paliwa te muszą być utrzymywane w ultra-niskich temperaturach kriogenicznych, aby pozostały w formie ciekłej; jednakże, promieniowanie słoneczne i inne źródła ciepła zwiększają tempo parowania cieczy i powodują wzrost ciśnienia w zbiorniku magazynującym. Obecne metody przechowywania wymagają wentylacji kriogenicznego propelentu do przestrzeni kosmicznej, aby kontrolować ciśnienie w zbiornikach paliwowych. Eksperyment ZBOT-NC NASA to kontynuacja badań nad zerowym parowaniem, które gromadzą kluczowe dane w celu optymalizacji systemów przechowywania paliw na potrzeby misji kosmicznych. Eksperyment wyleci na pokładzie 23 misji zaopatrzeniowej Northrop Grumman do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Nawet przy wielowarstwowej izolacji, ciepło nieuniknionie przenika do kriogenicznych zbiorników paliwa z otaczających struktur i środowiska kosmicznego, powodując wzrost temperatury cieczy oraz związany z nim wzrost tempa parowania. Z kolei w ciśnieniu wewnątrz zbiornika wzrasta. Proces ten nazywany jest "parowaniem", a wzrost ciśnienia w zbiorniku nazywany jest "autopodnoszeniem ciśnienia". Wentylacja nadmiaru gazu do otoczenia lub przestrzeni kosmicznej, gdy ten proces występuje, jest bardzo niepożądana i staje się kluczowa dla misji na dłuższe dystanse. Jeśli członkowie załogi używaliby obecnych metod przechowywania paliwa w trakcie wieloletniej wyprawy na Marsa, całe paliwo mogłoby zostać utracone wskutek parowania przed zakończeniem podróży. Eksperymenty ZBOT NASA badają aktywne metody kontrolowania ciśnienia, aby wyeliminować marnotrawne wentylowanie paliwa. W szczególności oceniane i testowane są aktywne metody kontroli przy użyciu mieszania strumieni i innych technik w serii eksperymentów ZBOT. ZBOT-NC bada, w jaki sposób gazy niekondensujące (NCGs) wpływają na zachowanie zbiornika paliwowego, gdy są obecne w systemach statków kosmicznych. NCGs nie przechodzą w stan ciekły przy warunkach pracy zbiornika i mogą wpływać na ciśnienie w zbiorniku. Badanie, które prowadzone jest z Centrum Badań Glenn, będzie działało wewnątrz Szkatułki Nauk Mikrograwitacyjnych na pokładzie stacji kosmicznej, aby zbierać dane na temat sposobu, w jaki NCGs wpływają na zachowanie lotnych cieczy w mikrograwitacji. Jest to część wysiłku na rzecz rozwoju technologii zarządzania cieczą kriogeniczną i pomocy NASA w lepszym zrozumieniu zachowania cieczy w niskiej grawitacji. Naukowcy będą mierzyć ciśnienie i temperaturę, badając, w jaki sposób te gazy zmieniają tempo parowania i kondensacji. Poprzednie badania wskazują, że gazy te tworzą bariery, które mogą zmniejszać zdolność zbiornika do utrzymania odpowiedniej kontroli ciśnienia — co może stanowić poważny problem w przypadku długotrwałych misji kosmicznych. Badania bezpośrednio wspierają misje na Marsa i inne długoterminowe podróże kosmiczne, pomagając inżynierom projektować bardziej wydajne systemy przechowywania paliwa i przyszłe magazyny kosmiczne. Znalezione wyniki mogą również przynieść korzyści przyrządom naukowym na teleskopach i sondach kosmicznych, które polegają na cieczy kriogenicznej, aby utrzymać ekstremalnie niskie temperatury wymagane do ich działania. Badania mogą poprawić modele projektowania zbiorników dla zastosowań medycznych, przemysłowych oraz w produkcji energii, które zależą od długoterminowego przechowywania kriogenicznego na Ziemi.
Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben! Beobachten Sie uns unter Google Nachrichten.
