一个技术成熟的火星殖民地每年可以生产并运送至少 100 万吨液态氢到一个或多个低地球轨道 (LEO) 的推进剂库。在火星殖民地生产 1 公斤氢气并将其运送到 LEO 需要在火星上消耗 1.4 GJ 的能量。LEO 推进剂库包含在火星上生产的氢气以及在月球或近地小行星上生产的氧气。这种推进剂用于将有效载荷从 LEO 运送到太阳系的许多目的地,包括火星。将 1 公斤有效载荷从 LEO 运送到火星需要在火星、月球和近地小行星上消耗 3.5 GJ 的能量。使用在火星上生产的液态氢将宇航员和有效载荷运送到火星可确保火星殖民地的指数级引导增长。火星殖民地和向 LEO 运送数百万吨液态氢是太阳系殖民的关键。火星殖民地只有发展到相当规模后才会开始向低地球轨道输送液态氢。它的结构和材料中应包含约 2000 万吨钢铁和 300 万吨塑料,以及数千名宇航员。在此之前,低地球轨道氢沉积物将由月球两极的氢气供应。
currentscience.ac.in › 卷 PDF 2007年12月25日 — 2007年12月25日 运载火箭,提高安全性和可靠性。本文试图解释...数字固体推进剂火箭发动机控制系统。
我们在此报告了脉冲磁流体等离子枪的初步研究,该枪可根据需要在预填充或气体喷射模式下运行。这些模式通过可调节的推力和比冲实现灵活和响应迅速的性能。使用分子氮推进剂的运行表明,磁流体推进器是极低地球轨道空气收集和阻力补偿的候选技术。通过利用推进剂气体动力学改变推进器内的填充率和流动碰撞性,实现双模式运行。这会导致形成不同的模式,这些模式分别以它们允许的电流驱动的磁流体波为特征,即磁爆燃和磁爆轰。这些模式构成了使用气体动力学实现响应迅速的推进器性能的基础。使用飞行时间发射诊断来表征近场流速,我们发现当气体在推进器中膨胀时,模式之间会发生相对剧烈的转变,在爆燃和爆震状态下排气速度分别在 10 到 55 公里/秒之间。处理后的质量位模拟首次让我们看到了推进器的性能以及比冲和推力之间的权衡。预计脉冲位可调性为 ≏ 22%,在突发模式下运行时推进剂填充分数不同。
市场:空间,运输,服务依赖性:发射成本,新市场挑战:单位经济趋势:星际飞机,推进剂重新加载,可重复使用状态:请参见例如Momentus Finclances
本文提出了使用硝酸铵(HAN)推进剂进行航天施用的燃烧室的初步研究。燃烧室由两个部分组成,即推力室和收敛性(C-D)喷嘴。燃烧室的设计非常重要,因为在此封闭体积中释放的推进剂中的化学能,即推力室并通过C-D喷嘴部分扩展。因此,必须设计腔室,以提供推进剂反应和释放最大可用能量的必要空间,并且还应防止以热的形式损失能量。应最佳设计C-D喷嘴,以允许将焓的最大转化为动能。因此,推力室和C-D喷嘴以最佳尺寸设计,用于释放热量,以将HAN推进剂的燃烧转换为基于HAN的单核粉推进器的排气速度。在这项工作中,燃烧室,即推力室和C-D喷嘴在16 bar的压力下设计,以产生11 N的推力。进行了11 N分析以显示以11 N推力的燃烧室的压力和温度变化,用于航天器的16 bar的16 bar压力和腔室压力。从分析结果中发现,han+甲醇+硝酸铵+水的推进剂组合的单opellogent发动机适合于态度和轨道控制系统(AOCS)推进器的设计。
火箭燃料对环境的影响 有毒火箭燃料对环境造成灾难性影响。它们污染了高层大气,燃烧副产物的积累导致臭氧层损失 (Dallas, 2020)。火箭推进剂还会危害地球上的生态系统:一个显著的例子是不对称二甲基肼 (UDMH),这种燃料被发明它的苏联科学家称为“魔鬼的毒液”。俄罗斯质子火箭从哈萨克草原发射时使用了 UDMH,导致多起重大事故(1960 年的涅德林灾难和 2013 年的类似事故),污染了当地环境 (Gingerich, 2015)。美国有能力为规范火箭燃料树立全球先例,避免在美国本土发生类似的灾难。常用的推进剂有四种 (Ross, 2018):
对各种太空推进方法的分析研究表明,电加速材料可实现极高的排气粒子速度。这意味着推进剂材料将被非常有效地用于产生推力,而推力从定义上讲就是高比冲。化学火箭的比冲受化学反应限制,在 100 以下。(单位是秒,作为近似值,可以视为 1 磅推进剂产生 1 磅推力的时间长度。)另一方面,通过计算,电气系统应该能够达到 1,000 到 10,000 秒之间的值。比冲的最佳值是根据特定任务的计算确定的,并与在给定时间内完成任务所需的能量有关。