Применение метана в ракетно-космической технике
Ракетным топливом XXI века обещает стать метан в паре с жидким кислородом. В пользу его применения говорят, как энергетические характеристики, так дешевизна и распространенность. Метан по плотности и эффективности находится между керосином и водородом. Но
Проектыосвоения ближнего космоса, предполагающие создание на орбитезаводов-лабораторий по производству новых материалов, обитаемых илиавтоматических баз на Луне и Марсе или хотя бы запуск спутников для обеспеченияпокрытия земной поверхности высокоскоростной связью, не возможны без наличия серьезныхинтеллектуальных и финансовых ресурсов.
Так,например, по данным NASA, создание наЛуне обитаемой базы обошлось бы сегодня в $ 38 млрд. Но надо учесть, что наЛуну космические исследователи смотрят, прежде всего, как на полигон поотработке технологий, необходимых для колонизации Марса.
Но одинтолько полет на Красную планету, по оценкам бизнесмена Илона Маска - автораидеи переселения в XXIвеке на Марсодного миллиона землян, составит, по крайней мере, $ 10 млрд. И таких полетовдолжно быть сделано 10 тыс.
Наличиеуже готовых технологий и повторение пройденных миссий способны сократитьзатраты примерно в два раза. Так, решившись сегодня повторить миссию Apollo, страна или частная компания должныбыли бы вложить в нее порядка $ 12 млрд., по сравнению с $25 млрд., которые СШАв прошлом веке потратили на лунную гонку.
Но проблемасостоит в том, что многих решений для задач, стоящих перед космической отраслью,еще не существует, а имеющиеся - не соответствуют требованиям времени.
Сегодняшняяинтенсификация космической деятельности однозначно потребует снижения стоимостивыведения полезной нагрузки на орбиту и повышения экологичности и безопасных ракетныхдвигателей.
Напервом этапе развития космических технологий эти факторы были вторичными.Наилучшие результаты советской космической программы были достигнутыракетами-носителями «Протон», использующими в качестве жидкостного компонентатоплива - гептил (несимметричный диметилгидразин). Пары этого вещества оченьтоксичны и смертельно ядовиты.
Американскаякосмическая программа использовала для своих целей преимущественнотвердотопливные ракетные ускорители. Но и здесь побочным эффектом использованияявляется высокая пожароопасность и выделение ядовитых соединений, в частности,диоксинов.
Сейчасуже не подлежит сомнению то, что авиакосмическая деятельность является одной изпричин уничтожения озонового слоя. Использование гептила в российскихракетах-носителях «Протон» стало одной из причин ограничений, введенныхКазахстаном для запусков этих ракет с космодрома Байконур.
Государства,создающие новую ракетную технику, проектируют для нее двигатели на керосине ижидком кислороде. Хотя и эта технология уже не молода. В качестве примеровможно привести украинский РН «Зенит», российский РН «Ангара», Falkon-9 SpaceXИлона Маска и другие.
Нарядус твердотопливными ускорителями, ступени на жидком кислороде и водородеиспользуются в европейской РН Ariane-5 и американскойDelta-4Heavy, которые конкурируют между самой зазвание самых мощных носителей.
Тем неменее, ракетным топливом XXIвека обещаетстать метан в паре с жидким кислородом. В пользу его применения говорят, как энергетические характеристики, так дешевизна и распространенность.Метан по плотности и эффективности находится между керосином и водородом. Носырьевая база добычи метана намного шире, чем у керосина. Фактически, этоприродный газ, который можно сжижать и использовать в качестве ракетноготоплива. Хранить его в виде топлива проще и удобнее жидкого водорода.
Однимиз способов снижения стоимости космических перелетов является созданиемногоразовых двигателей. И как раз здесь метан обладает еще однимпреимуществом. Камеру криогенного двигателя можно освобождать от топлива путем нагревадо температуры минус 160 градусов Цельсия. У водорода этот порог значительнониже. К преимуществам использования метана относится возможности снижениятемпературы генераторного газа, который является одним из причин недолговечностидвигателей и другие факторы надежности.
Начинаяс 80-х гг прошлого века работы над метановыми двигателями ведутся во многихкосмических организациях. Среди них можно назвать российские НПО «Энергомаш»,КБ химавтоматики и КБ химического машиностроения, американские BlueOriginи Firefly Space Systems, (активы которойсовсем недавно приобрел основатель Noosphere Ventures Максим Поляков)японские и китайские компании. Не так давно к ним прибавилась SpaseX Илона Маска.
Испытанный в конце прошлого года двигатель Raptor, который Маск предполагает использоватьдля сверхтяжелого носителя РН Falcon Heavy, работаетименно на метане. В общем, с большой долей вероятности, именно метановомудвигателю и предстоит обеспечить вывод на орбиту «Межпланетной транспортнойсистемы», которая впоследствии доставит на Марс первых землян, а затем и другихколонистов.
Поставлятьтопливо с Земли для длительных путешествий по Солнечной системе тоже непридется. Производить его можно прямо в космосе путем нагревания, смешавуглекислый газ и водород (эффект Сабатье). Кроме того, уже сейчас понятно, чтометаном богаты многие небесные тела Солнечной системы – Юпитер, Сатурн, Уран иНептун. На спутнике Сатурна – Титане буквально идут метановые дожди, поэтому онв будущем мог бы стать межпланетной заправочной базой.
- 1000+ днів війни: чи достатньо покарати агрессора правовими засобами?! Дмитро Зенкін вчора о 21:35
- Горизонтальний моніторинг як сучасний метод податкового контролю Юлія Мороз вчора о 13:36
- Ієрархія протилежних правових висновків суду касаційної інстанції Євген Морозов вчора о 12:39
- Чужий серед своїх: право голосу і місце в політиці іноземців у ЄС Дмитро Зенкін 20.11.2024 21:35
- Сталий розвиток рибного господарства: нові можливості для інвестицій в Україні Артем Чорноморов 20.11.2024 15:59
- Кремль тисне на рубильник Євген Магда 20.11.2024 15:55
- Судова реформа в контексті вимог ЄС: очищення від суддів-корупціонерів Світлана Приймак 20.11.2024 13:47
- Як автоматизувати процеси в бізнесі для швидкого зростання Даніелла Шихабутдінова 20.11.2024 13:20
- COP29 та План Перемоги. Як нашу стратегію зробити глобальною? Ксенія Оринчак 20.11.2024 11:17
- Ухвала про відмову у прийнятті зустрічного позову підлягає апеляційному оскарженню Євген Морозов 20.11.2024 10:35
- Репарації після Другої світової, як передбачення майбутнього: компенсації постраждалим Дмитро Зенкін 20.11.2024 00:50
- Що робити під час обшуку? Сергій Моргун 19.11.2024 19:14
- Як реагувати на вимоги поліції та ТЦК: поради адвоката Павло Васильєв 19.11.2024 17:55
- Як зниження міжнародної підтримки впливає на гуманітарне розмінування в Україні Дмитро Салімонов 19.11.2024 14:12
- Українські діти війни: більше 10 років російської агресії, 1000 днів незламності Юрій Гусєв 19.11.2024 12:16
-
Віктор Ющенко та партнери відчужили право на видобуток газу на Полтавщині
Бізнес 87807
-
Головний прапор країни приспустили: яка причина
Життя 76629
-
"Ситуація критична". У Кривому Розі 110 000 жителів залишаються без опалення
Бізнес 15503
-
Ми втрачаємо покоління інженерів і програмістів. Як математика впливає на майбутнє України
11864
-
Британія утилізує п'ять військових кораблів, десятки гелікоптерів і дронів задля економії
Бізнес 9038