NASA打造全球最大的液態(tài)氫儲罐
日前,位于佛羅里達州的肯尼迪航天中心探測地面系統(tǒng)(EGS)宣稱將很快在Pad 39B ,建造世界上最大的液氫(H 2)儲罐,以支持美國宇航局(NASA)的SLS火箭加油。
SLS火箭旨在發(fā)射獵戶座宇宙飛船,將人類送往遙遠的月球和火星等,SLS核心級和空間級發(fā)射計劃將需要73萬加侖的液態(tài)H2和液態(tài)O2,為四個核心級和單個上級發(fā)動機提供燃料。
當NASA向月球發(fā)射第一批宇航員時,土星V第二和第三階段的推進劑是液態(tài)H2和液態(tài)氧(O2)。在裝入運載火箭之前,它們被儲存在85萬加侖的球形容器中,每個距離墊約1500英尺。這些儲油罐在30年的航天飛機計劃中起到了同樣的作用。
但肯尼迪勘探研究和技術項目高級首席研究員James Fesmire認為這一設備設計已經過時。
雖然液態(tài)H2和液態(tài)O2是優(yōu)質的高性能火箭推進劑,但液態(tài)的O2的溫度為-297華氏度,H2為-423華氏度,在常規(guī)環(huán)境溫度下,這些液體猶如放進烤箱的冰,存在強烈的揮發(fā)。
肯尼迪工程公司的研究工程師Adam Swanger表示:“現有的儲罐均采用真空夾套,厚度為3英尺厚的珍珠巖。在1965年他們是最先進的儲罐裝置,但揮發(fā)問題是長期持續(xù)存在的問題,大量的損失不可避免!
根據Fesmire的說法,為航天飛機三個主發(fā)動機供能所購買的液態(tài)H2,約有一半由于蒸發(fā)作用損失。
為解決這一問題,2001年以來,肯尼迪勘探研究和技術項目的首席研究員Bill Notardonato博士和佛羅里達太陽能中心的Jong Baik博士一直在該中心的低溫測試實驗室工作,通過始于分析、建模和一系列實驗室的研究測試,開創(chuàng)了減輕上述損失的技術。
新技術集成制冷和儲存(IRaS)是一種制冷系統(tǒng),可以控制儲罐內的液體,并使用集成熱交換器和低溫制冷系統(tǒng)直接移除熱能與全新的玻璃“氣泡”絕緣材料結合,可有效控制蒸發(fā)。
數據顯示,IRaS花費約15美分的電力可以節(jié)省1美元H2,結合玻璃泡沫保溫,將使液體H2的蒸發(fā)損失減少46%。這對于容納125萬加侖的H2油箱尤為重要。
值得一提的,NASA正在開發(fā)最先進的空間推進技術,參與支持的商業(yè)公司和合作伙伴包括SpaceX和Blue Origin等。
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