Jakie są rodzaje paliwa rakietowego? Dowiedz się więcej o stałym i ciekłym paliwie rakietowym oraz o tym, jak paliwo rakietowe zmieniało się na przestrzeni czasu

W projektowaniu rakiet chodzi o kompromisy: każdy dodatkowy funt ładunku, który rakieta musi unieść z powierzchni Ziemi, wymaga więcej paliwa, a każda nowa porcja paliwa zwiększa wagę rakiety. Waga staje się jeszcze ważniejszym czynnikiem, gdy próbuje się dostać statek kosmiczny gdzieś tak daleko jak Mars, wylądować tam i wrócić z powrotem. W związku z tym projektanci misji muszą być tak rozsądni i wydajni, jak to tylko możliwe, gdy zastanawiają się, co spakować na statek lecący w kosmos i jakich rakiet użyć.

Przejdź do sekcji

• 2 różne rodzaje paliwa rakietowego
• Czego jeszcze potrzebują rakiety poza paliwem?
• Jak zmieniało się paliwo rakietowe na przestrzeni czasu?
• Dowiedz się więcej o MasterClass Chrisa Hadfielda

Były dowódca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej uczy Cię nauki o eksploracji kosmosu i tego, co przyniesie przyszłość.

2 różne rodzaje paliwa rakietowego

Istnieją dwa główne rodzaje paliwa używanego do wystrzeliwania rakiet z Ziemi: stałe i płynne. W Stanach Zjednoczonych NASA i prywatne agencje kosmiczne używają obu.

• Rakiety na paliwo stałe są proste i niezawodne, jak rzymska świeca, a po zapaleniu nie można ich powstrzymać: palą się do wyczerpania i nie można ich zdławić, aby kontrolować ciąg. Paliwo stałe to kompozyt składający się zazwyczaj ze stałego utleniacza (tj. azotanu amonu, dinitroamidu amonu, nadchloranu amonu, azotanu potasu) w spoiwie polimerowym (środka wiążącego) zmieszanego ze związkami energetycznymi (tj. HMX, RDX), dodatkami metalicznymi (tj. beryl, aluminium), plastyfikatory, stabilizatory i modyfikatory szybkości spalania (tj. tlenek miedzi, tlenek żelaza).
• Rakiety na ciecz zapewniają mniejszy ciąg, ale można nimi sterować, co pozwala astronautom regulować prędkość rakiety, a nawet zamykać i otwierać zawory paliwa, aby włączyć i wyłączyć rakietę. Przykłady paliw płynnych obejmują ciekły tlen (LOX); ciekły wodór; lub tetratlenek diazotu połączony z hydrazyną (N2H4), MMH lub UDMH.

Propelenty gazowe są czasami używane w niektórych zastosowaniach, ale są one w dużej mierze niepraktyczne w podróżach kosmicznych. Propelenty żelowe zainteresowały niektórych fizyków ze względu na ich niską prężność par w porównaniu do paliw ciekłych. Zmniejsza to ryzyko wybuchu. Propelenty żelowe zachowują się jak paliwo stałe podczas przechowywania i jak propelent ciekły w użyciu.

jak wyhodować brzoskwinię z dołu w pomieszczeniu

Czego jeszcze potrzebują rakiety poza paliwem?

Aby przenieść obiekt w kosmos, potrzebujesz oczywiście paliwa. Potrzebny jest również tlen do spalania, aerodynamiczne powierzchnie i silniki przegubowe do sterowania, a także miejsce, w którym gorące rzeczy wyjdą, aby zapewnić wystarczającą siłę ciągu.

Paliwo i tlen są mieszane i zapalane wewnątrz silnika rakiety, a następnie wybuchająca, płonąca mieszanina rozszerza się i wylewa tył rakiety, aby wytworzyć ciąg potrzebny do napędzania jej do przodu. W przeciwieństwie do silnika samolotu, który działa w atmosferze, a zatem może pobierać powietrze, aby połączyć się z paliwem w celu reakcji spalania, rakieta musi być w stanie działać w pustce kosmosu, gdzie nie ma tlenu. W związku z tym rakiety muszą przenosić nie tylko paliwo, ale także własny zapas tlenu. Kiedy patrzysz na rakietę na wyrzutni, większość z tego, co widzisz, to po prostu zbiorniki z paliwem i tlenem, które są potrzebne, aby dostać się w kosmos.

Jak zmieniało się paliwo rakietowe na przestrzeni czasu?

Od początku lotów kosmicznych wprowadzono niewiele zmian w podstawowym składzie chemicznym paliwa rakietowego, ale trwają prace nad projektami bardziej oszczędnych rakiet.

Aby poprawić swoją wydajność, rakiety muszą być mniej paliwożerne, co oznacza, że ​​paliwo musi wypłynąć z tyłu tak szybko, jak to możliwe, aby nadać pożądany pęd i osiągnąć ten sam ciąg. Zjonizowany gaz, napędzany przez dyszę rakietową za pomocą akceleratora magnetycznego, waży znacznie mniej niż tradycyjne paliwa rakietowe. Zjonizowane cząstki są wypychane z tyłu rakiety z niewiarygodnie dużą prędkością, co kompensuje ich niewielką wagę, czyli masę.

Napęd jonowy działa dobrze dla długiego, ciągłego napędu, ale ponieważ wytwarza niższy impuls właściwy, jak dotąd działa tylko na małych satelitach już na orbicie i nie został skalowany dla dużych statków kosmicznych. Aby to zrobić, potrzebne będzie potężne źródło energii — być może jądrowa lub coś, co jeszcze nie zostało wynalezione.

Dowiedz się więcej o eksploracji kosmosu na zajęciach MasterClass Chrisa Hadfielda.

jak się podniecić seksualnie

MasterClass

Sugerowane dla Ciebie

Zajęcia online prowadzone przez największe umysły świata. Poszerz swoją wiedzę w tych kategoriach.

Uczy eksploracji kosmosu

Uczy Konserwacji

Uczy myślenia naukowego i komunikacji

Uczy nauki o lepszym śnie