一种无毒的rosé-colored液体可以为未来的太空提供燃料,并推动登月或其他世界的任务。美国宇航局将首次在太空中测试燃料和兼容的推进系统绿色推进剂注入任务(GPIM),将于本月由SpaceX猎鹰重型火箭发射。
该任务将展示加利福尼亚州爱德华兹空军基地空军研究实验室(AFRL)开发的高性能“绿色”燃料的特殊功能。这种推进剂将羟基硝酸铵与一种氧化剂混合,使其能够燃烧,从而产生一种肼的替代品,肼是目前航天器常用的剧毒燃料。
宇宙飞船喜欢肼,但它对人体有毒。处理这种透明液体需要严格的安全措施——防护服、厚橡胶手套和氧气罐。GPIM承诺更少的处理限制,这将减少发射准备时间。
科罗拉多州博尔德波尔航空航天公司GPIM首席研究员克里斯托弗·麦克莱恩(Christopher McLean)解释说:“航天器可以在制造过程中加油,简化了发射设施的加工过程,从而节省了成本。”该公司领导了这次NASA技术演示任务。
另一个好处是性能。它的密度比肼大,性能提高了近50%——相当于你的车每加仑汽油能多跑50%的英里。这意味着航天器可以用更少的推进剂飞得更远或运行得更久。
为了利用推进剂的好处,工程师们首先必须开发新的硬件——从推进器和油箱到过滤器和阀门。GPIM使用一组在不同场景下点火的推进器来测试发动机的性能和可靠性。计划的机动包括轨道下降和航天器指向。
位于华盛顿州雷德蒙德的Aerojet Rocketdyne公司设计、建造并广泛测试了GPIM推进系统。硬件包括一个推进剂罐和5个1牛顿推进器,用于携带无毒燃料。
航空喷气公司的业务发展总监弗雷德·威尔逊在航天器推进系统方面有数十年的经验。威尔逊通过飞行演示,赞扬了美国宇航局为这项技术提供的资金。将这种绿色推进剂从实验室带到太空,可以确保这种能力能够被政府和工业界完全采用。
“如果不是最初的投资和第一次做某件事的固有风险,这项技术可能已经在太空中了,”美国国家航空航天局的主管Dayna Ise说技术示范任务计划负责管理GPIM。“美国国家航空航天局站出来资助它,因为我们看到了这项技术推动航天发展的价值和潜力。”
威尔逊说,在GPIM工作的基础上,aerjet公司正在推进一系列其他推力级推进系统,以利用高性能绿色推进剂。
威尔逊说:“我们看到整个航天工业都对使用绿色推进剂感兴趣。”“趋势是卫星越来越小,在一个小的包里完成更多的任务。”
这项技术吸引了预算少、空间和重量严重受限的小型和立方体卫星制造商。从小型卫星到大型航天器,大量的太空任务都可以通过使用绿色推进剂受益。“GPIM有可能激发新的想法和新的使命,”麦克莱恩说。
GPIM将说明绿色燃料的好处,并有助于改进卫星的设计和操作。不管航天器的目的或目的地是什么,推进剂和推进系统都可以用来代替肼。
美国宇航局被要求在2024年将人类送上月球,并在2028年之前建立可持续的存在。这项技术有可能被用于各种各样的月球任务阿耳特弥斯计划但首先必须在太空中进行演示。
GPIM是一项技术演示任务,由美国宇航局空间技术任务理事会(STMD)。它利用了美国国家航空航天局(NASA)、鲍尔航空航天公司(Ball Aerospace)、Aerojet Rocketdyne和美国空军研究实验室(AFRL)的政府-行业专家团队。GPIM是作为国防部空间试验计划-2 (STP-2)任务的一部分发射的20多颗卫星之一,该任务由美国空军空间与导弹系统中心管理。
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