Это интересно: Почему ракеты на метане — наше будущее?

Перевод интересного материала о топливном разнообразии в сегодняшней ракетной индустрии.

В закладки
Аудио

Одна из самых интересных вещей в космических перелётах — это выбор ракетного топлива. У нас существует довольно много вариантов, так что выбирать есть из чего. В основном, когда речь заходит о выборе топлива, то большинство ракетостроителей сразу же обращаются к тому, в котором окислителем является кислород. А затем подбирают к нему горючее, пытаются получить правильные соотношения и так далее.

Выбор компонентов топлива напрямую зависит от ваших целей. Ракета-носитель Сатурн-5, которая доставила первых людей на Луну, использовала более двух миллионов литров керосина (также известного как RP-1) и жидкого кислорода (также известного как LOX) – этого почти что хватит для заполнения 50-метрового олимпийского бассейна.

И после сотни лет исследований в области ракетного топлива, в которых рассматривалось огромное количество вариантов – от водорода до парафина – мы пришли к кое-чему новому. Метан – одно из самых распространённых веществ на нашей планете – наконец-то находится в центре внимания ракетостроителей. И, возможно, что именно метан приведёт нас на Марс.

Более эффективный двигатель

Эффективность ракетного топлива измеряется понятием удельного импульса. Чем больше удельный импульс, тем меньше топлива вам придётся потратить для получения определённого количества движения. Это космическая версия литров на сотню километров.

Двигатель BE-4 компании Blue Origin

Джейк Тюферт, который работает в американской космической компании Tesseract Space, отмечает, что комбинация жидкого кислорода и жидкого метана даёт на 5% большую производительность, нежели комбинация жидкого кислорода и керосина. И это при одном и том же давлении в камере сгорания. Но:

Двигатели, работающие на метане, могут быть спроектированы для работы при более высоких давлениях. Если учитывать увеличение эффективности, которую даёт повышенное давление в камере сгорания, то метановый двигатель будет на 20% более производительным, чем керосиновый.

Такое увеличение эффективности означает значительную экономию средств, а значит потенциально может сделать космические перелёты дешевле. При увеличении удельного импульса уменьшается количество метана, необходимого для отрыва ракеты от стартового стола. Меньшее количество метана - меньшие топливные баки. Метан также облегчает процесс собственного хранения перед запуском и упрощает конструкцию топливных насосов.

Ещё одно преимущество метана как компонента топлива - он создаёт избыточное давление в баках, в которых находится. Это называется автогенный наддув. И он позволяет не использовать какие-либо сторонние системы наддува для своих топливных баков.

Лёгкий и дешёвый в производстве

Метан может сделать космос доступнее и иным путём. По словам Патрика Неймана, работающего в компании Neumann Space, производство метана гораздо проще по сравнению с производством керосина.

Убрать всё ненужное в ракетном горючем - достаточно сложная задача. И с керосином возникает гораздо больше проблем.

Джейк Тюферт с ним согласен:

Керосин изготавливается небольшими партиями по высокой цене. Ракеты не метане могут использовать сжиженный природный газ - а у него широкая промышленная база.

Один из самых больших недостатков перехода на метан в качестве горючего состоит в том, что приходится создавать очень дорогое пусковое оборудование для новых ракет. Но новые космические компании (такие как Blue Origin и SpaceX) пытаются получать прибыль на развитие инфраструктуры. Их создатели хотят перенести человечество в новую космическую эпоху - и они могут заставить всю отрасль изменяться и адаптироваться быстрее, чем это может сделать неповоротливый гигант вроде NASA.

На пути к Марсу

Самое большое изменение, которое мы заметим в новом поколении ракет состоит в том, что они будут способны возвращаться обратно на Землю. В упрощённом виде это будет выглядеть так: ракета возвращается, мы втыкаем в неё топливный шланг, а затем она летит снова. Как самолёт.

Илон Маск - один из тех людей, который говорит об уменьшении цены на запуск постоянно. Совсем неудивительно то, что его компания SpaceX (как и Blue Oirgin Джефф Безоса) разработала собственный метановый двигатель. Речь идёт о двигателях Raptor и BE-4 .

Фотография с огневых испытаний двигателя Raptor

Сокращению затрат на запуск способствует и тот факт, что продукты сгорания в метановом двигателе гораздо чище, чем в керосиновом. В выхлопе последнего образуется много сажи, которая ограничивает возможность использовать двигатель многократно. Но будущее метановых ракет выходит далеко за рамки повторного использования.

Представленный в 2013-м году двигатель Raptor был объявлен как многоразовый метановый двигатель, который будет устанавливаться на следующем поколении ракет SpaceX, предназначенных для колонизации Марса.

Метановые заводы на Красной планете

Посмотрите на Марс. Атмосфера на 95% состоит из углекислого газа. Под поверхностью планеты скрывается водяной лёд. А вода и углекислый газ - всё, что необходимо для производства метана!

Представление SpaceX о путешествии на Марс из 2016-го года. Выглядит захватывающе.

С правильными технологиями марсианская колония может стать полностью самодостаточной в плане энергоснабжения. А при должном объёме производства - иметь лёгкую возможность вернуться на Землю. Метановые двигатели многократного использования могут сделать Марс не просто пунктом назначения. Мы может остановиться там очень надолго.

Патрик Нойманн считает, что метан - это краеугольный камень в наших попытках попасть на Марс.

Я полагаю, что кислород-водородное топливо найдёт собственную нишу благодаря своей высокой эффективности. Но смесь жидкого метана и жидкого кислорода выглядит как очень серьёзный конкурент для этой топливной пары. Если повторное использование снизит стоимость запуска до такой степени, что выгоднее будет использовать метановую ракету дважды, чем водородную единожды, то почему бы и нет?

Всё это может быть намного ближе, чем мы с вами полагаем. Так что метан, на который так надеется небольшое количество очень богатых людей, может открыть для нас новую эпоху в освоении космоса.

Автор перевода ведёт в Telegram собственный канал, в котором ежедневно появляются новости из мира частной космонавтики. Так что заглядывайте - не одними SpaceX и Blue Origin богаты.

Материал опубликован пользователем.
Нажмите кнопку «Написать», чтобы рассказать свою историю.

Написать
{ "author_name": "Paul Potseluev", "author_type": "self", "tags": [], "comments": 18, "likes": 24, "favorites": 36, "is_advertisement": false, "subsite_label": "tech", "id": 120262, "is_wide": false, "is_ugc": true, "date": "Wed, 09 Oct 2019 14:26:42 +0300", "is_special": false }
0
{ "id": 120262, "author_id": 24604, "diff_limit": 1000, "urls": {"diff":"\/comments\/120262\/get","add":"\/comments\/120262\/add","edit":"\/comments\/edit","remove":"\/admin\/comments\/remove","pin":"\/admin\/comments\/pin","get4edit":"\/comments\/get4edit","complain":"\/comments\/complain","load_more":"\/comments\/loading\/120262"}, "attach_limit": 2, "max_comment_text_length": 5000, "subsite_id": 214344, "last_count_and_date": null }
18 комментариев
Популярные
По порядку
Написать комментарий...

На правах поддержки участников нашей команды. Автор перевода ведёт в Telegram собственный канал, в котором ежедневно появляются новости из мира частной космонавтики. Так что заглядывайте - не одними SpaceX и Blue Origin богаты. 

https://t.me/newspace_times 

Ответить
Перейти к комментарию

Комментарий удален

Комментарий удален

13

Ракеты на сметане - наше будущее 

Ответить
5

Полностью согласны

Ответить
4

На правах поддержки участников нашей команды. Автор перевода ведёт в Telegram собственный канал, в котором ежедневно появляются новости из мира частной космонавтики. Так что заглядывайте - не одними SpaceX и Blue Origin богаты. 

https://t.me/newspace_times 

Ответить
0

Как могут быть сотни лет исследований в области ракетного топлива ?

Ответить
1

Не сотни, сотня.
С ракетным топливом начали баловаться в начале прошлого века, а Роберт Годдард запустил свою первую ракету на жидком топливе в 1926-м году.

Ответить
0

Кстати, советую почитать наш довольно старый уже текст «Ракетостроение сквозь века». Много нового подчерпнёте, уверен.

Ответить
0

А вам интересны баллистические ракеты ?

Ответить
0

Только направленные в сторону подлых капиталистов!

Ответить
1

Не увидел ответа на самый главный вопрос: А почему, если он так крут его не использовали раньше ?

Ответить
1

Керосиновое лобби

Ответить
0

Все так, но тут та же проблема, что использование ядерного топлива. Может рвануть.

Ответить
0

Как будто керосин не может. Или на чем там союзы летают?

Ответить
9

На честном слове.

Ответить
1

Метанил до того, как это стало ракетой.

Ответить
1

Легковушку на метан перевести стоит 85к. Держу в курсе

Ответить
1

А чем кормят ракету перед запуском? Бобовыми?

Ответить

Комментарий удален

Комментарий удален

Комментарий удален

0

Мы может остановиться там очень надолго.

А лет через 25 эта колония объявит независимость и тд и тп... не надо нам такое

Ответить
0

Жаль что нет ракет на сметане.

Ответить
Обсуждаемое
Новости
Правообладатели отключили серверы плеера Moonwalk, который использовали пиратские сайты в России
Система была популярна среди пиратских онлайн-кинотеатров.
Новости
Сооснователь и бывший главред TJ Никита Лихачёв перешёл в Mail.ru Group
Удачи!
Путешествия
Как я получила визу в США со второй попытки
Делюсь опытом и не развеиваю миф о том, что русской незамужней девушке иммиграционного возраста сложно получить туристическую визу в штаты.
Популярное за три дня
Интернет и мемы
Девушка, которая почти всю жизнь была парализована, навещает свою медсестру
Она приготовила ей лучший подарок
Интернет и мемы
Косплеи, которые мы заслужили
В соцсетях принялись пародировать мемные картинки вроде кота ЪУЪ. Получается довольно странно.
Истории
От пожизненного срока до высокооплачиваемой работы в Кремниевой долине: история убийцы, ставшего в тюрьме инженером
Освободившийся спустя 22 года Захари Мур работает в технологической компании. Благодаря курсам программирования.
[ { "id": 1, "label": "100%×150_Branding_desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox_method": "createAdaptive", "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "ezfl" } } }, { "id": 2, "label": "1200х400", "provider": "adfox", "adaptive": [ "phone" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "ezfn" } } }, { "id": 3, "label": "240х200 _ТГБ_desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "i", "ps": "cndo", "p2": "fizc" } } }, { "id": 4, "label": "Article Branding", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "cfovy", "p2": "glug" } } }, { "id": 5, "label": "300x500_desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "ezfk" } } }, { "id": 6, "disable": true, "label": "1180х250_Interpool_баннер над комментариями_Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "h", "ps": "clmf", "p2": "ffyh" } } }, { "id": 7, "label": "Article Footer 100%_desktop_mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet", "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "byswn", "p2": "fjxb" } } }, { "id": 8, "label": "Fullscreen Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "fjoh" } } }, { "id": 9, "label": "Fullscreen Mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "phone" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "fjog" } } }, { "id": 10, "disable": true, "label": "Native Partner Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "clmf", "p2": "fmyb" } } }, { "id": 11, "disable": true, "label": "Native Partner Mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "clmf", "p2": "fmyc" } } }, { "id": 12, "label": "Кнопка в шапке", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "fdhx" } } }, { "id": 13, "label": "DM InPage Video PartnerCode", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet", "phone" ], "adfox_method": "createAdaptive", "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "h", "ps": "cndo", "p2": "flvn" } } }, { "id": 14, "label": "Yandex context video banner", "provider": "yandex", "yandex": { "block_id": "VI-223677-0", "render_to": "inpage_VI-223677-0-130073047", "adfox_url": "//ads.adfox.ru/228129/getCode?pp=h&ps=cndo&p2=fpjw&puid1=&puid2=&puid3=&puid4=&puid8=&puid9=&puid10=&puid21=&puid22=&puid31=&puid32=&puid33=&fmt=1&dl={REFERER}&pr=" } }, { "id": 15, "label": "Баннер в ленте на главной", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet", "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "byudv", "p2": "ftjf" } } }, { "id": 16, "label": "Кнопка в шапке мобайл", "provider": "adfox", "adaptive": [ "tablet", "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "ccydt", "p2": "ftwx" } } }, { "id": 17, "label": "Stratum Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "fzvb" } } }, { "id": 18, "label": "Stratum Mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "tablet", "phone" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "cndo", "p2": "fzvc" } } }, { "id": 20, "label": "Кнопка в сайдбаре", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "chfbk", "p2": "gnwc" } } } ]