几十年来,美国宇航局一直依赖一种高效但剧毒的燃料——肼,为卫星和载人飞船提供动力。现在,该机构正在为用一种更安全、更清洁的替代品取代这种推进剂奠定基础。
美国宇航局的绿色推进剂注入任务(GPIM)已经通过了首次推进器脉冲测试,这是一个重要的里程碑,为计划于2015年进行的试飞铺平了道路,该机构官员表示。美国宇航局周二(7月9日)在华盛顿特区,在与航空航天工业官员和科罗拉多州参议员马克·乌达尔(D-CO)的简报会上公布了火箭推进器的成功。
GPIM计划旨在证明,一种性能比肼高出近50%的绿色燃料可以为环绕地球的卫星以及最终的深空任务提供动力。
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肼为卫星和载人飞船提供了多年的动力,但它具有高度易燃性和腐蚀性,使其运输危险且昂贵。由于这种燃料如果吸入或接触皮肤会造成极大的危害,因此由穿着充气服的工人处理。
这种新的火箭燃料,称为AF-M315E,要温和得多;它被储存在玻璃罐中,被描述为毒性比咖啡因还小。
这种推进剂是一种高能离子液体,其蒸发速度较慢,并且比肼需要更高的热量才能点燃,使其更稳定且不易燃。其主要成分是硝酸羟铵,燃烧时会释放出无毒气体,如水蒸气、氢气和二氧化碳。
重要的是,M315E足够安全,可以在航天器前往发射台之前装载,这将减少航天器地面处理的时间和成本。
美国宇航局的太空技术任务理事会(STMD)副局长迈克尔·加扎里克说:“在当今世界,你不能也不想把装满肼的航天器运出去。”
民主党人乌达尔表示,新的推进剂将减少对环境的危害,提高燃料效率,并为更复杂的发射铺平道路。
“我不知道这里有什么不值得喜欢的,”他周二告诉记者。
一家位于乌达尔家乡州的公司,鲍尔航空航天公司,一直在与分包商航空喷气罗克达因公司以及美国宇航局的科学家合作,开发一种能够处理这种新型环保燃料的推进系统。该项目正得到美国宇航局太空技术任务理事会的支持,这是一个新成立的办公室,负责向太空机构实现其深空探索目标所需的关键技术注入资金。
鲍尔和航空喷气官员表示,他们成功地使用一个22牛顿(5磅力)的推进器完成了新燃料的测试,实现了11小时的连续燃烧。在计划于2015年进行的演示飞行中,该推进器将与四个较小的1牛顿推进器同时点火,以便在太空中进行机动,从而改变轨道和高度。
目前,GPIM团队正处于初步设计审查阶段。他们希望在年底前通过关键设计审查,这将为绿色推进系统在2015年初搭乘一个方形卫星——鲍尔可配置平台100航天器总线——发射奠定基础。
据一位太空机构发言人称,美国宇航局的GPIM预算约为4230万美元,其中包括与鲍尔签订的约3530万美元的合同。鲍尔正在开发飞行航天器的软件,而基本推进器技术则由航空喷气罗克达因公司提供。与此同时,爱德华兹空军研究实验室正在为此次任务提供所需的所有推进剂。
M315E只是美国宇航局正在探索的旨在提高未来任务效率的一种新型推进技术。一些方案甚至不需要推进剂燃料,例如利用太阳能量在太空中发送飞行器的太阳帆。
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