NASA testira tehnologiju za super hladno skladištenje goriva

U svemirskom vakuumu, gdje temperature mogu pasti i do minus 230 stupnjeva Celzijusa, može se činiti da je lako održavati stvari hladnima. Ali stvarnost je složenija za očuvanje ultrahladnih fluidnih pogonskih goriva, koja se lako mogu pregrijati zbog sustava na brodu, sunčevog zračenja i ispušnih plinova svemirskih letjelica. Rješenje je metoda koja se naziva upravljanje kriogenim tekućinama, skup tehnologija koje pohranjuju, prenose i mjere superhladne tekućine za površinu Mjeseca, Marsa i buduće dugotrajne svemirske misije.

Super hladne ili kriogene tekućine poput tekućeg vodika i tekućeg kisika najčešća su pogonska goriva za istraživanje svemira. Unatoč hladnom okruženju, svemir ima "vrući" učinak na ova pogonska goriva zbog njihovih niskih točaka vrelišta, oko -253,33°C za tekući vodik i oko -183,33°C za tekući kisik što ih dovodi u opasnost od isparavanja.

U prvoj demonstraciji te vrste, timovi u NASA-i testiraju inovativan pristup postizanju skladištenja tekućeg vodika bez isparavanja korištenjem dvije faze aktivnog hlađenja koje bi mogle spriječiti gubitak vrijednog pogonskog goriva.

"Za uspješne dugotrajne misije u duboki svemir poput Mjeseca i Marsa moraju se primijeniti tehnologije za smanjenje gubitka pogonskog goriva", rekla je Kathy Henkel, vršiteljica dužnosti voditeljice NASA-inog projekta za upravljanje kriogenim fluidima sa sjedištem u NASA Marshallu. "Dvostupanjsko hlađenje sprječava gubitak pogonskog goriva i uspješno omogućuje dugoročno skladištenje pogonskog goriva, bilo u tranzitu ili na površini planetarnog tijela."

Nova tehnika, poznata kao hlađenje "cijevi na spremniku", integrira dva kriohladnjaka ili uređaja za hlađenje kako bi se pogonsko gorivo održalo hladnim i spriječili višestruki izvori topline. Helij, ohlađen na oko minus 220 stupnjeva Celzija, cirkulira kroz cijevi pričvršćene na vanjsku stijenku spremnika pogonskog goriva.

Timovi su početkom lipnja instalirali spremnik pogonskog goriva u ispitnom prostoru, a 90-dnevna testna kampanja trebala bi završiti u rujnu. Spremnik je omotan višeslojnom izolacijom koja uključuje tanki aluminijski toplinski štit postavljen između slojeva. Drugi set cijevi, koje nose helij na temperaturi od oko minus 183,33°C, integriran je u štit. Ovaj međusloj za hlađenje presreće i odbija dolaznu toplinu prije nego što dođe do spremnika, smanjujući toplinsko opterećenje sustava cijevi na spremniku.

Kako bi se spriječilo opasno nakupljanje tlaka u spremniku pogonskog goriva u trenutnim sustavima svemirskih letova, isparene pare moraju se ispuštati, što rezultira gubitkom vrijednog goriva.

Uklanjanje takvih gubitaka pogonskog goriva ključno je za uspjeh NASA-inih najambicioznijih misija, uključujući buduća putovanja s posadom na Mars, koja će zahtijevati skladištenje velikih količina kriogenog pogonskog goriva u svemiru mjesecima ili čak godinama. Do sada su se kriogena goriva koristila samo za misije koje traju kraće od tjedan dana.