НАСА испытает новое ракетное топливо

Прикладная наука постоянно ведёт поиск нового ракетного топлива: у существующего либо слабая удельная тяга, либо оно дорого, либо высокотоксично, а иногда и то, и другое, и третье. Но прогресс тут не слишком торопится, оттого самым массовым горючим для спутников до сих пор остаётся, среди прочих, гидразин — тот самый, что впервые использовался ещё на Me.163, в первой половине 1940-х.

 

В Boeing готовятся к загрузке гидразина в космическую Обсерваторию солнечной динамики НАСА. Но выглядит это так, будто предстоит высадка на планету с аммиачной атмосферой. Что ж, гидразин чрезвычайно ядовит. (Фото NASA.)

Во вспомогательных двигателях спутников он применяется в виде монотоплива, что позволяет использовать простой и надёжный двигатель, а также облегчает длительное хранение компонента. Однако в таком качестве гидразин не очень-то эффективен: его удельная тяга не превышает 190 с.

В западном мире большой интерес в этом смысле привлекли два вида ионных жидкостей. Первая, продвигаемая в США, — это AF-M315E, основанная на NH3OHNO3 (HAN) и разработанная компанией Aerojet для ВВС США. Вторая — LMP-103S — создана Шведской космической корпорацией (ECAPS); она базируется на динитрамиде аммония NH4N(NO2)2 (ADN). О последнем мы поговорим в другой раз, а пока сосредоточимся на перспективах AF-M315E.

Оба вида менее токсичны, чем гидразин, особенно их пары. «Мы обнаружили, что пероральная токсичность AF-M315E меньше, чем у кофеина, а токсичность паров пренебрежимо мала, — рассказывает Том Хокинс (Tom Hawkins) из отдела ракетных топлив ракетного подразделения Исследовательской лаборатории ВВС США. — Воспламеняемость паров AF-M315E также фактически близка к нулю, и будет очень трудно поджечь и поддерживать сгорание этого топлива [в обычных условиях]. Вы даже сможете погасить им небольшое пламя!».

Более того, разработчик утверждает, что у AF-M315E «удельная энергетическая плотность, примерно вдвое превышающая показатель гидразина».

Само собой, НАСА давно интересуется этой разработкой. Но поскольку применять её в основном предстоит на спутниках (а они нынче в подавляющем большинстве коммерческие), внедрение этого монотоплива непросто представить: заказчики не будут рисковать только из-за его преимуществ, поскольку они никогда не найдут деньги на самостоятельные испытания топлива. Словом, НАСА выступает тут первопроходцем.

Небольшой спутник Ball Configurable Platform 100, на котором в 2015 году НАСА будет отрабатывать двигатели на AF-M315E (фото Ball Aerospace).

По программе Green Propellant Infusion Mission, стоящей $45 млн, предполагается произвести и впервые использовать в космосе двигатели на базе AF-M315E. Первый старт назначен на 2015 год, но подробности о нём широкой публике недоступны.

Кроме резкого снижения токсичности топлива, в случае успеха можно будет говорить и о заметном росте жизненного цикла спутников, который сейчас ограничен в основном запасами горючего, требующегося для периодической корректировки орбиты. Учитывая высокую плотность и лучшие энергетические характеристики AF-M315E, теоретически можно ожидать удвоения времени активной службы ИСЗ при той же массе топлива.

Подготовлено по материалам Phys.Org.

Источник: Компьюлента