Новый ракетный двигатель: метан на службе у космонавтики. Видео

людаВ начале 2007 года, пустыню Мохаве (Mojave) озарило ослепительное пламя, вырывавшееся из сопла сверхнового ракетного двигателя. На первый взгляд это выглядело как обычное испытание ракетного двигателя, но все же оно было другим. В то время как в большинстве ракет NASA применяются жидкий кислород и водород или твердые химические реактивы, в новом двигателе используется метан.

Основной двигатель разработан специалистами компании XCOR Aerospace, и он пока не готов к использованию в космических полетах, но если технология себя оправдает, ракетные двигатели такого типа смогут стать ключом к межпланетным полетам и освоению дальнего космоса.

Видео: испытания метанового двигателя в пустыне Мохаве

Большое количество метана (CH4), главного элемента природного газа, можно найти практически повсюду в солнечной системе. Его можно добывать на Марсе, Титане, Юпитере и многих других планетах и спутниках. Ракетам, покидающим Землю, не придется нести с собой большое количество топлива: подзаправиться можно будет и по прибытии.

Удивительно, но этот легковоспламеняющийся газ никогда раньше не использовался в качестве ракетного топлива. Только теперь группы ученых и инженеров из различных исследовательских центров разрабатывают жидко-кислородно-метановые двигатели будущего, чтобы облегчить процесс освоения космоса и сделать возможным межпланетные полеты.

"Разработку таких двигателей спонсирует программа развития технологий NASA (NASA's Exploration Technology Development Program). Результаты показывают, насколько важным может быть исследование новых технологий для будущих научных космических миссий - говорит Марк Клем, управляющий из исследовательского центра Гленн (Mark D. Klem, Glenn Research Center) - У метана очень много преимуществ. Вопрос в том, почему мы до сих пор до этого не додумывались?"

Давайте прикинем. Жидко-водородное топливо, используемое в космических аппаратах, должно храниться при температуре -252,9 градусов Цельсия - всего лишь на 20 градусов выше температуры абсолютного нуля! Жидкий метан, в свою очередь, можно хранить при более высоких температурах (-161,6 ^оС). Это означает, что баки с метаном не требуют мощной теплоизоляции, т.е. становятся легче и дешевле. Кроме того, баки могут быть меньше в размерах, т.к. жидкий метан плотнее жидкого водорода, что также может сэкономить много средств для запуска ракеты в космос. А еще метан безопасен для человека и экологически чист, в противоположность некоторым видам токсичного ракетного топлива, применяемым сейчас в космических аппаратах.

Но все же самым важным является то, что метан есть на многих планетах и спутниках, которые NASA планирует посетить в будущем. Среди них - Марс.

И хотя Марс не очень богат метаном, метан можно получить с помощью эффекта Сабатье: смешать немного углекислого газа (СО2)с водородом (Н), затем нагреть смесь для получения СН4 и Н2О - метана и воды. Атмосфера Марса содержит огромное количество углекислого газа, а небольшое количество водорода, требуемого для процесса, можно привезти с собой с Земли или добыть изо льда прямо на Марсе.

Если взглянуть вглубь солнечной системы, метана становится все больше и больше. На спутнике Сатурна Титане в прямом смысле слова идут метановые дожди. Озера и реки из метана и других углеводородов на Титане могут стать в один прекрасный день заправочными станциями для кораблей землян.

Представьте, как ракета с метановым двигателем приземляется на Титане, робот собирает различные пробы, перезаправляется и привозит обратно на землю собранные образцы. Никогда раньше не предпринимались такие далекие вылазки за грунтом с возвратом на Землю.

В атмосфере Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна также есть метан, а на поверхности Плутона есть много метанового льда. С помощью метановых ракетных двигателей становятся возможными полеты к этим пока недосягаемым мирам!

Первые испытания метановых ракетных двигателей прошли успешные испытания, но еще предстоит много сделать для того, чтобы они стали пригодными для применения в реальных условиях. Большой проблемой в разработке метановых двигателей остается вопрос о способности метана к воспламенению. Некоторые виды ракетного топлива воспламеняются спонтанно при применении окислителей, но метану требуется запал. Сделать такой запал очень тяжело на далеких планетах, где температура опускается на сотни градусов ниже нуля. Сейчас ведутся разработки такого запала, который надежно работал бы в любых условиях.

Благодаря настойчивости NASA, эти трудности, конечно же, будут преодолены, и метановые двигатели найдут применение в ракетах будущего. Голубое пламя, вырывающееся из сопла испытанного двигателя лишь первый красивый шаг в сторону межпланетных полетов человечества. Узнай новость первым, скачай новостной информер и загрузи себе на страничку.

Оригинал (на англ. языке): Science.nasa.gov

• Сколько времени занимает полет до Луны?
• Древние горячие воды на Марсе указывают на его обитаемое прошлое
• Магнитные вихри на полюсах Юпитера
• Уникальный диск вокруг Веги: что раскрыли телескопы Hubble и Webb
• Учёные готовятся к амбициозному исследованию тёмной материи и энергии
• Объяснено происхождение рентгеновского излучения от черных дыр
• Космический корабль DART NASA навсегда изменил форму и орбиту лунного астероида
• Учёные выявили человеческое влияние на рост озона в верхней тропосфере