Kapan hidrogen peroksida digunakan dalam peroketan?
Peroksida rupanya adalah propelan yang sangat baik, tetapi saya tidak dapat menemukan contoh apa pun yang digunakannya. Apakah pernah digunakan dan jika tidak, mengapa belum? Apa kerugiannya?
Jawaban
Hidrogen peroksida memiliki reputasi (mungkin tidak sepenuhnya layak) berbahaya untuk digunakan; itu terurai secara spontan, melepaskan panas, dan laju dekomposisi meningkat seiring suhu, jadi sulit untuk disimpan dengan aman. Sebuah benang diskusi usenet tua ditemukan di Yarchive membahas bahaya secara lebih rinci.
Ini kadang-kadang digunakan sebagai monopropelan (menggunakan alas katalis untuk pengapian) untuk pendorong kontrol reaksi kecil, terutama di pesawat ruang angkasa X-15 dan di pendorong kontrol modul keturunan pesawat ruang angkasa Soyuz.
Sebagai catatan Organic Marble, itu juga telah digunakan untuk menggerakkan turbopump pada roket bipropelan yang dipompa awal seperti German V-2 dan US Redstone , dan masih digunakan untuk ini pada booster Soyuz.
Ini juga telah digunakan sebagai pengoksidasi untuk roket bipropelan yang lebih besar, seperti Panah Hitam minyak tanah-peroksida Inggris .
Minyak tanah-peroksida juga telah diusulkan sebagai kombinasi propelan untuk peluncur SSTO yang dapat digunakan kembali ; Meskipun tidak memiliki impuls spesifik- massa sebaik hidrogen / LOX, peroksida relatif padat, menghasilkan peluncur yang lebih kecil dengan massa yang lebih sedikit yang dihabiskan untuk perlindungan termal, dan impuls spesifik-massa yang lebih rendah sebenarnya memiliki keuntungan dalam delta- v dibutuhkan untuk mencapai orbit.
Teknologi kendaraan peluncur smallsat hybrid saat ini sedang dikembangkan 100% di Taiwan 1 oleh Advanced Rocket Research Center bersama dengan semua elektronik kontrol dan algoritme. Video di bawah ini menunjukkan pengujian dengan empat pengoksidasi peroksida hibrid ditambah mesin padat termoplastik karet yang di-vector dan di-throttle untuk mengimplementasikan hovering yang stabil. Saya pikir rencananya adalah memasukkan mesin hybrid yang jauh lebih besar di tengah untuk tes ketinggian yang lebih tinggi (> 100 km) pada tahun 2021 dengan tujuan akhirnya mencapai orbit (berpotensi N2O + termoplastik) dengan menyediakan kontrol sikap.
1 Saya telah menjadi penggemar selama bertahun-tahun tetapi tidak memiliki afiliasi.
Dari video pertama di bawah ( catatan: ini adalah terjemahan non-teknis dari cuplikan wawancara):
Reporter: Tujuan tim adalah membuat kendaraan peluncuran satelit. Mereka akan mengarahkannya ke orbit setidaknya 100 kilometer di atas permukaan bumi, untuk melakukan eksperimen ilmiah.
Wu Tsung-hsin (Pusat Penelitian Roket Tingkat Lanjut) Saya pergi ke AS dengan benda ini dan mata mereka berbinar. Anda bisa membuat roket berbahan bakar cair, tidak masalah, tapi ini benar-benar roket berbahan bakar hibrida pertama di dunia.
Reporter: Profesor Universitas Nasional Chiao Tung Wu Tsung-hsin dikenal oleh para mahasiswanya sebagai Paman Roket. Dengan tim yang terdiri dari 15 peneliti profesional dan lebih dari 30 mahasiswa sarjana dan pascasarjana, ia berharap dapat membuat roket Taiwan 100% pertama. Itu akan memungkinkan negara meluncurkan satelitnya sendiri ke luar angkasa, tanpa bantuan dari lembaga di luar negeri.
Contoh uji throttling loop tertutup termoplastik 1200 N H2O2 + dan mesin pengapian ulang
Contoh uji mesin termoplastik 10 kN Isp 224 s (permukaan laut) N2O +
Selain penyebutan Black Arrow oleh Russel Borogove , saya dapat menambahkan bahwa mesin Black Arrow adalah Bristol Siddeley Gamma , di mana 85% hidrogen peroksida digunakan tidak hanya sebagai oksidator (dengan oksidator campuran / perbandingan bahan bakar sekitar 8: 1) , tetapi juga sebagai pendingin nosel.
Seperti yang disebutkan dalam artikel Wikipedia, peroksida yang sudah terurai secara katalitik (dan sangat panas) digunakan di ruang pembakaran (jadi oksigen benar-benar pengoksidasi, meskipun peroksida dingin secara kimiawi merupakan pengoksidasi itu sendiri).
Armadillo Aerospace mencoba menggunakan 90% hidrogen peroksida dan kemudian beralih ke hidrogen peroksida (konsentrasi 50% dalam air) dan metanol sebagai monopropelan campuran untuk kendaraan mereka.
Kenangan penggemar internet saya adalah bahwa, setidaknya dengan solusi 90%, mereka mengalami masalah parah untuk mendapatkan pembakaran yang konsisten dan mencoba banyak konfigurasi katalis dan injektor sampai mereka berhenti bisa mendapatkan 90%. Blog dan situs web mereka tampaknya telah menghilang.
Tambahan lain untuk jawaban Russell Borogove: hidrogen peroksida digunakan untuk kontrol sikap kapsul Merkurius , dan percobaan AMU dilakukan pada Gemini 9.
Menurut "Pengembangan Roket Hidrogen Peroksida Monopropelan" (.pdf, 2006) oleh Angelo Cervone, Lucio Torre, Luca d'Agostino, Antony J. Musker, Graham T. Roberts, Cristina Bramanti, dan Giorgio Saccoccia:
Alta SpA (Italia) dan DELTACAT Ltd. (Inggris Raya) sedang melakukan studi, yang didanai oleh Badan Antariksa Eropa, tentang pengembangan pendorong monopropelan hidrogen peroksidamenggunakan tempat tidur katalitik tingkat lanjut. Makalah ini berfokus pada desain dua pendorong demonstrasi yang berbeda dengan peringkat nominal 5 N dan 25 N. Persyaratan dan spesifikasi desain disajikan, diikuti dengan hasil utama dari studi konsep, yang dilakukan untuk menentukan perkiraan dimensi yang dibutuhkan. Beberapa detail tentang desain spesifik dari dua prototipe dan pilihan komponen utama disediakan, khususnya terkait dengan sensor dan transduser yang akan digunakan selama eksperimen. Konfigurasi unggun katalitik yang berbeda, termasuk kasa perak murni dan pelet yang dilapisi dengan oksida mangan atau platina, akan diuji dalam prototipe pendorong, untuk menemukan yang optimal untuk pengembangan industri lebih lanjut. Bangku tes khusus, dirancang dan direalisasikan oleh Alta SpAuntuk tes pada prototipe pendorong, juga diilustrasikan.
Dan:
Propelan ramah lingkungan berenergi tinggi yang paling menjanjikan, seperti ADN, HAN dan HNF (Wucherer dkk. 1, Schoyer dkk. 2), didasarkan pada molekul organik kompleks dan mengimbangi berat molekul besar produk dekomposisi mereka dengan suhu operasional yang tinggi. gas buang. Sebagai akibatnya, perlu untuk menggunakan bahan dan proses manufaktur yang sangat mahal untuk ruang dorong dan, pada saat yang sama, umur operasional dari unggun katalitik berkurang secara drastis.
Hidrogen peroksida , di sisi lain, tidak mengalami kerugian ini dan oleh karena itu telah dipertimbangkan kembali sebagai propelan hijau yang menjanjikan untuk aplikasi daya dorong rendah dan sedang.