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新型绿色推进剂推动的美国宇航局推进器完成里程碑

                     

为了保持适当的轨道,许多卫星都有推进器(小​​型火箭发动机),用来改变空间的高度或方向。在重力占主导地位的地球上,5磅的推力,相当于22牛顿的力量,可能看起来很小,但在太空中,移动大型航天器并不需要太多的推力。

目前,大多数卫星推进器都是由肼(一种有毒和腐蚀性的燃料)驱动的,这种燃料对于处理和储存是危险的。为了用更环保的燃料代替肼,美国宇航局正在测试由绿色推进剂推动的推进器,其能够提供比肼更好的性能而没有毒性。这些推进剂可以通过消除处理有毒燃料所需的基础设施和减少处理时间来帮助降低成本 - 使其更便宜,更安全,更容易推出商业和NASA航天器。

“当你考虑今天在轨道上的所有卫星时,它们都会从观测地球和监测天气到深入我们的宇宙,回答有关它的起源的问题,很容易看出,使用绿色推进剂将大大提高任务性能同时保持环境和我们的工作人员免受污染,“美国国家航空航天局NASA在华盛顿NASA总部的空间技术任务理事会(STMD)的副行政管理人员史蒂夫Jurczyk说。 “NASA在确保我们的技术和科学实力对地球上的生命有利方面有着丰富的历史,绿色推进剂将有助于确保NASA继续成为这个星球的管理者。”

美国宇航局最近完成了几次热推测试,推进器由两种不同的绿色推进剂驱动,可能取代肼。两者都是离子液体混合物,其毒性较低,而且比肼的易燃性差,这使得它们在发射前更容易储存,处理和加速航天器。此外,新推进剂提供更高的性能,对于给定数量的推进剂比肼提供更多的推力。

其中一种绿色推进剂是称为AF-M315E的羟基硝酸铵基推进剂。它由加利福尼亚州爱德华兹空军基地的空军研究实验室开发。这种推进剂将在美国宇航局绿色推进剂注入任务(GPIM)的小型卫星上进行演示。在GPIM飞行期间,小型卫星将发射由AF-M315E驱动的推进器进行操纵以改变卫星的高度和方位。 GPIM最近通过了一项重要的里程碑,将由Aerojet Rocketdyne在华盛顿州雷德蒙德建造的推进剂推进子系统交付给位于科罗拉多州博尔德的主要承包商Ball Aerospace&Technologies Corp.,以整合到航天器中。对于这个项目,GPIM团队用AF-M315E测试了两种不同尺寸的推进器(1和22牛顿)。其中五个1牛顿推进器将在GPIM上飞行。

“GPIM的飞机计划于明年发射,NASA和航空航天业已采取积极措施展示推进剂的使用,这将减少卫星燃料的危害,并在发射活动期间节省时间和金钱,”Tim Smith,GPIM NASA任务经理技术示范在马歇尔宣教。 GPIM由马歇尔的STMD技术示范任务计划办公室管理。

另一种绿色推进剂是名为LMP-103S的燃料,该燃料基于Eurenco Bofors在瑞典Karlskoga生产的氧化剂二硝酰胺铵。位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的一个小组最近完成了由ECAPS建造并由LMP-103S驱动的5牛顿和22牛顿推进器的测试。工程师在变化的条件下发射了22次牛顿推进器35次,并用红外相机监测结果。轨道ATK公司协助NASA进行这些测试。

“我们在美国用这种推进剂在22个牛顿推进器上进行了第一次NASA测试,”测试LMP-103S推进剂的首席工程师Christopher Burnside说。 “他们的表现相当不错,提供的性能与今天的肼推进器相当。把推进器放在一个模拟运行条件的环境中,通常是很棒的。“

为了指导未来的投资,美国宇航局正与其他政府机构,行业和学术领袖一起领导绿色推进剂路线图的开发工作,他们最近在马歇尔技术交流会上分享了他们的集体经验。

“我喜欢将推进器和推进剂系统与飞机相关的类比,”马歇尔航天器推进系统分公司的经理查尔斯皮尔斯说,该公司最近用LMP-103S完成了测试。 “一架飞机不能满足所有需求。一些高性能飞机需要快速飞行,而其他大型飞机需要保存燃料并且缓慢飞行。一些乘客载客,而另一些乘客只载货。同样,NASA需要在推进剂和推进剂系统类型方面具有灵活性,以满足各种任务需求。一种类型的推进剂可能适用于某种类型的任务,而另一种更适合执行不同的任务。当我们走向绿色时,我们有选择是很重要的。“

资料来源:美国宇航局马歇尔太空飞行中心特雷西麦克马汉