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15-6-2019 – La NASA sta studiando carburanti ecologici.
I nuovi satelliti potrebbero utilizzare il carburante "verde" per la prima volta.
L’idrazina è indubbiamente un elemento molto scomodo da manipolare. Oltre che altamente tossico ed inquinante è pure difficoltoso da caricare e trasportare. Fino ad oggi è stata la soluzione per i propulsori di piccola e media portata. Non è mai stata usata, da quanto ne so, nella propulsione pesante, intendo per razzi da primo o secondo stadio. La parte del leone nella partenza da terra la fa ancora il kerosene (RP-1), il metano e l’idrogeno, Tutti quanti usano come ossidante il LOX (ossigeno liquido), dove nella combinazione con l’idrogeno il prodotto dei gas di scarico è uno dei più puliti che vi siano perché si tratta di acqua sotto forma di vapore.
La ricerca di nuovi carburanti per i razzi chimici onestamente non è spinta tanto dalla necessità di inquinare meno, quanto dalla efficienza (impulso specifico), dalla reperibilità e dalla sicurezza. Quindi ecco che sulla Luna e su altri pianeti/satelliti dove si sa per certo che è disponibile acqua, il carburante ideale sarà l’idrogeno con ossigeno come ossidante. Su Marte si è accertata la presenza di metano, quindi quella sarà la soluzione. La SpaceX con il suo nuovo super-razzo BFR sta già andando nella direzione del metano. Le sonde e le astronavi o i satelliti che non andranno da nessuna parte se non nello spazio profondo, hanno bisogno di avere tutto ciò che serve a bordo, quindi, per i piccoli razzi direzionali e di assetto (thruster) serve un combustibile che abbia un impulso specifico molto elevato e che possa essere manipolato e caricato senza problemi. Se poi è anche “verde” tanto meglio.
Ecco l’articolo che vi propongo tratto da:
http://www.spacedaily.com/reports/NASA_Spacecraft_to_use_Green_Fuel_for_the_First_Time_999.html
Altri approfondimenti: https://www.nasa.gov/mission_pages/tdm/green/index.html
Filmato su : https://youtu.be/fBYkhdJC0rw
Un liquido non tossico, di colore rosa, potrebbe alimentare il futuro nello spazio e spingere le missioni sulla Luna o su altri mondi. La NASA metterà alla prova il carburante e il sistema di propulsione compatibile nello spazio per la prima volta con il Green Propellant Infusion Mission (GPIM), che verrà lanciato questo mese su un razzo SpaceX Falcon Heavy.
La missione dimostrerà le eccezionali caratteristiche di un combustibile "verde" ad alte prestazioni sviluppato dall'Air Force Research Laboratory (AFRL) presso l'Edwards Air Force Base in California.
Il nuovo propellente consiste in una miscela di nitrato di idrossido di ammonio con un ossidante che gli permette di bruciare, creando un'alternativa all'idrazina, il combustibile altamente tossico comunemente usato dalle astronavi oggi.
La navicella spaziale ama l'idrazina, ma è tossica per gli umani. La gestione del liquido trasparente richiede severe misure di sicurezza: tute protettive, guanti di gomma spessa e bombole di ossigeno. GPIM promette meno restrizioni di gestione che ridurranno il tempo necessario per prepararsi al lancio.
"Il veicolo spaziale potrebbe essere alimentato durante la produzione, semplificando la lavorazione presso la struttura di lancio, con conseguente risparmio sui costi", ha spiegato Christopher McLean, ricercatore principale per GPIM presso Ball Aerospace di Boulder, Colorado.
La compagnia guida questa missione dimostrativa della tecnologia NASA.
Un altro vantaggio del nuovo carburante sono le prestazioni. È più denso dell'idrazina e offre prestazioni quasi del 50% migliori, equivalenti a ottenere il 50% in più di miglia per gallone sulla tua auto.
Ciò significa che il veicolo spaziale può viaggiare più lontano o operare più a lungo con meno propellente a bordo.
Per sfruttare i vantaggi del propellente, gli ingegneri hanno dovuto prima sviluppare un nuovo hardware, dai propulsori ai serbatoi ai filtri ed alle valvole. GPIM utilizza una serie di propulsori che si attivano in diversi scenari per testare le prestazioni e l'affidabilità del motore. Le manovre pianificate includono l'abbassamento dell'orbita e il puntamento del veicolo spaziale.
Aerojet Rocketdyne a Redmond, Washington, ha progettato, costruito e testato ampiamente il sistema di propulsione GPIM. L'hardware è costituito da un serbatoio di propellente e cinque propulsori da 1-Newton per trasportare il carburante non tossico.
Fred Wilson, direttore dello sviluppo del business per Aerojet che ha decenni di esperienza nei sistemi di propulsione di veicoli spaziali ha dato credito alla NASA per aver finanziato la tecnologia, attraverso la dimostrazione di volo. Questo propellente verde può essere portato dal laboratorio allo spazio e può essere pienamente adottato dal governo e dall'industria.
"Se non fosse per l'investimento iniziale e il rischio intrinseco di fare qualcosa per la prima volta, questa tecnologia sarebbe probabilmente già nello spazio", ha detto Dayna Ise, dirigente del programma di missioni dimostrative tecnologiche della NASA che gestisce GPIM. "La NASA ha intensificato per finanziarlo perché vediamo il valore e il potenziale di questa tecnologia per far avanzare lo spazio."
Basandosi sul lavoro GPIM, Wilson afferma che Aerojet sta portando avanti una serie di altri sistemi di propulsione per utilizzare il propellente verde ad alte prestazioni.
"Vediamo l'interesse nell'usare il green propellant attraverso l'industria spaziale", ha detto Wilson. "La tendenza è verso satelliti sempre più piccoli, per fare più missione in un piccolo pacchetto".
Foto credit: NASA. Un thruster con il nuovo carburante su un banco di prova.
La tecnologia si rivolge ai piccoli “cubesat” che hanno piccoli budget e limiti di peso e spazio seri. Dai piccoli satelliti alle grandi astronavi, c'è una vasta gamma di missioni spaziali che possono trarre vantaggio dall'uso del propellente verde. "GPIM ha il potenziale per ispirare nuove idee e nuove missioni", ha detto McLean.
GPIM illustrerà i vantaggi del combustibile verde e contribuirà a migliorare la progettazione e l'uso dei satelliti. Il propellente e il sistema di propulsione potrebbero essere utilizzati al posto dell'idrazina indipendentemente dallo scopo o dalla destinazione di un veicolo spaziale.
La NASA è stata incaricata di sbarcare umani sulla Luna nel 2024 e stabilire una presenza sostenibile entro il 2028. È possibile che questa tecnologia sia utilizzata per una serie di missioni lunari all'interno del programma Artemis, ma prima deve essere dimostrata nello spazio.
GPIM è una missione di dimostrazione tecnologica resa possibile dalla STMD (Space Technology Mission Directorate) della NASA. Si avvale di un team di esperti del settore governativo della NASA, Ball Aerospace, Aerojet Rocketdyne e AFRL. GPIM è uno degli oltre 20 satelliti lanciati nell'ambito della missione Space Test Program-2 (STP-2) del Dipartimento della Difesa, che è gestita dall'US Air Force Space and Missile Systems Center.
Per ulteriori informazioni su GPIM, visita qui
Commentato da Luigi Borghi.
