Τι είναι ένας κρυογονικός κινητήρας;

Ένας κρυογονικός κινητήρας είναι συνήθως ένας πυραυλικός κινητήρας που έχει σχεδιαστεί είτε για να διαφεύγει από τη βαρύτητα της Γης για να στέλνει ανιχνευτές σε τοποθετημένους είτε να ανυψώσουν τους δορυφόρους σε τροχιά.Χρησιμοποιούν υγρά καύσιμα που ψύχονται σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και τα οποία διαφορετικά θα βρίσκονταν σε αέρια κατάσταση σε φυσιολογική ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία, όπως το υδρογόνο και το οξυγόνο.Αυτά τα καύσιμα χρησιμοποιούνται σε ένα από τα δύο κύρια σχέδια για την παραγωγή προωθητικής δύναμης.Είτε το υδρογόνο εξατμίζεται ως καύσιμο και αναφλέγεται από τον οξειδωτικό του οξυγόνου για να παράγει πρότυπη ώθηση θερμού πυραύλου, είτε αναμειγνύονται για να δημιουργήσουν σούπερ ζεστό ατμό που εξέρχεται από το ακροφύσιο του κινητήρα και δημιουργεί ώθηση.Συστήματα πρόωσης κινητήρα από το 2011. Περιλαμβάνουν τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Ρωσία και την Κίνα, καθώς και τη Γαλλία και την Ιαπωνία.Οι εργασίες στο Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο στο Lampoldshausen της Γερμανίας συνεχίζονται για να αναπτύξουν κρυογονική πρόωση.Η Ινδία έχει επίσης δοκιμαστεί από ένα κρυογονικό σχεδιασμό πυραύλων μόλις το 2009, που παράγεται στον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας (ISRO), ο οποίος είχε ως αποτέλεσμα την καταστροφική αποτυχία του οχήματος δοκιμής.Σχεδιασμός της δεκαετίας του 1960 του Rocket του Saturn V, που χρησιμοποιείται από τις Ηνωμένες Πολιτείες Apollo Moon Missions.Οι κύριοι κινητήρες του διαστημικού λεωφορείου των ΗΠΑ χρησιμοποιούν επίσης κρυογονικά αποθηκευμένα καύσιμα, όπως και αρκετά πρώιμα μοντέλα διηπειρωτικών βαλλιστικών πυραύλων (ICBMs) που χρησιμοποιούνται ως πυρηνικά αποτρεπτικά από τη Ρωσία και την Κίνα.Οι πυραύλοι που τροφοδοτούνται με υγρά έχουν μεγαλύτερη ώθηση και επομένως την ταχύτητα από τους αντίστοιχους που τροφοδοτούνται με στερεά, αλλά αποθηκεύονται με κενές δεξαμενές καυσίμου, καθώς τα καύσιμα μπορεί να είναι δύσκολο να διατηρηθούν και να επιδεινωθεί οι βαλβίδες και τα εξαρτήματα του κινητήρα με την πάροδο του χρόνου.Η χρήση κρυογονικού καυσίμου ως προωθητικού έχει απαιτήσει εγκαταστάσεις αποθήκευσης για το καύσιμο, έτσι ώστε να μπορεί να αντληθεί σε δεξαμενές συγκράτησης πυραύλων όταν χρειάζεται.Δεδομένου ότι ο χρόνος εκτόξευσης των πυραύλων που τροφοδοτούνται από έναν κρυογονικό κινητήρα μπορεί να καθυστερήσει έως και αρκετές ώρες και η αποθήκευση καυσίμου είναι επικίνδυνη, οι ΗΠΑ μετατρέπονται σε όλα τα πυρηνικά ICBM που τροφοδοτούνται με στερεά τροφοδοσία στη δεκαετία του 1980. Το υγρό υδρογόνο και το υγρό οξυγόνο είναιαποθηκεύονται σε επίπεδα -423 deg.Fahrenheit (-253 deg, Κελσίου) και -297 deg.Fahrenheit (-183 deg, Κελσίου), αντίστοιχα.Αυτά τα στοιχεία λαμβάνονται εύκολα και προσφέρουν ένα από τα μεγαλύτερα ποσοστά μετατροπής ενέργειας των υγρών καυσίμων για πρόωση πυραύλων, έτσι έχουν γίνει τα καύσιμα επιλογής για κάθε έθνος που εργάζεται σε σχέδια κρυογονικής μηχανής.Παράγουν επίσης ένα από τα υψηλότερα γνωστά συγκεκριμένα ποσοστά ώθησης για χημική πρόωση πυραύλων μέχρι 450 δευτερόλεπτα.Ειδική ώθηση είναι ένα μέτρο αλλαγής της ορμής ανά μονάδα καυσίμου που καταναλώνεται.Ένας πυραύλος που παράγει 440 συγκεκριμένη ώθηση, όπως ένας διαστημικός κροταβικός κινητήρας σε κενό, θα επιτύχει ταχύτητα περίπου 9.900 μίλια την ώρα (15.840 χιλιόμετρα την ώρα), η οποία είναι αρκετή για να τη διατηρήσει σε μια τροχιά γύρω από τη Γη για ένα για έναΗ παρατεταμένη χρονική περίοδος.

Μια νέα παραλλαγή στους κρυογονικούς κινητήρες είναι ο κοινός εκτεταμένος κρυογονικός κινητήρας (CeCe) που αναπτύχθηκε από την Εθνική Αεροναυτική και Διοίκηση Διαστήματος (NASA) στις ΗΠΑ.Χρησιμοποιεί τυπικό υγρό οξυγόνο και καύσιμο υδρογόνου, αλλά ολόκληρος ο κινητήρας είναι επίσης υπερψυγμένο.Το καύσιμο αναμιγνύεται για να δημιουργήσει 5.000 deg;Το Fahrenheit (2.760 deg, Κελσίου) υπερθερμανθεί ο ατμός ως μορφή ώθησης πυραύλων που μπορεί να στραγγαλιστεί πάνω και κάτω από ελαφρώς πάνω από 100% έως 10% επίπεδα ώθησης, για ελιγμούς σε περιβάλλοντα προσγείωσης όπως στην επιφάνεια του φεγγαριού.Ο κινητήρας έχει υποβληθεί σε επιτυχημένες δοκιμές μέχρι το 2006 και μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο στις μελλοντικές αποστολές του Άρη όσο και στο φεγγάρι.