Cos'è un motore criogenico?

Un motore criogenico è in genere un motore a razzo progettato per sfuggire alla gravità terrestre per inviare sonde in distanza o per sollevare i satelliti in orbita.Usano combustibili liquidi che vengono raffreddati a temperature molto basse e che altrimenti sarebbero in uno stato gassoso a una normale pressione e temperatura atmosferica, come idrogeno e ossigeno.Questi carburanti sono utilizzati in uno dei due progetti principali per produrre forza propellente.O l'idrogeno viene vaporizzato come combustibile e acceso dall'ossidante dell'ossigeno per generare una spinta a razzo a caldo standard, oppure sono miscelati per creare un vapore super caldo che esci dall'ugello del motore e crea spinte. Cinque nazioni attualmente possiedono criogeniche testate con successoSistemi di propulsione del motore a partire dal 2011. Questi includono Stati Uniti, Russia e Cina, nonché Francia e Giappone.Sono in corso lavori presso il Centro aerospaziale tedesco di Lampieldshausen, in Germania, per sviluppare propulsione criogenica.L'India ha anche testato un design a razzo criogenico fino al 2009, prodotto all'Indian Space Research Organization (ISRO), che ha provocato un fallimento catastrofico del veicolo di prova. L'ingegneria criogenica per i carburanti di razzo è stato in circolazione da almeno ilDesign dell'era degli anni '60 del razzo Saturno V, utilizzato dalle missioni di Apollo Moon degli Stati Uniti.I principali motori dello spazio statunitense usano anche carburanti in modo criogenicamente, così come diversi modelli iniziali di missili balistici intercontinentali (ICBM) usati come deterrenti nucleari dalla Russia e dalla Cina.I razzi alimentati a liquido hanno una maggiore spinta e, quindi, la velocità rispetto alle loro controparti a combustibile solido, ma sono conservati con serbatoi di carburante vuoti, poiché i carburanti possono essere difficili da mantenere e deteriora le valvole del motore e i raccordi nel tempo.L'uso del carburante criogenico come propellente ha richiesto strutture di conservazione per il carburante, in modo che possa essere pompato nei serbatoi di detenzione di motori a razzo quando necessario.Poiché il tempo di lancio dei missili alimentati da un motore criogenico può essere ritardato fino a diverse ore e lo stoccaggio del carburante è rischioso, gli Stati Uniti si sono convertiti in tutti gli ICM nucleari alimentati a solido negli anni '80.

idrogeno liquido e ossigeno liquidoimmagazzinato a livelli di -423 e deg;Fahrenheit (-253 deg; Celsius) e -297 deg;Fahrenheit (-183 deg; Celsius), rispettivamente.Questi elementi sono facilmente ottenuti e offrono uno dei più grandi tassi di conversione energetica dei carburanti liquidi per la propulsione a razzo, quindi sono diventati i carburanti preferiti per ogni nazione che lavora su progetti di motori criogenici.Producono anche uno dei più alti tassi di impulso specifici per la propulsione a razzo chimico fino a 450 secondi.L'impulso specifico è una misura del cambiamento nel momento per unità di carburante consumato.Un razzo che genera 440 impulsi specifici, come un motore criogenico a navetta spaziale nel vuoto, raggiungerebbe una velocità di circa 9.900 miglia all'ora (15.840 chilometri all'ora), che è appena sufficiente per tenerlo in un'orbita in decomposizione per una terra per unPeriodo di tempo prolungato.

Una nuova variazione sui motori criogenici è il comune motore criogenico estensibile (CECE) sviluppato dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) negli Stati Uniti.Utilizza l'ossigeno liquido e il combustibile per idrogeno, ma anche l'intero motore stesso è super raffreddato.Il carburante si mescola per creare 5.000 e deg;Fahrenheit (2.760 deg; Celsius) vapore surriscaldato come una forma di spinta a razzo che può essere limitata su e giù dai livelli di spinta leggermente superiore al 100% al 10%, per manovrare in ambienti di atterraggio come sulla superficie della luna.Il motore ha subito test di successo fino al 2006 e può essere utilizzato sia su missioni future Marte che a Moon.