Kriyojenik bir motor tipik olarak, sondaları aralık içine göndermek veya uyduları yörüngeye kaldırmak için Dünya'nın yerçekiminden kaçmak için tasarlanmış bir roket motorudur. Çok düşük sıcaklıklara soğutulmuş ve aksi takdirde hidrojen ve oksijen gibi normal atmosferik basınç ve sıcaklıkta gaz halinde olan sıvı yakıtları kullanırlar. Bu yakıtlar, itici güç üretmek için iki ana tasarımdan birinde kullanılır. Hidrojen yakıt olarak buharlaştırılır ve standart sıcak roket itişini oluşturmak için oksijen oksitleyici tarafından ateşlenir veya motor memesinden çıkan ve itme oluşturan süper sıcak buhar oluşturmak için karıştırılırlar.
Beş ülke şu anda 2011 yılı itibariyle başarıyla test edilmiş kriyojenik motor tahrik sistemlerine sahiptir. Bunlar Amerika Birleşik Devletleri, Rusya ve Çin ile Fransa ve Japonya'yı içermektedir. Almanya, Lampoldshausen'deki Alman Havacılık Merkezindeki çalışmalar, kriyojenik tahrik geliştirmeye devam ediyor. Hindistan ayrıca, test aracının felaketle sonuçlanmasına neden olan Hindistan Uzay Araştırmaları Örgütü'nde (ISRO) üretilen 2009 yılına kadar bir kriyojenik roket tasarımını sahada test etti.
Roket yakıtları için kriyojenik mühendislik, Amerika Birleşik Devletleri Apollo Moon misyonları tarafından kullanılan Satürn V roketinin en az 1960'lı yıllardan beri tasarımında olmuştur. ABD Uzay Mekiğinin ana motorları, Rusya ve Çin tarafından nükleer caydırıcı olarak kullanılan kıtalararası balistik füzelerin (ICBM'ler) birkaç erken modelinde olduğu gibi kriyojenik depolanmış yakıtları kullanıyor. Sıvı yakıtlı roketler daha fazla itme gücüne sahiptir ve bu nedenle, katı yakıtlı emsallerinden daha yüksek bir hıza sahiptir, ancak yakıtların bakımı zor olabileceğinden ve zamanla motor valflerini ve bağlantı parçalarını bozduğundan boş yakıt depolarıyla depolanır. Kriyojenik yakıtın bir itici olarak kullanılması, yakıt için gerekli depolama tesislerine ihtiyaç duyduğundan, gerektiğinde roket motoru tutma tanklarına pompalanabilir. Kriyojenik bir motorla çalışan füzelerin fırlatma süresi birkaç saate kadar ertelenebildiğinden ve yakıt depolanması riskli olduğundan, ABD 1980'lerde tüm katı yakıtlı nükleer ICBM'lere dönüştürüldü.
Sıvı hidrojen ve sıvı oksijen, sırasıyla -423 ° Fahrenheit (-253 ° Celsius) ve -297 ° Fahrenheit (-183 ° Celsius) seviyelerinde depolanır. Bu elemanlar kolayca elde edilir ve roket tahrikinde sıvı yakıtların en büyük enerji dönüşüm oranlarından birini sunar, böylece kriyojenik motor tasarımları üzerinde çalışan her ülke için tercih edilen yakıtlar haline gelmiştir. Ayrıca, 450 saniyeye kadar olan kimyasal roket itiş gücü için bilinen en yüksek spesifik impuls oranlarından birini üretirler. Spesifik dürtü, tüketilen yakıt birimi başına momentumdaki değişimin bir ölçüsüdür. Vakumdaki bir Uzay Mekiği kriyojenik motoru gibi 440'a özgü bir itici güç üreten bir roket, saatte yaklaşık 9.900 mil (saatte 15.840 kilometre) hıza ulaşır; bu, onu bir Dünya için çürüyen bir yörüngede tutmaya yetecek kadardır. Genişletilmiş zaman dilimi.
Kriyojenik motorlardaki yeni bir varyasyon, ABD'deki Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi (NASA) tarafından geliştirilen Ortak Genişletilebilir Kriyojenik Motordur (CECE). Tipik sıvı oksijen ve hidrojen yakıtı kullanır, ancak tüm motorun kendisi de aşırı soğutulur. Yakıt, örneğin yüzeyinde olduğu gibi iniş ortamlarında manevra yapmak için% 100'den% 10'a kadar itme seviyelerinde hafifçe aşağı ve yukarı atılabilen 5.000 ° Fahrenheit (2.760 ° Santigrat) süper ısıtılmış buhar oluşturmak için bir roket itme şekli olarak karıştırılır. ay. Motor 2006'nın sonlarına doğru başarılı testlerden geçti ve gelecekteki Mars ve Moon insanlı görevlerinde kullanılabilir.
