NASA тестирует двухступенчатую систему охлаждения, которая стабилизирует температуру топлива в космосе

Несмотря на экстремальный холод космического вакуума — до -270°C — сохранить жидкий водород и кислород на орбите или на поверхности другой планеты оказывается неожиданно сложной задачей. Тепло от солнечного излучения, работы бортовых систем и даже остаточного теплового излучения самой ракеты способно нагревать баки и испарять топливо. На орбитах Земли и Луны это означает миллионы долларов потерь и угрозу для миссий, а при подготовке к полётам на Марс — делает хранение топлива на месяцы или даже годы практически невозможным.

Решение, которое сейчас проходит 90-дневную проверку в Хантсвилле (штат Алабама), основано на двухступенчатом активном охлаждении. Новая технология включает два независимых контура с циркулирующим гелием, охлаждённым до -253°C и -183°C соответственно. Один из контуров встроен в многослойный алюминиевый тепловой экран, окружающий топливный бак и отсекающий большую часть внешнего тепла. Второй непосредственно соприкасается со стенками бака, обеспечивая стабильную температуру топлива.

Кэти Хенкель, руководитель проекта Cryogenic Fluid Management, подчёркивает: «В длительных миссиях сбрасывать испарившийся водород невозможно — мы просто не можем позволить себе потерю топлива. Технология активного охлаждения обеспечивает стабильное хранение топлива не только в полёте, но и на поверхности других тел Солнечной системы».

Сегодня криогены применяются в миссиях продолжительностью менее недели — например, при запусках тяжёлых ракет. Для межпланетных экспедиций этого недостаточно: баки приходится делать большего объёма «с запасом на испарение», что увеличивает массу и стоимость миссии. Технология, проходящая сейчас испытания, нацелена на устранение этой зависимости.

Криогенное управление жидкостями — часть более широкой технологической программы NASA Technology Demonstration Missions и объединяет более 20 проектов в области хранения, подачи и контроля топлива. Работа ведётся совместными усилиями Центра Маршалла и Исследовательского центра Гленна в Кливленде.

Тесты продлятся до сентября. Их успешное завершение станет важным шагом к пилотируемым полётам в дальний космос, где необходимость хранить сотни килограммов жидкого водорода и кислорода не недели, а месяцы — уже не вопрос будущего, а инженерное требование.

 Источник: nasa.gov