escrito por Beverly Perry
O que a água e o alumínio têm em comum?se adivinhou que a água e o alumínio fazem as SLS voar, dê a si mesmo uma estrela dourada!
A química está no centro de fazer voar foguetes. A propulsão de foguetes segue a Terceira Lei de Newton, que afirma que para cada ação há uma reação igual e oposta. Para tirar um foguete da plataforma de lançamento, crie uma reação química que atira gás e partículas para fora de uma extremidade do foguete e o foguete vai para o outro lado.,que tipo de reacção química obtém gases quentes a sair da extremidade de um foguetão com velocidade suficiente para tirá-los da gravidade da Terra? Combustao.
Se é o seu veículo pessoal ou um veículo de lançamento behemoth como SLS, os conceitos básicos são os mesmos. Combustão (queimando algo) libera energia, o que faz as coisas ir. Comece com o combustível (algo para queimar) e um oxidante (algo para fazê-lo queimar) e agora você tem propulsor. Dê-lhe uma faísca e a energia é liberada, juntamente com alguns subprodutos.,
para a SLS voar, a combustão ocorre em duas áreas primárias: os motores principais (quatro Aerojet Rocketdyne RS-25s) e os dois foguetes propulsores sólidos (construídos pela ATK Orbital) que fornecem mais de 75 por cento do impulso na descolagem. Poderes de combustão ambos os sistemas de propulsão, mas os combustíveis e oxidantes são diferentes.
os motores principais RS-25 são chamados de “motores líquidos” porque o combustível é hidrogênio líquido (LH2). O oxigênio líquido (LOX) serve como oxidante. Os impulsionadores, por outro lado, usam o alumínio como combustível com perclorato de amónio como oxidante, misturado com um aglutinante que cria um propulsor sólido homogéneo.
Making water makes SLS fly
Hydrogen, the fuel for the main engines, is the lightest element and normally exists as a gas., Gases – especialmente hidrogênio leve-são de baixa densidade, o que significa que um pouco dele ocupa muito espaço. Ter o suficiente para alimentar uma grande reação de combustão exigiria um tanque incrivelmente grande para segurá – lo-o oposto do que é necessário para um veículo de lançamento aerodinamicamente projetado.
para contornar este problema, transforme o gás hidrogênio em um líquido, que é mais denso que um gás. Isto significa resfriar o hidrogênio a uma temperatura de -423 graus Fahrenheit (-253 graus Celsius). Muito frio.,
embora seja mais denso do que o hidrogénio, o oxigénio também precisa de ser comprimido num líquido para caber num tanque mais pequeno e mais leve. Para transformar o oxigênio em seu estado líquido, ele é resfriado a uma temperatura de -297 graus Fahrenheit (-183 graus Celsius). Embora isso seja bom comparado com LH2, ambos os ingredientes do propulsor precisam de um tratamento especial a estas temperaturas. Além disso, o LH2 criogênico e o LOX evaporam rapidamente à pressão e temperatura ambiente, o que significa que o foguete não pode ser carregado com propulsor até algumas horas antes do lançamento.,
Uma vez nos tanques e com a contagem decrescente de lançamento próximo a zero, o LH2 e LOX são bombeados para a câmara de combustão de cada motor. Quando o propulsor é inflamado, o hidrogênio reage explosivamente com oxigênio para formar: água! Elementar!
2H2 + O2 = 2H2O + energia
esta reacção “verde” liberta quantidades maciças de energia juntamente com água sobreaquecida (vapor). A reação de hidrogênio e oxigênio gera um calor tremendo, fazendo com que o vapor de água se expanda e saia dos bicos do motor a velocidades de 10.000 milhas por hora!, Todo esse vapor em movimento rápido cria o impulso que impulsiona o foguete da Terra.
é tudo sobre impulso
mas não é apenas a reação de água ambientalmente amigável que faz LH2 criogênico um fantástico combustível de foguete. É tudo sobre impulso específico. Esta medida da eficiência do combustível de foguete descreve a quantidade de impulso por quantidade de combustível queimado. Quanto maior o impulso específico, mais “empurrar fora da plataforma” você recebe por cada quilo de combustível.,
O propulsor LH2-LOX tem o maior impulso específico de qualquer combustível de foguete comumente usado, e o incrivelmente eficiente motor RS-25 recebe grande quilometragem de gás a partir de um combustível já eficiente.
mas mesmo que LH2 tenha o maior impulso específico, por causa de sua baixa densidade, transportar LH2 suficiente para abastecer a reação necessária para deixar a superfície da Terra exigiria um tanque muito grande, muito pesado e com muito isolamento protegendo o propulsor criogênico para ser prático.
para contornar isso, designers deram um impulso ao SLS.,
da próxima vez: como os propulsores de foguetes sólidos usam alumínio – a mesma coisa que você usa para cobrir suas sobras – para fornecer impulso suficiente para obter SLS do chão.