NASA 首次測試綠色飛行器燃料,24 日將隨 SpaceX 重型獵鷹升空

作者 | 發布日期 2019 年 06 月 20 日 14:00 | 分類 天文 , 能源科技 , 航太科技 follow us in feedly


聯氨(hydrazine)是常見於人造衛星、火箭燃料的劇毒物質,隨著航太技術日新月異,未來低毒性又高性能的綠色燃料有望將聯氨取而代之,美國國家航空暨太空總署(NASA)指出,預計在本月 24 日,全新燃料與推進系統將隨著 SpaceX 獵鷹重型運載火箭升空。

聯氨與四氧化二氮混合物是最常見的推進劑,雖然能帶來龐大推進力,但聯氨是種高腐蝕性、易燃、易致癌的劇毒無色液體,吸入或是接觸會導致眼鼻、口腔和呼吸系統灼傷,且聯氨燃燒時也沒有明顯火焰,很容易蔓延到其他易燃材料,十分危險,工作人員處理時都要特別小心以免發生意外,厚厚的防護服、橡膠手套和氧氣罐等嚴格安全措施必不可少。

顯然處理聯氨過程十分繁雜,這也使得發射準備時間隨之拉長,對此為了縮短處理時間與提高安全性,NASA 先前已推出下一代綠色燃料 GPIM(Green Propellant Infusion Mission)任務,希望逐步取代傳統的劇毒聯氨。

經過多年合作,NASA 、美國空軍和兩家企業 Ball Aerospace、Aerojet Rocketdyn 也成功研發新燃料配方,推出由羥基硝酸銨(CTE Hydroxyl Ammonium Nitrate)和氧化劑混合而成的低毒性推進劑 AF-M315E。

全新的玫瑰色燃料不僅有望降低太空燃料對於生態環境的影響,GPIM 研究員 Christopher McLean 也表示,新型燃料與對應的推進系統有兩大好處,首先,我們可以一邊製造太空飛行器一邊填充燃料,進而減少成本與發射流程;其二,新燃料密度比聯氨還要高,效率可以提高 50%,未來能用更少的燃料,發揮出更大的動力。

不過更換燃料並非易事, 更換軟體意味著硬體也要同時更新或改變,為了搭配新的燃料,團隊也研製出全新推進器、油箱、過濾器、閥門,並在不發射狀況下測試發動機性能和可靠性。

搭配新型燃料與對應推進系統的 SpaceX 獵鷹重型火箭預計將在本月 24 日發射,將攜帶包括福衛七號在內的 20 多顆衛星、NASA 的深太空原子鐘(Deep Space Atomic Clock)及太陽能帆 Lightsail 2,這是獵鷹重型火箭的第 3 次發射任務,也是美國空軍 STP-2 任務的一部分。

若測試進展順利,未來在更高性能燃料的幫助下,太空任務效率有望提高,行進相同的距離下,能攜帶更少的燃料,也因為不需要經過像處理聯氨一般複雜的過程,火箭發射時間也能大幅提前。

(首圖來源:NASA