Những thử thách trong kho lưu trữ để thực hiện nhiệm vụ không gian

Việc tạo buồng lái cho các nhiệm vụ không gian tự động bao gồm một sự rào cản kỹ thuật phức tạp. Ngoài việc cần ngăn chặn rò rỉ và nổ tung, môi trường không gian & 882; i2; từ hóa bởi vi trọng lực, đạp xe hơi, và phóng xạ cao & 882; Demands nằm ngoài bình chứa trên mặt đất. Các điểm được tạo ra thường xuyên nhất có khả năng gây ra sự mất mát không gian & 882; hydro (H2), oxy lỏng (OLX), và chất lỏng khí Mê tan (CHL4&82; đun sôi và đun sôi những điểm thấp có thể làm cho tàu không thể giải quyết hoàn toàn được, mà có khả năng gây ra phi thuyền không thể giải quyết được.

Quản lý vi trọng lực Fluid

Thay vào đó, sự căng thẳng bề mặt chiếm ưu thế, tạo ra sự phân phối chất lỏng không thể dự trữ động cơ đẩy hoặc gây ra sự thiếu hụt nhiên liệu lỏng. Các kỹ sư đã phát triển bàng quang dương, khoang ruột diragam, và quay hoặc xoay hoặc xoay quanh để duy trì giao diện khoang đẩy lỏng ổn định.

Quản lý nhiệt và Boil- Raw

Ngay cả với cách cách cách nhiệt đa mạch thụ động (MLI), bị rò rỉ nhiệt từ bức xạ mặt trời và tàu vũ trụ điện tử điện tử có thể ngăn nhiệt độ lại. Một bồn chứa dạng bình thường LH2 mất đi 1–3% khối lượng của nó mỗi ngày do nóng chảy trong quỹ đạo thấp. Hệ thống làm mát hoạt động được điều khiển bởi máy lạnh hoặc thiết bị nhiệt điện tử có thể ngăn nhiệt trước khi nó đạt tới mái nhà đẩy. Hệ thống không- bình thường (ZBO), mà kết hợp với một vòng phủ lạnh đóng, đã được chứng minh trong vòng kiểm tra mặt đất và bây giờ được sử dụng để sử dụng các lớp khí làm mát, các lớp bảo vệ khí dẫn khí dẫn khí đến các đường dẫn khí bị mất, nơi mà hệ thống nhiệt bị giảm đi, giảm nhiệt.

Sự tổn thương phóng xạ và chứng bệnh suy giảm động cơ

Những tia vũ trụ và các hạt năng lượng mặt trời có thể phân hủy ra các hydro2 phức tạp trong dung dịch đẩy siêu nhiên có thể tích trữ được (v. d. Hydrazine, MON) và có thể tạo ra sự phân hủy sóng âm trong chất lỏng đông lạnh. Trong khi hiệu ứng trên dung dịch hydro2 và LOX là tối thiểu, có thể dự trữ được dùng để đẩy và hạ cánh có thể chịu đựng các thế hệ khí và độ đa biến đổi. Nâng cao bảo vệ sự kết hợp của chất lỏng & 882; chất hydro-rich hay hydrides&12; không chỉ bảo vệ phi hành đoàn mà còn bảo vệ khiên bảo vệ lực cũng có thể tăng lực qua các thiết bị ô nhiễm thiết bị cảm biến đổi.

Công nghệ lưu trữ có tính cách tân tiến

Những công nghệ này đã trực tiếp hỗ trợ các nhiệm vụ lên Mặt Trăng, Sao Hỏa, và các điểm đến không gian sâu thẳm.

Quản lý Fluid do đông máu (CFC)

Chương trình nghiên cứu dịch cúm của NASA Chương trình nghiên cứu về vi sinh vật ) là việc tiên phong về hệ thống kết hợp khí ga, làm mát, điều khiển áp suất, và đẩy nhanh sự chuyển đổi trong vi trọng lực.

Xe tăng tiết kiệm điện không có chủ

Công nghệ Zero-boil-off sử dụng máy lạnh để lấy nhiệt từ nhiên liệu đẩy với tốc độ bằng hoặc rò rỉ nhiệt độ cực lớn, giữ chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất không đổi. Kết quả: không có nhiên liệu đẩy nào được thông qua không gian. Hệ thống ZBO lớn nhất thử nghiệm để xem là [FLT: 0] chức năng lưu trữ [FLFlexico [FT: 1], mà thể hiện 20 lớp nhiên liệu nhiệt độ trong kho chứa nhiên liệu. Khi hai cặp nâng cao và khiên chống hơi nước, cho phép tiếng khóc không ngừng trong kho chứa và nạp nhiên liệu LTT.

Xe tăng hợp nhất cấp cao

Bây giờ, các bồn chứa chứa nước đông áp suất (COPV) đã được sử dụng từ lâu để chứa khí nén cao áp (v. d., khí khí khí để tăng cường). Bây giờ, các bồn chứa chứa chứa chứa chứa nước đông cộng hưởng tổng hợp được dùng cho các bình nhiên liệu lỏng. Các tiểu hành tinh SpaceX dùng một cấu trúc thép không rỉ, nhưng nhiều nghiên cứu cho thấy các sợi cacbon tăng cường chất lỏng (CRP) sẽ giảm đi 30 phần trăm so với các bình chứa nhôm. Chương trình [FUP-FP] đã thành công khi áp suất tăng áp suất [T3-pam-pam] trong khi thiết bị tăng áp suất cao [Fition-pam] tại NASA [Trurburtant: 1] dùng dòng nhiệt độ áp suất cao [T1] để ngăn nhiệt độ áp suất cao [t] để ngăn nhiệt độ áp suất cao [t].3].3]

Quản lý động từ và điện từ

Trong vi trọng lực, sự bay lượn từ trường có thể định vị được lực đẩy mà không cần tiếp xúc cơ khí. Ô xy lỏng là chất làm tê liệt, vì vậy các nam châm siêu dẫn có thể bẫy và điều khiển các giọt nước nhỏ hay bong bóng. Đối với chất lỏng điện từ (LH2, LCH4), trường điện từ có thể tạo ra lực phân cực và tạo ra lực dictrophor. Những kỹ thuật này hứa giảm tốc độ hút nước từ xa, đơn giản hóa động cơ, và cho phép chuyển dịch chuyển nhanh giữa các bồn đẩy mà không tạo lực đẩy.

Chất kích thích và chất giảm sốt

Thay vì phóng tất cả các khoang nhiên liệu từ Trái Đất, các kho hàng quỹ đạo có thể tiếp nhiên liệu sau khi bay theo quỹ đạo, giảm đáng kể khối lượng phóng và cho phép các nhiệm vụ vận hành cao.

Những nhiệm vụ biểu lộ lòng trung thành

Chương trình của NASA [FLT: 0] Rapid (PHTTTTTTTTTT) (GHTTTTTTTTTTTTTTTT) đang phát triển một vệ tinh nhỏ để chứng minh các động cơ đẩy bằng vi sinh vật (FLT:2). Con tàu ) [FT: 2] Con tàu vũ trụ [FT: 3] [FT:] cấu trúc của Propution on-orbit] phụ thuộc vào việc nạp lại quỹ đạo: một biến thể chuyển đổi tới 100ne chất lỏng oxy và khí mêtan để khởi động đi trước khi nó đi đến cầu thang máy bay.

Quản lý nhiệt trong khi truyền

Dịch dịch dịch đông lạnh giữa các bồn chứa trong không gian đưa ra dòng chảy hai giai đoạn và vùng khí nóng. Nghiên cứu gần đây sử dụng sự kết hợp của hệ thống nén áp suất không nén và giảm lạnh hoạt động của bồn chứa để ngăn chặn hơi nước bốc hơi đặc biệt. Các thanh phun và ống phun có thể giảm hiệu lực chuyển dịch đến khi nhiệt độ xuống dưới 2% khối lượng.

Trong phòng lưu trữ cổ vũ ở Mặt Trăng và Sao Hỏa

Trên mặt trăng, lượng nước ở các cực có thể bị điện hóa thành hydro và oxy; trên sao Hỏa, khí CO2 có thể được chuyển hóa thành khí mêtan và oxy.

Kho lưu trữ cổ động Mặt trăng

Mặt trăng trải qua 14 ngày dài trên trái đất, thời gian nhiệt độ thấp như -180 °C. Điều khiển nhiệt độ rất khó, vì vậy cần thiết thiết thiết thiết thiết thiết thiết bị làm mát hoạt động để giữ cho LOX và LH2 không bị đun sôi. Một khái niệm đổi mới dùng regolith như một khối nhiệt: chôn vùi các bồn chứa dưới nhiều mét đất mặt trăng, và giảm sức làm mát theo thứ tự quy mô. Thí nghiệm từ [FT: 0] Artem III [FL1] [FL1] sẽ thử nghiệm tiếng khóc nhỏ được chôn vùi.

Name

Khí quyển sao Hỏa (95% CO2) có thể được xử lý bằng cách sử dụng điện phân tử lỏng để sản xuất oxy và cacbon mon-xin. Tuy nhiên, tích trữ lượng oxy lỏng và mê-tan trong áp suất xung quanh sao Hỏa (khoảng 6mbar) cần thiết tăng có thể chịu được sự phân tách áp suất lớn trong khi giảm thiểu khối lượng. Các bồn chứa nhôm có mạng bên trong và các khung lề được nghiên cứu. Một phương pháp khác: lưu trữ các chất lỏng siêu bền vững tại áp suất vừa phải, giảm khối lượng và trong quá trình mô phỏng.

Những sự hướng dẫn và nghiên cứu ưu tiên trong tương lai

Khi các cơ quan không gian và các công ty tư nhân đẩy mạnh các hoạt động lâu dài vượt ra ngoài quỹ đạo Trái Đất, công nghệ lưu trữ nhiên liệu sẽ tiếp tục phát triển.

  • Siêu máy lạnh siêu cấp cao ) hoạt động ở 77 K hoặc cao hơn, giảm sức mạnh cần thiết cho hệ thống ZBO.
  • Xe tăng tổng hợp có thể chữa lành với vi ống gắn vào để sửa chữa các vi mô bị hư hỏng do đạp xe hơi nhiệt.
  • quản lý dịch lỏng tự động dự đoán tăng tốc và điều chỉnh áp lực tăng áp trong thời gian thực sử dụng các mảng cảm biến.
  • phát hiện rò rỉ dựa trên la bàn mà có thể nhận diện lỗ hổng pin rỉ trong tường bể hoặc hàn từ mét xa.
  • cấu trúc chức năng ) kết hợp các bức tường bể chứa với các tấm pin nhiệt và khiên để tiết kiệm khối lượng.

Những đổi mới này sẽ rất quan trọng không chỉ cho các nhiệm vụ được điều hành tới Mặt Trăng và Sao Hỏa mà còn cho việc khám phá robot ngoài hệ mặt trời, nơi mà thời gian lưu trữ thủy lực sẽ kéo dài đến nhiều năm thay vì nhiều tháng.

Kết luận

Những tiến bộ trong các công nghệ lưu trữ đẩy mạnh được nêu ra ở đây là chuyển tầm nhìn của các nhiệm vụ không gian kéo dài thành một thực tế kỹ thuật. từ các tàu vũ trụ không-boil-ti cặp với các tàu phản ứng áp suất tổng hợp và quản lý từ tính, mỗi đột phá được một chế độ thất bại cụ thể mà đã hạn chế trong lịch sử. kết hợp với các hệ thống tái nạp nhiên liệu và ISU, những công nghệ này sẽ cho phép tàu vũ trụ này vận hành các chuyến bay vòng quanh cần thiết cho các chuyến đi tới Sao Hỏa, thiết lập các kho lưu trữ vĩnh viễn, và cuối cùng là thám hiểm vào các hành tinh bên ngoài. thập kỷ tiếp theo của các cuộc thử nghiệm trên chương trình của Artemis, và các hệ thống khác sẽ xác thực sự hiệu lực trong môi trường, trong không gian thực, để di chuyển nhân loại, để nhảy vọt.