Bemutatták a folyékony hidrogént tároló üzemanyagtartályt

A Northrop Grumman és a NASA Marshall Űrrepülő Központjának mérnökei egy új, különlegesen tervezett, kompozit anyagokból készült üzemanyagtartályt mutattak be, melyről már bebizonyították, hogy szimulált kilövési körülmények között biztonságosan tárolja a folyékony hidrogént.

A teszteket a Marshall Központban, a NASA Új Generációs Kilövési Technikák (NGLT) programja keretein belül készítették, melynek célja az új generációs, újrahasznosítható kilövő járművek számára szükséges alkalmazások kifejlesztése és kidolgozása. A folyékony hidrogén nélkülözhetetlen, ám rendkívül illékony üzemanyag, amit a rakétákat meghajtó égési folyamhoz használnak. Tárolni kizárólag -253 Celsius-fok alatt lehet, ezen a hőmérsékleten a legtöbb anyag kifejezetten törékennyé válik. A folyékony hidrogén molekulaszerkezete ráadásul felül rendkívül finom, így a legparányibb réseken is képes átszivárogni.

"A kísérletek jelentős előrelépésről tanúskodnak a kriogén üzemanyagok tárolásával járó kockázatok csökkentése terén" - mondta Joan Funk, a NASA NGLT kriogén tartályainak projektvezetője. "A kompozit tankok 10-25 %-os súlycsökkenést jelentenek a jelenlegi alumíniumtartályokhoz képest, így használatukkal lehetővé válik a rakományok növelése. Emellett segít az újrahasznosítható kilövő járművek üzemeltetési költségeinek csökkentésében is." A NASA által az űrrepülő leváltására készült X-33 Venture Star project a hidrogénüzemanyagtartály megrepedése miatt került leállításra.


Az X-33 Venture Star látványterve
A tesztekhez a Grumman/NASA csapat egy 1,8 méter átmérőjű és 4,6 méter hosszú hengeres tartályt töltött fel folyékony hidrogénnel, majd tengelyes terhelésnek valamint belső nyomásnak tették ki, hogy szimulálják azokat az erőhatásokat, amit egy rakéta kilövéskor szenved el. A tengelyes terhelés egy a jármű függőleges tengelyére nehezedő terhelés. A kísérletben részt vett tartály mérete nagyjából negyede a tervezettnek, ami már megfelel az új generációs kilövő járművekkel szemben támasztott követelményeknek. Az elkövetkező kilenc hónap során a projekt csapat közel negyvenszer tölti és űríti a tartályt a külső és belső terhelések alkalmazásával, hogy bemutassák a tartály szerkezeti integritását és újrahasznosíthatósági képességét kriogén hőfokokon.

"A csapat által elért áttörés a kriogén üzemanyagtartályok terén jelentős, hosszú távú hatással lesz a civil és a katonai űrprogramokra, lehetővé téve az újrahasznosítható űrjárművek jóval alacsonyabb költségvetésű elkészítését" - mondta Tod Palm, a Northrop Grumman kompozit tartály projektjének vezetője. Palm szerint mérnökei sikere három technikai előrelépésben rejlik. A tartály falainak elkészítésekor egy új módszert, másodlagos védőfóliát alkalmaztak, ami meggátolja a folyékony hidrogén beszivárgását a tartály falába. Ezenkívűl lyukacsos, méhsejtszerű kialakítást használtak, ami az üzemanyag űrbe kivezetésével garantálja a legénység biztonságát, amennyiben az mégis áthatolna a védőfólián - bár ez persze elvileg nem történhet meg.