Dansk Rumforskningsinstitut Byg din egen satellit - Space.aau.dk

Dansk Rumforskningsinstitut
Byg din egen satellit
5.2.2 Én-komponent brændstof
Et én-komponent brændstof er en energirig kemisk forbindelse, som ved hjælp af en
katalysator (catalyst) spaltes i to eller flere bestanddele under kraftig energiudvikling. Det
mest anvendte én-komponent brændstof er hydrazin (hydrazine – N2H4). Det kedelige ved
hydrazin er, at det er meget giftigt og derfor skal håndteres under de største
sikkerhedsforanstaltninger.
Et andet brændstof, som ser ud til at blive mere populært i fremtiden er brintoverilte
(hydrogen peroxide – H2O2). Det er ugiftigt og billigt, men ikke så effektivt som hydrazin.
Én-komponent brændstof anvendes kun i små raketsystemer om bord på en satellit, hvor et
antal små raketdyser briges til at kontrollere satellittens orientering (attitude) i rummet og til
at lave små kursændringer med undervejs.
5.2.3 To-komponent flydende brændstof
Denne brændstoftype er den mest anvendte i løfteraketter og i større satellitter til styring og
baneændringer. Den mest effektive to-komponent brændstofkombination overhovedet er ilt
(oxygen), O2, og brint (hydrogen), H2. Da forbrændingsproduktet er vanddamp, er den er
samtidig det mest miljøvenlige, der findes. Ilten og brinten skal opbevares i tankene i
flydende form, og det er lidt besværligt.
Flydende ilt (liquid oxygen – LOX) koger ved –183 o C og har en vægtfylde på 1.14 kg/liter
(d.v.s lidt tungere end vand). Det er til at have med at gøre, trods alt.
Flydende brint (liquid hydrogen – LH2) koger ved –253 o C og har en vægtfylde på 0.071
kg/liter (d.v.s. ca. 14 gange “tyndere” end vand). Det er meget besværligt at have med at gøre,
men man bruger det alligevel på grund af den fabelagtige effektivitet.
Det ideelle ilt/brint blandingsforhold til forbrænding i en raket er ca. 5 dele ilt + 1 del brint
efter vægt. Efter rumfang bliver blandingsforholdet ca. 3 dele flydende brint til 1 del flydende
ilt. Derfor bliver beholderen til brinten uforholdsmæssig stor i forhold til iltbeholderen, selv
om den i fyldt tilstand vejer meget mindre end ilttanken. Varmeisolationen af brintbeholderen
skal være fantastisk effektiv, og selv med super-isolation kan brændstoffet ikke gemmes ret
længe, idet det koger i tankene hele tiden.
En anden populær brændstofkombination er petroleum (kerosene, også kendt som RP-1) og
flydende ilt. Derved undgår man besværet med den flydende brint på bekostning af
effektiviteten. Denne brændstofkombination benyttes især i russiske løfteraketter.
Den sidste type brændstof, som skal nævnes her er iltningsmidlet kvælstoftetroxid (nitrogen
tetroxide), N2O4, sammen med enten hydrazin, monometylhydrazin (monomethyl hydrazine,
MMH), CH3NH-NH2, eller usymmetrisk dimetylhydrazin (unsymmetrical dimethyl
hydrazine, UDMH) (CH3)2N-NH2. Disse typer kaldes hypergolt (hypergolic) brændstof, idet
blandingen selvantænder, når de mødes i brændkammeret. En anden fordel er, at stofferne er
flydende ved stuetemperatur og er langtidsholdbare. Derfor egner det sig godt til rakettrin som
skal kunne startes og stoppe mange gange. Den største ulempe er, at alle stofferne er meget
giftige.
Disse brændstoftyper bruges både i løfteraketter, især i de øverste rakettrin og i større
satellitter, hvor der er plads til det komplicerede system af rør, ventiler, trykregulatorer, som
kræves, for at få det til at fungere. Det, at stofferne er langtidsholdbare, gør dem attraktive for
missioner, hvor levetiden eller rejsetiden er mange år, og der hele tiden er behov for baneeller
kursjusteringer.
gen/dssp/mis/tn/0010(2) Side 28 Byg_din_egen_satellit_2_Draft_1.doc