NASA打造全球最大的液态氢储罐

2019-01-21 10:45

日前，位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心探测地面系统（EGS）宣称将很快在Pad 39B ，建造世界上最大的液氢（H 2）储罐，以支持美国宇航局（NASA）的SLS火箭加油。

SLS火箭旨在发射猎户座宇宙飞船，将人类送往遥远的月球和火星等，SLS核心级和空间级发射计划将需要73万加仑的液态H₂和液态O₂，为四个核心级和单个上级发动机提供燃料。

当NASA向月球发射第一批宇航员时，土星V第二和第三阶段的推进剂是液态H₂和液态氧（O₂）。在装入运载火箭之前，它们被储存在85万加仑的球形容器中，每个距离垫约1500英尺。这些储油罐在30年的航天飞机计划中起到了同样的作用。

但肯尼迪勘探研究和技术项目高级首席研究员James Fesmire认为这一设备设计已经过时。

虽然液态H₂和液态O₂是优质的高性能火箭推进剂，但液态的O₂的温度为－297华氏度，H₂为－423华氏度，在常规环境温度下，这些液体犹如放进烤箱的冰，存在强烈的挥发。

肯尼迪工程公司的研究工程师Adam Swanger表示：“现有的储罐均采用真空夹套，厚度为3英尺厚的珍珠岩。在1965年他们是最先进的储罐装置，但挥发问题是长期持续存在的问题，大量的损失不可避免。”

根据Fesmire的说法，为航天飞机三个主发动机供能所购买的液态H₂，约有一半由于蒸发作用损失。

为解决这一问题，2001年以来，肯尼迪勘探研究和技术项目的首席研究员Bill Notardonato博士和佛罗里达太阳能中心的Jong Baik博士一直在该中心的低温测试实验室工作，通过始于分析、建模和一系列实验室的研究测试，开创了减轻上述损失的技术。

新技术集成制冷和储存（IRaS）是一种制冷系统，可以控制储罐内的液体，并使用集成热交换器和低温制冷系统直接移除热能与全新的玻璃“气泡”绝缘材料结合，可有效控制蒸发。

数据显示，IRaS花费约15美分的电力可以节省1美元H₂，结合玻璃泡沫保温，将使液体H₂的蒸发损失减少46％。这对于容纳125万加仑的H₂油箱尤为重要。

值得一提的，NASA正在开发最先进的空间推进技术，参与支持的商业公司和合作伙伴包括SpaceX和Blue Origin等。

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