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NASA-Raketentreibstoffpumpentests ebnen den Weg für mit Methan betriebenen Mars Lander

NASA-Raketentreibstoffpumpentests ebnen den Weg für mit Methan betriebenen Mars Lander


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Die NASA hat kürzlich eine 3D-gedruckte Turbopumpe mit Raketentriebwerk mit flüssigem Methan getestet - ein wahrscheinlicher Kandidat für die Bereitstellung von Treibmittel und die Versorgung vieler Arten von Raumfahrzeugen für die Reise der NASA zum Mars.

"Dies ist eines der komplexesten Raketenteile, die die NASA jemals mit flüssigem Methan getestet hat, einem Treibmittel, das sich gut zum Betanken von Marslandern und anderen Raumfahrzeugen eignet."

sagt Mary Beth Koelbl, Leiterin der Abteilung für Antriebssysteme im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama.

„Durch additive Fertigung oder 3D-Druck konnten zwei Turbopumpen mit identischen Konstruktionen, die sowohl mit flüssigem Methan als auch mit flüssigem Wasserstoff gut funktionieren, schnell konstruiert, gebaut und getestet werden.“

Eine Turbopumpe ist eine unglaublich komplexe Maschine. Es beherbergt Turbinen, die sich mit halsbrecherischer Geschwindigkeit drehen, um die Motoren mit genügend Kraftstoff für die Wartung zu versorgen Tausende von Pfund des Schubes. Genau wie Autos benötigen Raumfahrzeuge eine Pumpe, um den Motor mit genügend Kraftstoff zu versorgen, um die Geschwindigkeit bereitzustellen oder aufrechtzuerhalten. Im Fall eines Raumfahrzeugs wird jedoch eine Turbopumpe verwendet, um den Motor mit Kraftstoff zu versorgen, der mehr benötigt600 PSgenug Treibmittel zur Verfügung zu stellen.

Die getestete spezifische Pumpe bestand teilweise aus 3D-gedruckten Teilen, Teile, die an Bord hergestellt werden könnten, da 3D-Drucker derzeit für zukünftige Missionen auf Raumfahrzeugen ausgerüstet werden. Die Tests und die Herstellung der Teile ebnen den Weg, um zukünftige Raumfahrzeuge mit komplexen Teilen zu versorgen, die leicht an Bord hergestellt werden können. Die neue Turbopumpe benötigt 45% weniger Teile, während über 600 Gallonen Kraftstoff a Minute, ausreichend, um einen Motor mit über anzutreiben 22.500 Pfund Schub.

Bisherige Turbopumpen verwendeten flüssigen Stickstoff, auf den abgekühlt werden muss 400 Grad unter -240 Grad Celsius, während die neue Pumpe flüssiges Methantreibmittel verwendet, das viel wärmer gekühlt wird 255 Grad unter -159 Grad Celsius. Flüssiges Methan kann bei einer wärmeren Temperatur gelagert werden, was bedeutet, dass es langsamer kocht und sich nicht so schnell auflöst, was es ideal für die Langzeitlagerung macht - ein großer Vorteil für Mars-Missionen. Die neue Turbopumpe kann beide Treibmittel verwenden, was sich als nützlich erweisen könnte, da die NASA über die Technologie verfügt, Methan aus Kohlendioxid herzustellen, einer in der Marsatmosphäre reichlich vorhandenen Verbindung.

Ein potenzieller Rover, da NASA-Planer verschiedene Konzepte für bemannte Mars-Missionen untersuchen[Bildquelle:NASA]

"Durch die Demonstration, dass dieselbe Turbopumpe mit unterschiedlichen Kraftstoffen arbeiten kann, haben wir gezeigt, dass ein gemeinsames Design entweder für Motoren funktioniert, die mit Methan oder Wasserstoff betrieben werden."

„Da flüssiges Methan viel dichter als Wasserstoff ist, muss sich die Turbopumpe mit einer anderen Drehzahl drehen, um dem Motor den gleichen Massenstrom zuzuführen.“

Die NASA stellt amerikanischen Unternehmen alle Testdaten zur Verfügung, in der Hoffnung, dass die Produktionskosten des neuen Herstellungsprozesses für den Bau der Teile unter Beibehaltung der Luft- und Raumfahrtstandards gesenkt werden können. Externe Unternehmen haben bereits dazu beigetragen, die futuristische 3D-gedruckte Turbopumpe Wirklichkeit werden zu lassen.

„Durch additive Fertigung konnten wir die Turbopumpe mit 45 Prozent weniger Teilen bauen.“

sagt Nick Case, der Marshall-Antriebsingenieur, der die Tests geleitet hat.

„Dies machte es erschwinglich, zwei Turbopumpen zu bauen, sie schnell auf den Prüfstand zu bringen und Ergebnisse zu erzielen. Unser nächster Schritt wird darin bestehen, die Turbopumpe für flüssiges Methan mit anderen 3D-gedruckten Motorkomponenten in einer ähnlichen Konfiguration wie die im letzten Jahr abgeschlossenen Tests für flüssigen Wasserstoff zu testen. “

NASA testet Turbopumpe[Bildquelle:NASA]

SIEHE AUCH: Die NASA hat ihren Weltraumlebensraum auf der ISS erfolgreich aufgeblasen

Geschrieben von Maverick Baker


Schau das Video: The Curious Life of a Mars Rover. Nat Geo Live (Juli 2022).


Bemerkungen:

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