Scienza

I test della pompa del carburante per missili della NASA aprono la strada al Mars Lander alimentato a metano

I test della pompa del carburante per missili della NASA aprono la strada al Mars Lander alimentato a metano

La NASA ha recentemente testato una turbopompa con motore a razzo stampato in 3D con metano liquido, un probabile candidato per fornire propellente e fornire energia a molti tipi di veicoli spaziali per il viaggio della NASA su Marte.

"Questa è una delle parti di razzi più complesse che la NASA abbia mai testato con metano liquido, un propellente che funzionerebbe bene per alimentare i lander di Marte e altri veicoli spaziali",

dice Mary Beth Koelbl, responsabile del dipartimento dei sistemi di propulsione al Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama.

"La produzione additiva, o stampa 3-D, ha reso possibile progettare, costruire e testare rapidamente due pompe turbo con design identici che funzionavano bene sia con metano liquido che con propellente idrogeno liquido."

Una pompa turbo è un macchinario incredibilmente complesso; ospita turbine che girano a velocità vertiginose per fornire ai motori carburante sufficiente per la manutenzione migliaia di sterline di spinta. Proprio come le automobili, i veicoli spaziali richiedono una pompa per fornire al motore abbastanza carburante per fornire o mantenere la velocità. Nel caso di un veicolo spaziale, tuttavia, viene utilizzata una pompa turbo per fornire carburante al motore, che richiede oltre600 cavallifornire abbastanza propellente.

La pompa specifica testata comprendeva in parte parti stampate in 3-D, parti che potrebbero essere realizzate a bordo come stampanti 3-D sono attualmente in fase di equipaggiamento su veicoli spaziali per missioni future. I test insieme alla produzione delle parti stanno aprendo la strada per fornire ai futuri veicoli spaziali parti complesse che possono essere facilmente realizzate a bordo. Necessaria la nuova pompa turbo 45% in meno parti, fornendo oltre 600 galloni di carburante a minuto, sufficiente per alimentare un motore con over 22.500 libbre di spinta.

Le precedenti turbopompe utilizzavano azoto liquido che doveva essere raffreddato 400 gradi sotto lo zero Fahrenheit (-240 gradi Celsius), mentre la nuova pompa utilizza propellente a metano liquido che viene raffreddato a una temperatura molto più calda 255 gradi sotto lo zero Fahrenheit (-159 gradi Celsius). Il metano liquido può essere conservato a una temperatura più calda, il che significa che bolle più lentamente e non si dissipa rapidamente, rendendolo più ideale per la conservazione a lungo termine, un grande vantaggio per le missioni su Marte. La nuova turbopompa ha la capacità di utilizzare entrambi i propellenti che potrebbero rivelarsi utili poiché la NASA ha la tecnologia per produrre metano dall'anidride carbonica, un composto abbondante nell'atmosfera marziana.

Un potenziale rover mentre i pianificatori della NASA studiano diversi concetti per le missioni su Marte con equipaggio[Fonte immagine:NASA]

"Dimostrando che la stessa pompa turbo può funzionare con carburanti diversi, abbiamo dimostrato che un progetto comune funzionerebbe per entrambi i motori alimentati a metano o idrogeno",

"Poiché il metano liquido è molto più denso dell'idrogeno, richiede che la pompa turbo giri a una velocità diversa per fornire la stessa quantità di flusso di massa al motore".

La NASA sta fornendo tutti i dati dei test alle aziende americane nella speranza che il costo di produzione del nuovo processo di produzione per costruire le parti possa essere ridotto, pur mantenendo gli standard aerospaziali. Aziende esterne hanno già contribuito a rendere realtà la futuristica turbopompa stampata in 3-D.

"La produzione additiva ci ha permesso di costruire la pompa turbo con il 45% di parti in meno",

dice Nick Case, l'ingegnere di propulsione Marshall che ha condotto i test.

“Ciò ha reso conveniente la costruzione di due pompe turbo, portarle rapidamente sul banco di prova e ottenere risultati. Il nostro prossimo passo sarà testare la turbopompa a metano liquido con altri componenti del motore stampati in 3-D in una configurazione simile ai test sull'idrogeno liquido completati lo scorso anno ".

NASA test turbopompa[Fonte immagine:NASA]

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Scritto da Maverick Baker


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