¿Cuál es la ventaja de usar helio sobre nitrógeno cuando se usa para presurizar LOx?

En esta publicación de Twitter del diagrama de la línea de plomería (mitad izquierda) de LauncherSpace, se puede notar que el helio se usa para presurizar LOx mientras que el nitrógeno se usa para presurizar queroseno.

¿Por qué la dicotomía? ¿Por qué no usar el mismo gas, preferiblemente el gas nitrógeno más barato para presurizar LOx?

No tengo una referencia a mano, pero estoy bastante seguro de que el N2 se difunde demasiado en el LOX. Tuvimos un problema en la oficina de integración del transbordador espacial donde los datos de la etiqueta del motor del banco de pruebas siempre eran ligeramente peores que el rendimiento del vuelo. Algunos tenían la fuerte sensación de que la diferencia se debía a que el vehículo de vuelo usaba He/gas autógeno y el sistema de prueba en tierra usaba N2 para presurizar los tanques.
@OrganicMarble, ¿quieres decir que N2 se "disuelve" en LOx? Y gracias por compartir tu experiencia. ¡Muy interesante e informativo!
¿El N2 disuelto burbujea en algún sitio de la línea de plomería LOx? ¿O burbujea en el motor y enfría los gases, lo que reduce el rendimiento?
@OrganicMarble - ¿es esta una buena referencia - dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/272377.pdf ? tal vez este era el que estabas buscando
Uno pensaría que el He se disolvería aún más fácilmente: es una molécula mucho más pequeña que el N. ¿No entraría fácilmente?

Respuestas (1)

Como sugirió OrganicMarble en un comentario, el nitrógeno es miscible con oxígeno (por lo tanto, puede hacer aire líquido). Según el documento técnico 2464 de la NASA , esta es una gran preocupación porque el uso de "aire enriquecido" en lugar de oxígeno puro, ya que el oxidante degrada el rendimiento del motor:

La transferencia de oxígeno líquido (LOX) de un recipiente de almacenamiento a un motor de cohete generalmente requiere el uso de un gas de presurización a altas presiones. Los criterios principales para la elección del gas son el bajo costo, la seguridad y la inmiscibilidad con el oxígeno líquido . Entre los gases comunes se han considerado el helio, el nitrógeno y el propio oxígeno. El helio es caro y el oxígeno es peligroso a altas presiones. El gas restante, el nitrógeno, lamentablemente es miscible con el oxígeno y provoca la dilución y la pérdida de rendimiento del motor. (énfasis mío)

También aumenta la presión de vapor del lox. Esto podría provocar cavitación y, por lo tanto, podría destruir el sistema de alimentación.
@Christoph: Cierto, aunque no estoy seguro de si el efecto es lo suficientemente grande como para importar. No tengo números, pero supongo que las turbobombas funcionan con un margen de seguridad considerable, porque la presión de entrada puede fluctuar bastante (debido a los cambios en la aceleración total del cohete) y cualquier cavitación sería desastrosa.
Gracias por la edición de la otra pregunta ;-) A menudo vendo mips wrods.
¿Cuál es la ventaja de usar helio sobre nitrógeno cuando se usa para presurizar LOx?
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