¿Cuándo se utilizó metano líquido por primera vez en motores de cohetes?

¿Cuándo fue la primera vez que se usó metano líquido en un motor de cohete? Me refiero a los lanzamientos espaciales, pero sería interesante saber también sobre los primeros usos en motores [cohetes] experimentales, en aviones militares, de sonido y tal vez.

¿Y por qué no se usó antes de eso?

Relacionado (y probablemente lo que provocó esta pregunta): el prototipo de nave estelar de acero inoxidable brillante de SpaceX despega por primera vez (2020-08-05)

Respuestas (2)

El metano líquido (Methalox) nunca se ha utilizado en un cohete orbital o incluso de muy alto vuelo. Es una larga historia, pero el resumen es que el metalox requiere aleaciones de metal un poco mejores que las que estaban disponibles hasta hace poco, y es por eso que el repentino gran interés en él. El metano en sí mismo no es óptimo para el rango atmosférico o por encima de la atmósfera, pero tiene una buena combinación de las dos propiedades. No he encontrado una razón realmente buena por la que no se haya utilizado hasta hace poco, pero parece que otros combustibles eran simplemente más fáciles de incorporar a los motores de cohetes.

Por lo que puedo decir, la primera prueba de cohete de metano razonablemente grande fue en 2007 por XCOR . El récord de altitud parece ser de 4 km. El récord de tamaño, por supuesto, es el prototipo de Starship lanzado recientemente, aunque Starhopper en realidad podría haber sido más masivo debido a una pared más gruesa utilizada para ello.

Metalox en sí mismo no requiere nada especial en términos de aleaciones. Los dos grandes motores metalox que se están desarrollando ahora solo requieren tales aleaciones porque son motores de combustión por etapas ricos en oxígeno (BE-4) y de flujo completo (Raptor), y las aleaciones que los soviéticos desarrollaron para sus motores kerolox ORSC probablemente funcionarían. Otros ciclos de combustión no los necesitarían en absoluto... aparte de los motores XCOR (¿alimentados a presión?), el ciclo de expansión RL-10 ha sido modificado para funcionar con combustible de metano.

Según Clarke's Ignition! (1972) , el experimentador de cohetes alemán Johannes Winkler disparó un motor de cohete de metano-LOX en 1930:

Este trabajo no condujo a ninguna parte en particular, ya que, como el metano tiene un rendimiento solo ligeramente superior al de la gasolina, y es mucho más difícil de manejar, nadie vio el sentido de seguirlo.

Para 1970, la NASA había experimentado con el uso de metano y FLOX (mezcla de flúor líquido/oxígeno líquido) en un motor de cohete RL10 modificado . El rendimiento fue bueno, pero FLOX no es un oxidante que recomendaría.

¡Encendido! tiene mucha discusión sobre el nitrometano y el tetranitrometano como oxidantes, y anécdotas adecuadamente horrorizadas de ingenieros que sugirieron una mezcla de metano-LOX como monopropulsor en las décadas de 1950 y 1960, pero el experimento de Winkler de 1930 es la única mención de disparar un bipropulsor de metano/LOX.

El metano se ha considerado como un combustible para aviones, con estudios de la NASA alrededor de 1970 que sugieren que su capacidad de enfriamiento lo convertiría en un ganador para un SST mach 3 , pero hasta donde yo sé, no se ha utilizado en ningún avión de producción. La baja densidad del metano en relación con el queroseno plantea un desafío mayor para los aviones que para las naves espaciales.

space.stackexchange.com/questions/34973/… tiene algunos detalles adicionales.
Solo interés: estaba asombrado con los motores monohélice de John Carmack. ¡HTP y metanol mezclados! [ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ]. Me asombró y me asombra que nunca (AFAIK) tuvo un desmantelamiento catastrófico total.
Tenían un monohélice de peróxido (Black Armadillo) y algunos bihélices de etanol/LOX (Quad/Pixel/Texel/Stig); ¿Qué volaron con HTP/metanol?
@RussellBorogove esa cosa aeroespacial de armadillo que la NASA JSC se hizo cargo usó metano / lox (me refiero a la última oración en su respuesta). en.wikipedia.org/wiki/Project_Morpheus Sin embargo, era más o menos un juguete.