Para los tipos de tanques que se usan en las etapas superiores, ¿cuál es la relación entre el peso del tanque y el peso del hidrógeno? ¿Los tanques más grandes son más eficientes?
Esto es para considerar que el transporte de hidrógeno se utilizará como combustible en combinación con el oxígeno local en la luna; por lo tanto, es bastante hipotético, pero quiero postular dicho sistema con la mayor precisión posible. Supongo que los tipos de tanques utilizados, por ejemplo, en el Centaur, ¿sería lo que se usaría?
Incluso con hidrógeno, el peso del tanque es bastante pequeño en comparación con el peso del contenido. Para ver algunos ejemplos, puede consultar aquí (es posible que deba hacer algunas operaciones matemáticas para obtener los números reales):
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19750004950.pdf
Tiene razón en que la pérdida de calor es un problema menor para los tanques más grandes, pero la integridad estructural, especialmente cuando se enfrenta a las fuerzas aerodinámicas del lanzamiento, se convierte en un problema mayor.
Transportar hidrógeno líquido a la luna probablemente no sea una buena opción. Además del alto volumen y peso del tanque (en comparación con otros fluidos), también se evapora muy rápidamente bajo la radiación térmica. En su camino a la luna, la nave espacial tiene que navegar por la costa durante varios días, mientras pierde combustible.
Esto suele funcionar de la siguiente manera: El tanque se mantiene a cierta presión. Si se excede esta presión, se abre una válvula para ventilar algo de gas. De esta manera el líquido está en constante ebullición: si entra un poco de calor en el tanque, un poco de hidrógeno se evapora y se escapa por la válvula. La cantidad de hidrógeno evaporado es el calor introducido sobre el calor de evaporación específico del hidrógeno a su presión actual.
Digamos que ajustamos la válvula a una presión más alta. Luego, el hidrógeno seguiría hirviendo y, por lo tanto, presurizando el tanque, hasta que se alcanza esa presión más alta y la válvula se abre nuevamente. Ahora tenemos una temperatura un poco más alta en el tanque porque la temperatura de ebullición aumenta con la presión (hasta cierto punto). Por lo tanto, hay menos diferencia de temperatura entre el hidrógeno frío en el interior y la radiación solar en el exterior y menos calor entrará en el tanque. Sin embargo, necesitamos construir un tanque más grueso, y esto generalmente no vale la pena. Como se ve en el documento vinculado anteriormente, los tanques de hidrógeno están diseñados para operar a un nivel de presión modesto de unos pocos bares. (e incluso esta presión no se debe a la temperatura en el tanque, sino al requisito de presión de la entrada de la bomba)
La idea general de llevar combustible a la luna puede ser viable, aunque se necesitaría mucha energía para generar cantidades suficientes de oxígeno para la propulsión.
Eso es a menos que haya abundante agua en la luna, en cuyo caso generar combustible y oxidante sería más simple, pero eso aún está en discusión.
russell borogove
Cazador de ciervos