¿Es el propulsor de agua HAN lo suficientemente "verde" como para usarse en un cubesat?

Acabo de leer sobre el propulsor "verde" nitrato de hidroxilamonio escribiendo esta respuesta . Se probará en la Misión de infusión de propelente verde (ver también Sistema de propulsión GPIM AF-M315E ).

La descomposición catalítica del monopropulsor de nitrato de hidroxilamonio analiza la preparación y prueba de mezclas de agua y HAN y el uso de iridio como catalizador.

¿Es el propulsor de nitrato de hidroxilamonio lo suficientemente "verde" como para usarse en un cubesat? En este contexto, "verde" se refiere a su menor toxicidad en comparación con la hidracina.

La cuestión no es tanto la compatibilidad con el cubesat en sí, sino con los requisitos de seguridad de las opciones de despliegue espacial más comunes y las directrices de cubesat relacionadas con la energía química almacenada.

Según Wikipedia , NH3OHNO3 es una mezcla de combustible/oxidante , también conocida como AF-M315E. Probablemente se usaría en una nave espacial como propulsor líquido en solución acuosa (la sal sólida tiene problemas de estabilidad) y puede ser más eficiente (por volumen) que la hidracina.

Según GPIM (Green Propellant Infusion Mission) / STP-2

Con un ρΙsp aproximadamente un 50 % más alto que la hidracina (un Isp un 5 % más alto combinado con una densidad un 46 % más alta), el AF-M315E ofrece un rendimiento comparable al de los bipropulsores almacenables tradicionales para misiones de baja V mientras emplea aproximadamente la mitad de la cantidad de componentes, conservando así el bien establecido mayor confiabilidad y costo reducido de los monopropulsores tradicionales.Muchos problemas de diseño y modos de falla asociados con misiones interplanetarias de larga duración (por ejemplo, control de la relación de mezcla, de difusión y reacción de vapor de propulsor, decaimiento del flujo de oxidante) no se aplican a un AF-M315E de igual capacidad sistema.

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Respuestas (3)

Probablemente no podría usarse en un cubesat, pero no principalmente por razones ambientales.

Las restricciones sobre los cubesats generalmente se relacionan con el riesgo de que dañe el vehículo de lanzamiento, la carga útil principal o las personas involucradas en la misión más amplia (incluidos los astronautas de los cubesats desplegados desde la ISS). El sistema que se está desarrollando para GPIM rompería varias de las restricciones:

  • Si bien es mucho menos desagradable que la hidracina, los datos de seguridad todavía dicen "Explosivo, cancerígeno, tóxico, nocivo, irritante, peligroso para el medio ambiente". Supongo que esto descartaría por completo que se implemente desde la ISS, y es probable que sea un desafío para otros sistemas de lanzamiento. No lo he investigado lo suficiente como para decir qué tan grande es el riesgo de explosión, sin duda menos que la hidrazaína, que básicamente no quiere existir en absoluto, pero espere mucho de "no está poniendo ese dispositivo explosivo amateur en ningún lugar cerca". mi satélite de 100 millones de dólares".

  • Presión de alimentación de 6,8 a 27,6 bar; los cubesats necesitan una exención para cualquier cosa por encima de 1,2 bar (por una buena razón: un tanque presurizado que explota puede arruinar cualquier cosa cercana).

Veo a que te refieres. Supongo que eso descarta el quitaesmalte (acetona) y laca para el cabello que iba a usar para mi proyecto "cosmotology-sat". La presurización es un problema en el que ni siquiera había pensado todavía. Tendría que hacerse con una bomba: el caudal es tan pequeño que podría ser una bomba pequeña, pero no sería necesario presurizar el tanque. En general, creo que su conclusión es bastante sólida.
El yodo sólido es una alternativa de propulsión de iones cúbicos "nueva" (que también mitiga los problemas de presurización).

Los sistemas de propulsión CubeSat que emplean propulsores basados ​​en HAN están actualmente en desarrollo y están programados para su lanzamiento en los próximos dos años. AF-M315E, el propulsor basado en HAN más desarrollado, tiene sensibilidades de choque e impacto muy bajas. A la luz de esto (junto con la insignificante toxicidad del vapor), la administración de seguridad de rango ha designado al AF-M315E en una clasificación de peligro más baja que la hidracina, lo que lo hace ideal desde el punto de vista logístico para las misiones de CubeSats. El verdadero obstáculo para la infusión completa es que los propulsores de líquido iónico requieren una mayor potencia de precalentamiento para funcionar y deben construirse con metales refractarios costosos debido a las temperaturas de reacción mucho más altas.

Por cierto, la sustancia de la industria aeroespacial con la historia más letal es el gas nitrógeno regular. Nadie relacionado con el manejo de hidracina como propulsor ha sufrido daños significativos, porque se maneja fácilmente de manera que aísle al personal de los vapores relativamente difusos.

Es posible que desee consultar ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100038321.pdf La Tabla 1 muestra 7 lesiones o muertes por incidentes de combustible hipergólico.
¡Bienvenidos al Espacio! Es importante respaldar declaraciones similares a hechos en las respuestas de Stack Exchange con enlaces y/o referencias para que los lectores puedan confirmarlas. De lo contrario, los lectores no podrán saber si la información es confiable o no. Puede ver cuántas fuentes ya he agregado en la pregunta. La seguridad de los materiales energéticos almacenados en cubesats durante meses o años antes del lanzamiento es un tema complejo, tendría que haber un proceso de aprobación, etc... ¡Gracias!

El problema con HAN es que no era tan estable y "resistente a la detonación" como sugerían sus defensores. Eso fue lo que condenó al programa ALASA de la Fuerza Aérea.

¿Es el propulsor de agua HAN lo suficientemente "verde" como para usarse en un cubesat?
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