LMP-103S es el nombre de un nuevo monopropulsor, probado en la misión PRISMA en 2010. Su ingrediente principal es ADN (Dinitramida de amonio), un extraño químico inventado en los años 70 en la URSS e inventado de forma independiente en Occidente a principios de los 90.
La empresa sueca propietaria de los derechos intelectuales de este combustible y que lo operaba en PRISMA ha informado un impulso específico un 6 % mejor y un impulso de densidad un 30 % mejor que la hidracina. LMP-103S también es un líquido mucho más seguro : estable, no sensible a golpes, aire o humedad, no muy tóxico ni corrosivo, y tiene buenos rangos de temperatura para almacenamiento y uso. También utiliza un catalizador para "encender" y "quemar" el líquido.
La composición química se informa como 60-65 % de ADN, 15-20 % de metanol, 3-6 % de amoníaco y el resto es agua. Estos porcentajes son en masa, no en volumen. Los porcentajes exactos siguen siendo un secreto comercial.
Así que ahora empiezan las preguntas:
¿Qué está tomando tanto tiempo? ¿Por qué no ha reemplazado a la desagradable hidracina? Han pasado 5 años y no se escucha mucho más. ¿Es LMP-103S demasiado bueno para ser verdad?
¿Por qué usar metanol en lugar de etanol? El etanol tiene aproximadamente un 33 % más de energía por kg y, por lo demás, es muy similar en propiedades como la miscibilidad.
¿Cuál es la temperatura en la cámara de combustión? Para que conste, para la hidracina suele rondar los 800 C, por lo que siempre que LMP-103S no sea mayor que esto, no puede ser una desventaja. Sin embargo, en toda mi búsqueda, nunca he podido encontrar cuál es la temperatura de "combustión" en la cámara de combustión.
¿Deja algún residuo sólido de la quemadura? como las sales? Esto podría ser una gran desventaja. ¿O corroe metales u otros materiales?
Además, en toda mi búsqueda, encontré una desventaja pero no sé qué significa. LMP-103S no es "arrancable en frío", pero Hydrazine sí lo es. ¿Qué significa eso?
LMP-103S y la hidracina difieren en más formas que en que la hidracina, a diferencia de LMP-103S, es altamente tóxica y cancerígena y que LMP-103S tiene un mayor rendimiento.
LMP-103S requiere más calentamiento del catalizador para quemarse y la temperatura de combustión (alrededor de 1600 C) es considerablemente más alta que la de la hidracina (alrededor de 800 C).
El sistema de propulsión y, por tanto, también el software de a bordo, debe tener en cuenta y garantizar que el catalizador del propulsor utilizado esté realmente caliente (alrededor de 350 C), es decir, si el precalentamiento debido a una falla técnica ha fallado y se ha iniciado el empuje, el toda la misión podría perderse.
Un propulsor de hidracina comienza a arder sin precalentamiento del catalizador, es decir, no hay una necesidad absoluta de que funcione correctamente y la potencia requerida para el calentamiento normal es significativamente menor que la del LMP-103S.
Además, la hidracina y la LMP-103S tienen diferentes propiedades como líquidos y todas las válvulas que anteriormente estaban calificadas para hidracina primero deben estar calificadas para el espacio para que la LMP-103S se use de manera segura en el espacio, es decir, en condiciones de ingravidez y vacío.
Se también dos nuevas solicitudes de patentes estadounidenses:
http://www.faqs.org/patents/app/20150121843
http://www.faqs.org/patents/app/20150128563
La calificación espacial de LMP-103S está terminada. Doy aquí una breve actualización de los hitos pasados. (actualizado 2015-09-17)
Septiembre de 2011 (después de unos 15 meses en el espacio) http://www.lsespace.com/latest-news.aspx
Finalmente, todos los encendidos planificados con el sistema de propulsión HPGP en Prisma se han completado con éxito. En la noche del viernes 9 de septiembre se realizó un tiro continuo de 75 seg; el más largo hasta ahora con un propulsor HPGP en el espacio, y el número acumulado de pulsos superó los 50.000. Se han disparado 363 secuencias y se ha consumido el 63% del propulsor. Quedan 2 kg del propulsor HPGP que se utilizará para proporcionar ΔV para los nuevos objetivos de la misión durante el resto de la misión antes de la clausura. Después de 15 meses en el espacio, sin indicios de degradación, la demostración de vuelo se está convirtiendo en una calificación de vuelo espacial.
.
De: http://www.sffmt2013.org/PPAbstract/4088p.pdf Con fecha 21 de mayo de 2013.
Tabla 2-1: Las fases de la misión PRISMA
Fase de la misión........Fecha de inicio......Duración.......Operador
Misión nominal....2010-06-15.....273 días......OHB-SE (SSC)
Misión extendida... 2011-03-15... 160 días... DLR/GSOC
Partes externas.....2011-08-22......588 días......misión OHB-SE
Misión final.........2013-04-01......En curso...OHB-SE
.
Tabla 2-2: Participantes de partes externas
Organización....Experimento.............Fecha de inicio.......Duración
Space-SI........Interferometría,.........2011-09-19......7 días
......................Basura espacial,
......................Instrumento distribuido,
...................... Vuelo en formación
GMV...............HARVD.................2011-10-03.......5 días
CNES.............FFRF cont. ............2011-10-10......23 días
DLR............... ARGÓN...................2012-04-16...... 5 días
CNES.............µNEAT....................2012-09-19.......3 días
ECAPS...........HPGP6...................2013-02-15.......1 día
.
De: http://www.dlr.de/ra/Portaldata/55/Resources/dokumente/rheform/replacement-of-hydrazine.pdf
Del proyecto Rheform de Horizonte 2020 de la UE: un documento muy importante con fecha del 15 de junio de 2015
Se han realizado más de 344 secuencias que comprenden más de 50.525 pulsos en modo continuo, de pulsos o sin modulación. El mapeo de rendimiento se ha realizado mediante la ejecución de secuencias de disparo con duraciones de pulso de 50 ms a 100 s y los disparos en modo de pulso se han realizado con ciclos de trabajo que van desde el 0,1 % al 99 %. Se han ejecutado trenes de pulsos con una duración de hasta 90 min. Se ha demostrado que el modo de pulso y la previsibilidad de bit de impulso único son muy precisos para el sistema HPGP. El tiempo de combustión acumulado es de más de 3,5 h hasta la fecha y se consume el 76 % del propulsor . El propulsor restante se utilizará para proporcionar ?V para los objetivos de la misión extendida antes de la eventual clausura.
.
De https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/p/prisma-prototype#mission-status
Durante la fase de encuentro en agosto de 2014, hubo un problema con uno de los sistemas de propulsión en PRISMA y el proyecto PRISMA no pudo aprovechar la oportunidad de ejecutar la inspección antes del sobrevuelo de Picard.
SNSB ( Tablero Espacial Nacional Sueco ) 27 de enero de 2015
Solo estamos discutiendo cómo usar mejor el combustible que queda en el sistema HPGP y si la salida de órbita se puede combinar con algo más.
SNSB 23 de febrero de 2015
Es, como decía la hidracina la que está al final, no el LMP-103S. El sistema HPGP funciona bien y se utilizará para las maniobras restantes. Ambos sistemas se han utilizado en paralelo hasta que se terminó la hidracina.
De un comentario a: http://www.popularmechanics.com/space/rockets/a17162/nasa-green-rocket-fuel/
Mike Lara · Trabaja en Orbital ATK
Los sistemas HPGP basados en ECAPS LMP-103S han funcionado extremadamente bien en órbita durante cinco años en apoyo del satélite PRISMA.
SNSB 8 de septiembre de 2015
Mango se ha dado a la tarea en 2015 de circularizar/bajar su órbita para reducir el riesgo de colisión. En relación con esto, se utiliza el sistema HPGP y, por lo tanto, ha podido demostrar 5 años de capacidad operativa en el espacio.
Soy el líder de propulsión de SkySat y he estado volando LMP-103S desde junio de 2016 cuando SkySat-3 se lanzó desde India.
Para responder a la pregunta:
Sí, es viable y tiene una serie de ventajas, principalmente la (densidad Isp *) es mucho mejor que la hidracina. Pero, en este momento, los motores son más caros de construir que los que funcionan con hidracina (debido a la temperatura de combustión más alta, el costo del propulsor no es realmente un problema).
Realmente se reduce a los valores de su misión (costo, complejidad de CONOPS, mucha herencia de vuelo o tamaño reducido), pero es un competidor serio para misiones que anteriormente serían hidracina.
Pongo una comparación más técnica aquí .
En respuesta a "lo que está tomando tanto tiempo", LMP-103S en realidad ha logrado un progreso constante desde ese momento, pero la industria espacial es muy conservadora, por lo que el cambio lleva tiempo.
Un problema que mencionó un amigo mío en el campo que podría estar ralentizando las cosas es que aparentemente el LMP-103S actualmente cuesta alrededor de $5000/kg (alrededor de 15 veces el costo de la hidracina).
Según los informes, se usó en los SkySats de Planet lanzados por el primer Minotaur C; ver El cohete Minotauro C 'Frankenstein' de Orbital ATK de Space.com despega en Halloween .
david hamen
CBHacking