¿Cómo permanecerá lleno el tanque de metano líquido de Robotic Refueling Mission-3 durante seis meses sin evaporarse?

Los láseres, cristales y 36,000 gusanos de Space.com viajarán en un dragón SpaceX a la estación espacial dice:

Para volar en esos viajes, es posible que algún día los astronautas tengan que recolectar combustible de la superficie de la luna o Marte, probablemente en forma de fluidos criogénicos como hidrógeno, oxígeno o metano con un punto de ebullición muy bajo. Una nueva misión robótica de reabastecimiento de combustible que viaja en el baúl no presurizado del Dragón, llamada Misión de Reabastecimiento Robótico-3, practicará la transferencia y el almacenamiento de metano líquido en el espacio por primera vez.

"Si su objetivo es conducir a través del país, no llegará allí solo con un tanque de gasolina", dijo durante la conferencia Hsiao Smith, subdirector de la División de Proyectos de Servicio de Satélites en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. "Las naves espaciales de hoy están limitadas al combustible que llevan a bordo. Para avanzar en la exploración espacial, el reabastecimiento de combustible de las naves espaciales es una necesidad".

En algún momento después de que la nave espacial Dragon llegue a la estación espacial y se atraque a su costado, el brazo robótico de 11 pies de la estación descargará el módulo y usará un conjunto de tres herramientas para conectar un tanque lleno de metano líquido a un tanque vacío y transferirlo. 42 litros de líquido fluido mientras se monitorea el proceso. Después de eso, el nuevo tanque almacenará el metano durante seis meses sin que hierva ningún material.

"Las herramientas robóticas y el sistema de visión demostrado por [la misión] para misiones de reabastecimiento de combustible también podrían usarse para satélites en comercio, navegación o ciencia, beneficiándonos aquí en la Tierra", dijo Hsiao. "No está mal para un módulo del tamaño de una lavadora".

Pregunta: ¿Cómo almacenará el nuevo tanque metano líquido durante seis meses sin que hierva ningún material? ¿Estará cuidadosamente protegida del Sol, la Tierra y otras fuentes de radiación de cuerpo negro, o será una dosis rutinaria de luz solar que la mayoría de las cosas fuera de la ISS reciben en el transcurso de una órbita o un año? ¿Cómo usará la radiación al espacio para enfriarse?


Hasta ahora solo he encontrado esto que realmente no explica cómo se hace esto.

El almacenamiento de criógenos en el espacio puede ser difícil porque sus puntos de ebullición extremadamente bajos hacen que hiervan con el tiempo. La ebullición puede conducir a la formación de una o más burbujas grandes que aumentan la presión en el tanque. Las burbujas no suben a la superficie como lo hacen en la Tierra, debido a la microgravedad. Si una burbuja grande se asienta en la abertura de la línea de transferencia, podría interrumpir el flujo de líquido.

Por lo tanto, una parte crítica de RRM3 es almacenar 42 litros de metano líquido durante seis meses sin evaporación, lo que demuestra métodos para usar criógenos de manera más eficiente. Mediante el uso de enfriadores criogénicos y aislamiento multicapa avanzado para equilibrar las temperaturas, la pérdida de fluido puede reducirse drásticamente, eliminando la necesidad de tanques de gran tamaño y propulsor adicional.

Los objetivos de alto nivel de RRM3 son:

  • Demostrar métodos para almacenar, transferir y congelar fluido criogénico estándar en un entorno de gravedad cero mediante el uso de técnicas y diseños de componentes innovadores para interfaces tanto convencionales como cooperativas.
  • Para mantener la masa fluida durante seis meses a través de cero evaporación
  • Para transferir fluido a través de la técnica de "ventilación cero" sin formar tapones de hielo
  • Para demostrar las nuevas tecnologías necesarias para transferir gas xenón
  • Verificar las técnicas de manipulación y actuación robótica necesarias para la transferencia de fluidos criogénicos.

El término "crioenfriador" es bastante genérico y podría incluir refrigeración activa así como radiación completamente pasiva, y "aislamiento multicapa avanzado" simplemente no significa aislamiento de una sola capa al estilo antiguo . (o nuevo picor vs viejo y reventado )

Sin embargo , el uso de gas xenón es un enigma.

"Sin embargo, el uso de gas xenón es un enigma". Creo que el gas xenón podría ser un estudio de reabastecimiento de combustible independiente que está siendo manejado por el mismo paquete de misión, pero no relacionado con la criogenia.
No creo que estén usando xenón, solo probando un poco de tecnología sombría que esperan necesitar para almacenar y transferir xenón.
Actualización: falló. nasa.gov/feature/goddard/2019/…
¡Ratas de @OrganicMarble! (no, espera... ¿ ratones ?)
Al menos aprendimos que los refrigeradores eran eléctricos.
@OrganicMarble suena como una respuesta para mí
Sí, armado con esa información, encontré algunas cosas y las estoy escribiendo.

Respuestas (1)

ingrese la descripción de la imagen aquíImagen de la presentación informativa Avances en el sistema de demostración de criógenos RRM3

Los crioenfriadores eran unidades comerciales, unidades Sunpower Cryotel CT de 11 vatios alimentadas eléctricamente. Aquí hay una hoja de datos extensa que incluye estos gráficos de rendimiento. Divulgación completa: no tenía idea de qué es "ascensor" en este contexto, pero hay una cita

La elevación es la capacidad de un enfriador criogénico para eliminar el calor de la punta fría mientras mantiene la temperatura indicada.

Los refrigeradores utilizan la "tecnología Stirling de pistón libre". El artículo sobre enfriadores criogénicos de Wikipedia tiene información sobre cómo funcionan los enfriadores criogénicos Stirling; esto puede o no ser aplicable a estos dispositivos.

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Esta imagen muestra cómo encaja el enfriador criogénico en el dewar. desde aquí

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Un anuncio reciente de la NASA indicó que el experimento fracasó después de cuatro meses en lugar de la meta de seis meses. Sin embargo, cuatro meses sin evaporación son bastante impresionantes.