¿Por qué el BE-4 usa metano como combustible?

La reutilización es el gran factor. Los motores de queroseno tienen problemas con la "coquización", donde el carbón sólido se deposita en las tuberías del motor. (Consulte esta disertación y su investigación de respaldo para obtener más detalles). Este no es un problema importante con los motores desechables, pero aumenta los costos cuando se intenta reutilizar los motores. Se planea que la primera etapa del BO New Glenn sea completamente reutilizable , similar al Falcon 9; el ULA Vulcan planea reutilizar sus motores separándolos en una cápsula y luego atrapando esa cápsula con un helicóptero. El metano se quema de manera más limpia debido a su estructura química simple, por lo que no tiene este problema, lo que lo convierte en una buena opción para un motor reutilizable de etapa inferior.

Miremos en Wikipedia los posibles combustibles líquidos para cohetes. El elemento clave es la velocidad de escape. Eliminemos cualquiera que pueda ser tóxico, así que nada de Berilio, Florine o Boron, a pesar de que cada uno podría ser un cohete muy eficiente.

• $H_2{\space}LOX$- 3816
• $CH_4{\space}LOX$- 3034
• $C_2H_6{\space}LOX$- 3006
• $C_2H_4{\space}LOX$- 3053
• $\textrm{RP1}{\space}LOX$- 2941

Por lo tanto, el metano, el etano y el etileno funcionan de manera similar a RP1 y, de hecho, un poco mejor. Ninguno se compara, sin embargo, con Hidrógeno/Oxígeno. Aún así, el hidrógeno líquido tiene problemas que dificultan trabajar con él. Entonces, ¿cuáles son algunos de los efectos secundarios de estos diversos combustibles?

• $H_2{\space}LOX$- Difícil de trabajar, requiere tanques más grandes que el combustible tradicional. Requiere frío extremo.
• $CH_4{\space}LOX$- Se quema limpio. Es menos denso en energía que otros combustibles, lo que requiere un tanque más grande.
• $C_2H_6{\space}LOX$/$C_2H_4{\space}LOX$/$\textrm{RP1}{\space}LOX$Básicamente, estos se vuelven gradualmente más densos en energía, se queman menos limpios, etc.

La quema limpia es importante para la reutilización, no es necesario limpiar el motor periódicamente. Esa es probablemente la razón principal por la que se invertiría en tecnologías basadas en la Tierra. También podrían estar buscándolo como un camino a Marte, como lo ha hecho SpaceX.

Además, Elon Musk reveló la decisión de SpaceX de usar metano.

De estos, solo el último no aplica. El metano es mucho más barato que el RP1, por lo tanto, si tiene un vehículo en el que la mayor parte del costo es el combustible, entonces el metano tiene más sentido.