Wat zijn de verschillende soorten raketbrandstof? Meer informatie over vaste en vloeibare raketbrandstof en hoe raketbrandstof in de loop van de tijd is veranderd

Bij het ontwerpen van raketten draait alles om afwegingen: elke extra kilo vracht die een raket nodig heeft om van het aardoppervlak te komen, vereist meer brandstof, terwijl elk nieuw beetje brandstof de raket zwaarder maakt. Gewicht wordt een nog grotere factor wanneer je probeert een ruimteschip ergens zo ver weg als Mars te krijgen, daar te landen en weer terug te komen. Daarom moeten missieontwerpers zo oordeelkundig en efficiënt mogelijk zijn bij het uitzoeken wat ze moeten meenemen op een schip dat op weg is naar de ruimte en welke raketten ze moeten gebruiken.

Ga naar sectie

• 2 verschillende soorten raketbrandstof
• Wat hebben raketten nog meer nodig naast brandstof?
• Hoe is raketbrandstof in de loop van de tijd veranderd?
• Meer informatie over de MasterClass van Chris Hadfield

De voormalige commandant van het International Space Station leert je de wetenschap van verkenning van de ruimte en wat de toekomst in petto heeft.

2 verschillende soorten raketbrandstof

Er zijn twee hoofdtypen brandstof die worden gebruikt om raketten van de aarde te krijgen: vast en vloeibaar. In de Verenigde Staten gebruiken NASA en particuliere ruimtevaartorganisaties beide.

• Solide raketten zijn eenvoudig en betrouwbaar, zoals een Romeinse kaars, en als ze eenmaal zijn aangestoken, zijn ze niet meer te stoppen: ze branden totdat ze opraken en kunnen niet worden gesmoord om de stuwkracht te beheersen. Vaste brandstof is een composiet die doorgaans bestaat uit een vaste oxidator (bijv. ammoniumnitraat, ammoniumdinitramide, ammoniumperchloraat, kaliumnitraat) in een polymeerbindmiddel (bindmiddel) gemengd met energetische verbindingen (bijv. HMX, RDX), metaaladditieven (bijv. beryllium, aluminium), weekmakers, stabilisatoren en modificatoren voor de verbrandingssnelheid (bijv. koperoxide, ijzeroxide).
• Vloeibare raketten bieden minder ruwe stuwkracht, maar kunnen worden gecontroleerd, waardoor astronauten de snelheid van een raketschip kunnen regelen en zelfs de drijfgaskleppen kunnen sluiten en openen om de raket aan en uit te zetten. Voorbeelden van vloeibare brandstof zijn vloeibare zuurstof (LOX); vloeibare waterstof; of distikstoftetroxide gecombineerd met hydrazine (N2H4), MMH of UDMH.

Gasstuwstoffen worden af ​​en toe gebruikt in sommige toepassingen, maar ze zijn grotendeels onpraktisch voor ruimtereizen. Gel-drijfgassen hebben sommige natuurkundigen geïnteresseerd vanwege hun lage dampdruk in vergelijking met vloeibare drijfgassen. Dit vermindert het risico op explosie. Geldrijfgassen gedragen zich als vast drijfgas bij opslag en als vloeibaar drijfgas bij gebruik.

verschil tussen een wetenschappelijke wet en een wetenschappelijke theorie

Wat hebben raketten nog meer nodig naast brandstof?

Om een ​​object de ruimte in te krijgen, heb je natuurlijk brandstof nodig. Je hebt ook zuurstof nodig om te verbranden, aerodynamische oppervlakken en cardanische motoren om te sturen, en ergens waar het hete spul naar buiten komt om voldoende stuwkracht te leveren.

Brandstof en zuurstof worden gemengd en ontstoken in de raketmotor, en dan zet het exploderende, brandende mengsel uit en stroomt uit de achterkant van de raket om de stuwkracht te creëren die nodig is om hem voort te stuwen. In tegenstelling tot een vliegtuigmotor, die in de atmosfeer werkt en dus lucht kan opnemen om te combineren met brandstof voor zijn verbrandingsreactie, moet een raket kunnen werken in de leegte van de ruimte, waar geen zuurstof is. Daarom moeten raketten niet alleen brandstof vervoeren, maar ook hun eigen zuurstofvoorziening. Als je naar een raket op een lanceerplatform kijkt, is het meeste van wat je ziet gewoon de drijfgastanks - brandstof en zuurstof - die nodig zijn om in de ruimte te komen.

Hoe is raketbrandstof in de loop van de tijd veranderd?

Er zijn weinig veranderingen geweest in de fundamentele chemie van raketbrandstof sinds het begin van de ruimtevlucht, maar er zijn ontwerpen in de maak voor zuinigere raketten.

Om hun efficiëntie te verbeteren, moeten raketten minder brandstof verbruiken, wat betekent dat de brandstof zo snel mogelijk uit de achterkant moet komen om het gewenste momentum te geven en dezelfde stuwkracht te bereiken. Geïoniseerd gas, voortgestuwd door een raketmondstuk met behulp van een magnetische versneller, weegt aanzienlijk minder dan traditionele raketbrandstoffen. De geïoniseerde deeltjes worden met een ongelooflijk hoge snelheid uit de achterkant van de raket geduwd, wat hun kleine gewicht of massa compenseert.

Ionenvoortstuwing werkt goed voor langdurige, aanhoudende voortstuwing, maar omdat het een lagere specifieke impuls creëert, werkt het tot nu toe alleen op kleine satellieten die zich al in een baan om de aarde bevinden en is het niet opgeschaald voor grote ruimteschepen. Om dit te doen, is een krachtige energiebron nodig - misschien nucleair, of iets dat nog niet is uitgevonden.

Leer meer over ruimteverkenning in de MasterClass van Chris Hadfield.

creatieve manieren om een ​​wandtapijt op te hangen

Masterclass

Voorgesteld voor jou

Online lessen gegeven door 's werelds grootste geesten. Breid uw kennis uit in deze categorieën.

Leert ruimteverkenning

Leert Conservering

Leert wetenschappelijk denken en communiceren

Leert de wetenschap van beter slapen