Quins són els diferents tipus de combustible per a coets? Obteniu informació sobre el combustible coet sòlid i líquid i sobre com ha canviat el combustible coet al llarg del temps

El disseny del coet es tracta de compensacions: cada lliura de càrrega que necessita un coet per aixecar-se de la superfície de la Terra requereix més combustible, mentre que cada nova quantitat de combustible afegeix pes al coet. El pes esdevé un factor encara més gran en intentar aconseguir una nau espacial en algun lloc tan llunyà com Mart, aterrar-hi i tornar-hi de nou. En conseqüència, els dissenyadors de missions han de ser el més prudents i eficients possibles a l’hora d’esbrinar què embalar en un vaixell cap a l’espai i quins coets utilitzar.

Vés a la secció

• 2 diferents tipus de combustible per a coets
• Què més necessiten els coets a més de combustible?
• Com ha canviat el combustible dels coets amb el pas del temps?
• Més informació sobre la MasterClass de Chris Hadfield

L’ex comandant de l’Estació Espacial Internacional us ensenya la ciència de l’exploració espacial i el que ens depara el futur.

2 diferents tipus de combustible per a coets

Hi ha dos tipus principals de combustible que s’utilitzen per treure coets de la Terra: sòlid i líquid. Als Estats Units, la NASA i les agències espacials privades les utilitzen.

• Els coets sòlids són simples i fiables, com una espelma romana, i un cop s’han encès no s’aturen: es cremen fins que s’acaben i no es poden restringir per controlar l’empenta. El combustible sòlid és un compost compost típicament per un oxidant sòlid (per exemple, nitrat d’amoni, dinitramida d’amoni, perclorat d’amoni, nitrat de potassi) en un aglomerant de polímers (agent d’unió) barrejat amb compostos energètics (és a dir, HMX, RDX), additius metàl·lics (és a dir, beril·li, alumini), plastificants, estabilitzadors i modificadors de la velocitat de cremada (és a dir, òxid de coure, òxid de ferro).
• Els coets líquids proporcionen menys empenta bruta, però es poden controlar, cosa que permet als astronautes regular la velocitat d’un coet, i fins i tot tancar i obrir les vàlvules de propel·lent per apagar i encendre el coet. Alguns exemples de combustible líquid són l’oxigen líquid (LOX); hidrogen líquid; o tetroxid de dinitrogen combinat amb hidrazina (N2H4), MMH o UDMH.

Els propelents de gas s'utilitzen ocasionalment en algunes aplicacions, però són pràcticament poc pràctics per als viatges espacials. Els propel·lents en gel han interessat alguns físics a causa de la seva baixa pressió de vapor en comparació amb els propel·lents líquids. D’aquesta manera es redueix el risc d’explosió. Els propel·lents en gel es comporten com un propelent sòlid emmagatzemat i com un propel·lent líquid en ús.

quin tipus de vi és el chianti

Què més necessiten els coets a més de combustible?

Per aconseguir un objecte a l’espai, per descomptat, necessiteu combustible. També necessiteu oxigen per cremar, superfícies aerodinàmiques i motors de cardan per dirigir i, en algun lloc, que surti el material calent per proporcionar prou empenta.

El combustible i l’oxigen es barregen i s’encenen a l’interior del motor del coet i, després, la mescla que explota i crema s’expandeix i aboca la part posterior del coet per crear l’empenta necessària per impulsar-lo cap endavant. A diferència d’un motor d’avió, que funciona a l’atmosfera i, per tant, pot absorbir aire per combinar-lo amb combustible per a la seva reacció de combustió, un coet ha de poder operar al buit de l’espai, on no hi ha oxigen. En conseqüència, els coets han de transportar no només combustible, sinó també el seu propi subministrament d’oxigen. Quan mireu un coet en una plataforma de llançament, la majoria del que veieu són simplement els tancs de combustible — combustible i oxigen— necessaris per arribar a l’espai.

Com ha canviat el combustible dels coets amb el pas del temps?

Hi ha hagut pocs canvis en la química fonamental del combustible per a coets des del començament del vol espacial, però hi ha dissenys en curs per a coets més eficients en combustible.

Per millorar la seva eficiència, els coets han de tenir menys gana de combustible, cosa que significa que el combustible ha de sortir per la part del darrere el més ràpid possible per donar l’impuls desitjat i aconseguir el mateix impuls. El gas ionitzat, propulsat a través d’un broquet de coets mitjançant un accelerador magnètic, pesa substancialment menys que els combustibles de coets tradicionals. Les partícules ionitzades són expulsades per la part posterior del coet a una velocitat increïblement alta, que compensa el seu petit pes o massa.

La propulsió iònica funciona bé per a una propulsió llarga i sostinguda, però com que crea un impuls específic inferior, fins ara només funciona en satèl·lits petits que ja estan en òrbita i no s’ha ampliat per a grans naus espacials. Per fer-ho caldrà una font d'energia potent, potser nuclear, o alguna cosa que encara no s'hagi inventat.

Obteniu més informació sobre l’exploració espacial a la MasterClass de Chris Hadfield.

quin és el millor estil de lideratge

Classe magistral

Suggerit per a vosaltres

Classes en línia impartides per les ments més grans del món. Amplieu els vostres coneixements en aquestes categories.

Ensenya exploració espacial

Ensenya Conservació

Imparteix pensament i comunicació científics

Ensenya la ciència d’un millor son