Bagaimana Apakah Lunar Landers Re-Launch Ketika Tidak Ada Oksigen?

Bagaimana Apakah Lunar Landers Re-Launch Ketika Tidak Ada Oksigen?

Baik itu dua-stroke atau empat, satu silinder atau delapan, sebagian besar mesin yang kita gunakan saat ini didukung oleh pembakaran bahan bakar dan udara internal; namun, mencampur bensin dan oksigen bukanlah satu-satunya cara untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk mendorong kerajinan, dan pada kenyataannya, terkadang itu adalah pilihan yang paling tidak berkhasiat.

Dalam mesin mobil berbahan bakar bensin yang khas, tenaga diproduksi dalam silinder, yang masing-masing terdiri dari sebuah poros dengan piston yang dipasang erat yang bergerak ke bawah untuk menarik udara dan bensin. Saat katup intake tertutup, piston bergerak kembali ke atas, mengompres campuran dan meningkatkan suhu (dan dengan demikian, efisiensi). Ketika steker memercik, bensin dinyalakan, dan panas serta energi yang dilepaskan dalam ledakan yang terjadi mendorong piston kembali ke bawah.

Di ujung lain piston (berlawanan dengan intake valve dan busi) adalah batang penghubung yang melekat pada crankshaft. Jadi, ketika piston dipaksa turun, ia mendorong batang, yang menggerakkan poros engkol yang berputar. Proses ini bekerja sangat baik sehingga telah direplikasi ratusan juta kali dalam segala hal mulai dari gergaji hingga Ford F-150.

Namun, metode menghasilkan energi ini bergantung pada oksigen yang ada di atmosfir untuk bergabung dengan karbon dalam bensin. Di ruang angkasa, tentu saja, alasan tidak ada yang dapat mendengar Anda berteriak adalah karena tidak ada udara (atau oksigen). Masuk roket.

Roket tidak bergantung pada poros engkol, tetapi lebih pada pengusiran sesuatu, baik itu gas, cair, padat atau hanya energi bercahaya, melalui lubang kecil (nosel). Oleh karena itu, tidak seperti truk yang tidak perlu membawa oksidatornya karena dapat menarik udara dari lingkungan sekitarnya, kapal dengan mesin roket harus membawa semua propelan mereka bersama mereka.

Tentu saja, itu tidak praktis (jika tidak mustahil) untuk mengangkut oksigen gas yang cukup ke angkasa untuk memiliki penerbangan yang berarti. Untuk mengatasi masalah ini, alternatif telah dikembangkan, terutama dalam bentuk propelan padat dan cair.

Propelan padat datang dalam dua tipe utama - homogen dan komposit. Dengan keduanya, bahan bakar dan pengoksidasi disimpan bersama, dan listrik dihasilkan ketika keduanya dinyalakan.

Propelan padat homogen adalah unik karena oksidator dan bahan bakar yang ada bersama sebagai senyawa tunggal, tidak stabil, baik sebagai nitroselulosa atau bersama dengan nitrogliserin.

Di sisi lain, dengan propelan padat komposit, bahan bakar dan pengoksidasi adalah bahan berbeda yang telah digabungkan menjadi campuran bubuk atau kristal, yang biasanya terdiri dari amonium nitrat atau klorat, atau kalium klorat (sebagai oksidator), dan beberapa jenis bahan bakar hidrokarbon padat (mirip dengan aspal atau plastik).

Propelan padat telah lama digunakan dengan kendaraan peluncuran, termasuk penguat peluncuran Space Shuttle yang masing-masing menghasilkan 3,3 juta pon daya dorong.

Dengan propelan cair, ada tiga jenis utama: petroleum-based, cryogenic dan hypergolic. Ketiga metode propulsi ini menyimpan oksidator dan bahan bakar secara terpisah sampai diperlukan dorong. Ketika roket berbahan bakar dengan propelan cair dipecat, masing-masing sedikit (bahan bakar dan oksidator) dimasukkan ke dalam ruang pembakaran di mana mereka bergabung dan akhirnya meledak - menghasilkan kekuatan yang diperlukan.

Propelan cair berbasis minyak bumi, seperti namanya, mencampurkan produk petroleum (seperti kerosene) dengan oksigen cair, yang sangat terkonsentrasi, menjadikannya propelan yang efisien dan kuat. Dengan demikian, metode ini banyak digunakan untuk banyak roket, termasuk tahap pertama Saturn I, IB dan V, serta Soyuz.

Bahan pembakar cair lainnya bergantung pada gas cair yang kriogenik (suhu super rendah); satu metode umum mencampur hidrogen cair (bahan bakar) dengan oksigen cair (oksidator). Sangat efisien tetapi sulit untuk disimpan lama karena kebutuhan untuk menjaga keduanya sangat dingin (hidrogen tetap cair pada -423F, dan oksigen pada -297F), propelan cryogenic telah digunakan hanya dalam aplikasi terbatas, meskipun mereka termasuk mesin utama Space Shuttle dan tahapan tertentu dari Delta IV dan beberapa roket Saturnus.

Dengan propelan berbasis minyak bumi dan kriogenik, diperlukan beberapa jenis pengapian, baik melalui piroteknik, kimia atau listrik; Namun, dengan jenis ketiga propelan cair, hipergolik, tidak diperlukan penyulutan.

Bahan bakar hipergolik umum termasuk berbagai bentuk hidrazin (termasuk dimetilhidrazin dan monometilhidrazin tak simetris), sedangkan nitrogen tetroksida sering digunakan sebagai pengoksidasi.

Cair bahkan pada suhu kamar, propelan hypergolic mudah disimpan, yang bersama dengan sifat mudah terbakar spontan membuat mereka sangat diinginkan untuk sejumlah aplikasi, seperti dalam sistem manuver. Oleh karena itu, meskipun bahan yang terlibat sangat beracun dan korosif, bahan bakar hiperbolik telah sering digunakan, termasuk dalam sistem manuver orbital Space Shuttle dan, berkaitan dengan pertanyaan di tangan, Apollo lunar module (LM).

Empat subkontraktor bekerja di bawah kontraktor utama, Grumman Corporation, untuk membangun LM, dengan Bell Aerosystems Company dipilih untuk pengembangan pendorong pendakiannya.Pekerjaan dimulai pada proyek ini pada Januari 1963, namun para insinyur masih mengutak-atik mesin pendakian hingga akhir September 1968, ketika injektor propelan awal Bell ditukar untuk yang dirancang oleh Rocketdyne, subkontraktor yang juga membangun mesin turunan.

Didorong oleh mesin non-gimbal, fixed-thrust dan didukung oleh bahan bakar Aerozine 50 dan nitrogen oksida tetroksida, bahan hipergolik yang memberikan dorongan yang diperlukan untuk mendapatkan LM dari permukaan Bulan sangat korosif sehingga mereka membakar melalui mesin setiap kali mereka dipecat (membutuhkan mesin dibangun kembali). Akibatnya, tidak ada mesin pendakian untuk salah satu LM yang diuji atau ditembakkan sebelum mengangkat astronot Apollo dari Bulan.

Tinggalkan Komentar Anda