
隨著美國宇航局再次將宇航員送上月球表面,隨著即將到來的阿爾忒彌斯任務,液態氫將再次在到達地球鄰居的過程中發揮關鍵作用。
盡管獵戶座飛船上沒有使用燃料電池,美國宇航局也采用了太陽能電池板,但液態氫將被用來為飛船提供燃料。但是隨著美國宇航局的太空任務開始再次增加,美國宇航局將如何儲存未來任務所需的液態氫?
答案是一個全新的液態氫球體(上圖)由美國宇航局在肯尼迪航天中心開發,將用于儲存未來太空任務的燃料,包括阿爾忒彌斯。H2·維尤在我們采訪美國宇航局肯尼迪航天中心低溫測試實驗室首席研究員亞當·斯旺格和美國宇航局工程師馬克·伯格的第二部分中發現了更多關于這方面的信息。
“我們正在建造的新儲存罐將幫助我們應對阿爾忒彌斯的未來迭代。我們現在擁有的現有坦克對阿爾忒彌斯一號來說很好,但是我們將在未來的任務中使用更大的上層,所以我們將需要更多的氫氣,”伯格告訴H2觀點。
“亞當參與的許多偉大工作將對新的儲罐非常有幫助。我們將使用玻璃氣泡隔熱材料,這將非常有幫助。熱交換器將幫助我們減少沸騰,這有助于我們的清洗周轉,你知道,能夠有更多的氫氣可用于額外的發射嘗試。
“即使我們真的發射了,減少蒸發也減少了我們不得不乘坐油輪和進行危險作業的次數。它在許多方面對我們有益。”
談到這個話題和液態氫在阿爾忒彌斯任務中的作用,斯旺格說,“就搭載氫的飛行器而言,該飛行器本質上是航天飛機衍生的技術,因此使用了與航天飛機相同的基于氫的基本發動機,這一個搭載了更多的氫。
“我完全忘了還要多多少,船上的氫大約要多40-50%,這也解釋了為什么我們需要在發射臺建造新的大型LH2球體。我們需要更多的液體來補充我們為阿波羅建造的液體。
“那個球體現在實際上已經基本建成,仍在測試中,但現在已經全部建成,只是完成了一些細節,我們今年可能不會在里面放任何氫,可能要到明年某個時候。但是是的,它現在基本上已經建成了。
正如斯旺格和伯格透露的那樣,液態氫球體將成為美國宇航局和肯尼迪航天中心即將進行的太空任務的核心。為了滿足對氫的需求,液態氫球體的液體體積將達到4700立方米。
“這是一個雙壁水箱,兩個球體之間有很大的空間,然后你在里面放上隔熱材料,抽真空來減少沸騰,減少熱負荷,”斯旺格告訴《H2觀點》。
“它的總體設計和構造與其他領域相同。它比另一個球體大50%左右。
“我們已經對一種叫做玻璃氣泡的新型粉末散裝填充隔熱材料進行了大量測試,它們正是這個名字所說的,只是一種由微小玻璃微氣泡組成的中空玻璃。我們做了大量的測試、實驗室測試和現場測試等等,我們從中獲得了非常非常好的性能。
“與珍珠巖相比,它比珍珠巖好50%或減少50%的蒸發,因此它很可觀。這個新的球體將有玻璃泡隔熱層,這是第一個真正大型的商業建造的罐,將有這種隔熱層。
“我們希望從中獲得一些非常好的數據,并有望為液態氫球體在世界各地的構建開創一個先例。”
國家航空與航天局
盡管這是世界上最大的液態氫領域,但相對于世界各地各個部門所需的氫氣量而言,它仍然很小。例如,斯旺格解釋說,對于海洋應用和港口,需要一個十倍大的液態氫球體。
“這是迄今為止建造的最大的坦克。但是,只是為了給你一個尺度感和視角,它有點偏低。就體積而言,我們海上應用和港口所需的容器大約是這個容器的10倍。
“我們港口需要的數量將更接近4萬或5萬立方米。然后在船上,它甚至更大。對于船只,你說的是17萬立方米,4000萬到5000萬加侖,諸如此類。
“我們需要利用我們在這里知道的東西,一些這樣的操作和類似的東西,并按數量級擴大規模,以便能夠促進這個全球氫供應鏈。”
隨著這些發展,美國宇航局一直在氫領域取得進展,很明顯,航天局是最熟練和最長的氫用戶之一。由于美國宇航局的技術實力,人們經常認為其他航空航天公司,如波音和空客,可以從美國宇航局幾十年來使用液態氫的經驗中吸取教訓。
斯旺格告訴《H2觀點》,“我認為肯尼迪航天中心成為液態氫世界中有趣的位置,因為液態氫一直是一個非常小眾的東西。世界上沒有多少地方有基礎設施來處理液態氫,因為它們從來不需要它。
“鋼鐵制造使用液態氫,但那時沒有太多的基礎設施,在肯尼迪,我們擁有自60年代以來世界上最大的液態氫基礎設施。我們已經積累了幾十年的運營經驗和安全性。”
安全方面可能對氫的發展至關重要。隨著公眾對使用氫氣的安全性有了更多的了解和認識,清潔能源載體的采用可能會大大加快。這主要是因為美國宇航局這樣的大公司,對其應用有著最好的安全要求。
斯旺格繼續圍繞美國宇航局在氫產業中的影響力進行討論,他說,“只是巧合,我們最終成為了液態氫社區或那些對液態氫感興趣的人的奇怪匯聚點,因為所有這些不同的倡議都試圖建設這些大型基礎設施。我們最終會在這個空間里。
“運營方面的事情以及維護和安全方面的經驗是非常非常重要的一套知識。我們一直在通過這些研討會幫助傳達各種不同的東西。在技術方面,這確實是我們在過去20年左右一直在研究的技術,玻璃氣泡和IRAS是其中兩個大的。”
隨著氫在全球范圍內的采用加速,很明顯,美國宇航局擁有的知識和經驗將對氫的安全應用產生影響,并支持建造大型基礎設施來支持世界各地的液態氫。
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