(2)对于行星上升式的推进,CFM对表面低温储存室必不可少的。小型的氧气/甲烷泵压式推进系统可以有更高的性能和更轻的重量; (3)推进剂配套技术的成熟
(2) 对于行星上升式的推进,CFM对表面低温储存室必不可少的。小型的氧气/甲烷泵压式推进系统可以有更高的性能和更轻的重量;
(3) 推进剂配套技术的成熟可以使推进剂在低温下长期储存,包括推进剂的运输和质量测量;
(4) 高比冲的可储存低温推进的应用使长周期的任务成为可能;
(5) 使用低温推进剂所得到的潜在的质量收益可以增加有效载荷,提高科学任务的能力;
(6) 可以更好地冷却运载器。
图14—在按要求减少的撞击毁坏的材料厚度方面,泡沫芯防护系统和传统的MLI热力隔层。(破坏等级从重到轻:棕,橙,黄,绿,蓝)
这项工作借由“先进化学”下的“低温流体管理”的ROSSNRACycle2成立的。P.I.是JPL的CarlGuernsey,Co-l’s是ARC的PeterKettle和GRC的DavidPlachta[16,17]。两个任务时同时进行的:“在绕轨道飞行时低温压力的控制”,“零蒸发概念的原型飞行的测试”。
主要的任务“低温推进剂w/ZBO”,是为航天器和任务分析的一年期研究任务。它定义了在外太空宇航任务中运用低温推进剂时低温流体管理系统的要求和技术。这方面努力的主要成果/目标是:
(1) 开发一个应用创新技术来消除推进剂蒸发的推进剂系统概念的参数化模型;
(2) 量化和展示对于运用低温推进及的外太空机器人探索任务带来的好处;
(3) 开发一套确定实现低温推进剂得益的关键技术的技术路线图。
图15描述了低温推进剂的概念
另外一个并行的子任务“零蒸发概念的原型飞行发展”也在同时进行[18]。由P.I.,NASAGRC的DavidPlachta领导的原型飞行ZBO系统的第一次实验。TRW制冷机沿着一个独特的热去除设计集成到飞行推进剂贮箱上,这套热量去除设计是一个热虹吸管和一个弯曲的散热器,是飞行配置的热配置代表。贮槽和ZBO部件全部被密封在完整的热护罩中,以此来模拟在太空热环境中,将它们放在一个真空的仓室中模拟太空真空环境。这项技术的目的是演示在模拟的太空环境中一个一体化的原型飞行ZBO系统的性能,并收集数据证实提出的分析模型。图16显示了子任务中测试部件。
授予MSFC的SteveTucker为主要的研究员,由波音的GaryGrayson领导。一个次要的同时进行的互补任务“在轨道飞行中低温压力的控制”[19]是利用已选定的测试数据来关联或者“锚”的分析模型。锚定模型可以用来推断在零重力环境中相关概念测试的性能。进行建模的现象有(1)压力增长速度,(2)混合流体动力学和流动分层,(3)由于混合和热量散发引起的压力降低(4)预测零重力的影响。交付包括分析模型技术的结果文档。
图15—零蒸发低温推进系统的概念
图16—零蒸发的原型飞行实验的样品
现状—在2005年12月的总结中,完成的工作包括:
(1) 最重要的“低温推进系统w/ZBO”研究任务;
(2) 零蒸发系统的原型的发展;
(3) 最终制冷和制热的分析表明接近实现零蒸发;
(4) 在其他的项目中,热力模型经常用来支持后续的分析;
(5) 低温压力控制研究。
总结—“低温推进w/零蒸发”是在系统研究中运用零蒸发技术的进展来突出低温推进系统的优点的。它以零蒸发储存系统为蓝本,比较一个JPLTeamX研究任务的性能和成本优势。主要成果包括:
(1) 改进低温任务分析的模型;
(2) 低温推进剂可以被冷冻数月而保持化学性质不变;
(3) 对于低速度的任务,低温推进剂的优势不明显。
得出以上结论后,“零蒸发概念的原型飞行发展”取得了以下成果:
(1) 完成了零蒸发(ZBO)系统的建模,制造和实验;
(2) 完成了预示和接近零蒸发的最后的制热和制冷分析;