Čas od času nám naši čtenáři navrhnou, abychom se některým zajímavým misím věnovali podrobněji a informovali i o drobnějších pokrocích, které vedou k finální realizaci. Dnes se tedy zaměříme na raketu SLS, která by se své premiéry mohla dočkat na konci roku 2018, případně na začátku roku 2019. Konkrétně se podíváme na horní stupeň ICPS, který se postará o zakulacení oběžné dráhy a následně pošle loď Orion k Měsíci. Na náhledové fotce tohoto článku vidíte jeho aktuální podobu a před několika týdny jsme Vám přinesli fotku téměř dokončeného stupně. Nyní ji můžete srovnat se snímkem stupně, který již míří na floridský kosmodrom.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Interim cryogenic propulsion stage je kyslíkovodíkový horní stupeň, který vyrábí společnost ULA ve městě Decatur stát Alabama. Pomáhá i Boeing z Huntsville v Alabamě. Horní stupeň je již na cestě lodí na floridský mys Canaveral. Tady ICPS zamíří do Delta IV Operation Center, což má svůj důvod. Tento stupeň se totiž používá na raketách Delta IV.
A pozor, bude se jednat o vůbec první složený díl pro premiérový let rakety SLS. Horní stupeň tu podstoupí závěrečnou prohlídku a předletové zkoušky. Následně se přesune na nedaleké Kennedyho kosmické středisko, konkrétně do haly Ground Systems Development Operations.
Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/icps_ws.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/icps_p2.jpg
Nádrž na vodík je tá spodná (menšia) alebo tá väčšia nádrž je zložená z dvoch nádrží?
Hledal jsem nějaký popisný obrázek, ale nic jsem nenašel. Vodíkové nádrže jsou ale vždy větší než kyslíkové, protože zkapalněný vodík má malou hustotu a je ho potřeba větší objem.
Ano, přesně tak. A díky za hezké fotky.
A zde je to jako na dlani: https://www.google.cz/search?q=sls+rocket&biw=1280&bih=857&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjnhPLlpLPSAhUDWiwKHUNwBYEQsAQILg&dpr=1#imgrc=OO3mcjmggWxnUM:
S tou hustotou to zas až tak nesouvisí. Ten vodík se vůbec nemusí nějak „snažit“ vyrovnat hmotnost kyslíku. Hmotnostně je totiž v té raketě vodíku 8 krát méně kilogramů než kolik je kilogramů kyslíku. Souvisí to jen s počtem potřebných molekul (dvakarát tolik než kyslíkových) a s tím, že ta molekula vodíku a molekula kyslíku jsou skoro stejně velké (rozdíl asi 15 procent na průměru).
Podle mě Problém není ve velikosti molekul, ale ve vzdálennosti mezi nima.
Buď se to počítá přes hustotu a hmotnostní poměry nebo přes velikosti a hmotnosti molekul, vyjít by to mělo stejně 😉 Tedy, že vodíková nádrž má mít dvakrát větší objem než kyslíková.
V praxi je ještě o dost větší (což je vidět i na fotce), protože musí mít silnější izolaci a navíc si myslím, že vodíku bude potřeba ještě víc, protože při poměru 2 molekuly vodíku na molekulu kyslíku by teplota ve spalovací komoře byla neúnosná.
Jasně, vodíku je o něco víc. Jeho část se opravdu neúčastní oxidace a chladí komoru. Poměr hmotnosti kyslík/vodík není u Schuttlu „chemicky ideálních“ 8:1, ale jen 6:1. Takže teoreticky o 33 procent větší objem nádrže na vodík, než by bylo při tom ideálním 8:1, při konstantním množství kyslíku v obou případech.
https://www.nasa.gov/returntoflight/system/system_SSME.html
JardaP: V nádrži je kapalný vodík a kapalný kyslík. Proto jsou ty molekuly jedna na druhé, „dotýkají se“, není mezi nimi žádný volný prostor, jako v případě stlačitelného plynného skupenství, a tedy objem, který daný počet molekul zbírá je jen přímo úměrný třetí mocnině průměru molekuly.
Průměr molekuly vodíku je jen o trochu menší než průměr molekuly kyslíku (0,3 nm oproti 0,35 nm), ale jeho molekul je potřeba dvakrát víc než molekul kyslíku, aby spálením vytvořily vodu H2O. Proto musí být nádrž na kapalný vodík mnohem větší než nádrž na kapalný kyslík. Na váhu je ale ta nádrž s kapalným kyslíkem 8 krát těžší než ta mnohem větší nádrž plná kapalného vodíku. Proto je ta kyslíková hned u motorů a větší vodíková dál od nich.
Ano, ovšem poslední věta nesedí. Na prvním stupni je nádrž s vodíkem dole a nad ní je kyslík. A u raketoplánů to bylo taky tak. Je možné, že u prvního stupně velkou roli hraje i průměr a délka potrubí pro obrovské objemy vodíku dopravované k motorům.
Ano, tak to asi bude, ty průtoky na prvním stupni jsou neskutečně masívní. Muselo jim to tam stát za to, protože ta těžká kyslíková nádrž samozřejmě klade velké nároky na konstrukci mezi ní a motory, které roztláčí vše vpřed. Kdyby i na stupni v tomto článku byla kyslíková nádrž na místě té vodíkové, musely by ty černé kompozitní vzpěry vypadat úplně jinak (byly by daleko masívnější). Takže tam bude mít opravdu vliv to, jestli je těžší trubka s velkým průměrem pro přívod vodíku (když je vodíková nádrž výš), nebo robustnější výztuhy nesoucí kyslíkovou nádrž (když je kyslíková nádrž výš).
Lepší odpověď. U SpaceSchuttlu a SLS je kyslíková nádrž nahoře úplně logicky. Ona totiž vůbec nespoléhá na podporu zezdola od té nádrže s vodíkem. Přímo v dolní části té přetěžké horní kyslíkové nádrže jsou totiž umístěny horní závěsy boosterů! Ty ji tlačí vzhůru. Boostery u SpaceSchuttlu tlačí totiž šíleným tahem 25 tisíc kN. Hlavní motory Schuttlu proti tomu dávají jen „slabých“ 5 tisíc kN.
A úplně stejné je to u SLS. Zase ty boostery upevněné horními závěsy přímo ke kyslíkové nádrži.
Jen ten tah postranních boosterů umožňuje to „nelogické“ umístění kyslíkové nádrže nahoře. U stupně v tomto článku ovšem žádné boostery připojené ke kyslíkové nádrži nejsou, takže logicky je přetěžká kyslíková nádrž tam, kde má přímou podporu, tedy hned u motorů.
Nemohu se dočkat zážehu, snad v tom osmnáctém roce, ale dalších odkladů se bojím, přiznám. Uvidíme zda to nebyla kachna, ale jak se nedávno prý podařilo vytvořit (stlačit) kovový vodík, tak já bych jeho využití neviděl ani tak v supravodivosti za normální teploty (to asi sotva), ale jako palivo by byl ideální. V malém objemu by bylo ohromné množství paliva, v budoucnu kdy snad zvládneme technologii silových polí, která by případně sloužila i k jeho stlačování mnohem efektivněji než diamantové (laboratorní) kovadliny. Možná by se takto dalo řešit palivo i pro možné fúzní pohony, myslím pochopitelně ty, schopné odstartovat z povrchu, které zatím nedáme ani teoreticky.
> Je škoda, že člověk žije jen tak krátký časový úsek, na druhou stranu jen tak se může jako druh vyvíjet, něco za něco.
Kovový vodík by byl super, ale než se dočká praktického uplatnění, uplyne opravdu HODNĚ vody.
S tou poslednou vetou vo vašom príspevku úplne súhlasím. Mám rovnaký pohľad na vec…
Tady je možné sledovat poslední známou pozici:
https://www.marinetraffic.com/en/ais/details/ships/shipid:401007/mmsi:338731000/vessel:DELTA%20MARINER
Delta Mariner se stupněm ICPS ve vnitřní palubě vplouvá do Mexického zálivu.
Delta Mariner se stupněm ICPS je pouhých 50 kilometrů od Cape Canaveral.