随着美国宇航局再次将宇航员送上月球表面,随着即将到来的阿尔忒弥斯任务,液态氢将再次在到达地球邻居的过程中发挥关键作用。
尽管猎户座飞船上没有使用燃料电池,美国宇航局也采用了太阳能电池板,但液态氢将被用来为飞船提供燃料。但是随着美国宇航局的太空任务开始再次增加,美国宇航局将如何储存未来任务所需的液态氢?
答案是一个全新的液态氢球体(上图)由美国宇航局在肯尼迪航天中心开发,将用于储存未来太空任务的燃料,包括阿尔忒弥斯。H2·维尤在我们采访美国宇航局肯尼迪航天中心低温测试实验室首席研究员亚当·斯旺格和美国宇航局工程师马克·伯格的第二部分中发现了更多关于这方面的信息。
“我们正在建造的新储存罐将帮助我们应对阿尔忒弥斯的未来迭代。我们现在拥有的现有坦克对阿尔忒弥斯一号来说很好,但是我们将在未来的任务中使用更大的上层,所以我们将需要更多的氢气,”伯格告诉H2观点。
“亚当参与的许多伟大工作将对新的储罐非常有帮助。我们将使用玻璃气泡隔热材料,这将非常有帮助。热交换器将帮助我们减少沸腾,这有助于我们的清洗周转,你知道,能够有更多的氢气可用于额外的发射尝试。
“即使我们真的发射了,减少蒸发也减少了我们不得不乘坐油轮和进行危险作业的次数。它在许多方面对我们有益。”
谈到这个话题和液态氢在阿尔忒弥斯任务中的作用,斯旺格说,“就搭载氢的飞行器而言,该飞行器本质上是航天飞机衍生的技术,因此使用了与航天飞机相同的基于氢的基本发动机,这一个搭载了更多的氢。
“我完全忘了还要多多少,船上的氢大约要多40-50%,这也解释了为什么我们需要在发射台建造新的大型LH2球体。我们需要更多的液体来补充我们为阿波罗建造的液体。
“那个球体现在实际上已经基本建成,仍在测试中,但现在已经全部建成,只是完成了一些细节,我们今年可能不会在里面放任何氢,可能要到明年某个时候。但是是的,它现在基本上已经建成了。
正如斯旺格和伯格透露的那样,液态氢球体将成为美国宇航局和肯尼迪航天中心即将进行的太空任务的核心。为了满足对氢的需求,液态氢球体的液体体积将达到4700立方米。
“这是一个双壁水箱,两个球体之间有很大的空间,然后你在里面放上隔热材料,抽真空来减少沸腾,减少热负荷,”斯旺格告诉《H2观点》。
“它的总体设计和构造与其他领域相同。它比另一个球体大50%左右。
“我们已经对一种叫做玻璃气泡的新型粉末散装填充隔热材料进行了大量测试,它们正是这个名字所说的,只是一种由微小玻璃微气泡组成的中空玻璃。我们做了大量的测试、实验室测试和现场测试等等,我们从中获得了非常非常好的性能。
“与珍珠岩相比,它比珍珠岩好50%或减少50%的蒸发,因此它很可观。这个新的球体将有玻璃泡隔热层,这是第一个真正大型的商业建造的罐,将有这种隔热层。
“我们希望从中获得一些非常好的数据,并有望为液态氢球体在世界各地的构建开创一个先例。”
国家航空与航天局
尽管这是世界上最大的液态氢领域,但相对于世界各地各个部门所需的氢气量而言,它仍然很小。例如,斯旺格解释说,对于海洋应用和港口,需要一个十倍大的液态氢球体。
“这是迄今为止建造的最大的坦克。但是,只是为了给你一个尺度感和视角,它有点偏低。就体积而言,我们海上应用和港口所需的容器大约是这个容器的10倍。
“我们港口需要的数量将更接近4万或5万立方米。然后在船上,它甚至更大。对于船只,你说的是17万立方米,4000万到5000万加仑,诸如此类。
“我们需要利用我们在这里知道的东西,一些这样的操作和类似的东西,并按数量级扩大规模,以便能够促进这个全球氢供应链。”
随着这些发展,美国宇航局一直在氢领域取得进展,很明显,航天局是最熟练和最长的氢用户之一。由于美国宇航局的技术实力,人们经常认为其他航空航天公司,如波音和空客,可以从美国宇航局几十年来使用液态氢的经验中吸取教训。
斯旺格告诉《H2观点》,“我认为肯尼迪航天中心成为液态氢世界中有趣的位置,因为液态氢一直是一个非常小众的东西。世界上没有多少地方有基础设施来处理液态氢,因为它们从来不需要它。
“钢铁制造使用液态氢,但那时没有太多的基础设施,在肯尼迪,我们拥有自60年代以来世界上最大的液态氢基础设施。我们已经积累了几十年的运营经验和安全性。”
安全方面可能对氢的发展至关重要。随着公众对使用氢气的安全性有了更多的了解和认识,清洁能源载体的采用可能会大大加快。这主要是因为美国宇航局这样的大公司,对其应用有着最好的安全要求。
斯旺格继续围绕美国宇航局在氢产业中的影响力进行讨论,他说,“只是巧合,我们最终成为了液态氢社区或那些对液态氢感兴趣的人的奇怪汇聚点,因为所有这些不同的倡议都试图建设这些大型基础设施。我们最终会在这个空间里。
“运营方面的事情以及维护和安全方面的经验是非常非常重要的一套知识。我们一直在通过这些研讨会帮助传达各种不同的东西。在技术方面,这确实是我们在过去20年左右一直在研究的技术,玻璃气泡和IRAS是其中两个大的。”
随着氢在全球范围内的采用加速,很明显,美国宇航局拥有的知识和经验将对氢的安全应用产生影响,并支持建造大型基础设施来支持世界各地的液态氢。
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