Dziś ciekawy artykuł z NASASpaceFlight o małym problemie jaki ma NASA z platformą LC-39B, rakietą SLS i zbiornikiem na ciekły wodór.
Zacznijmy od początku – na platformie LC-39B znajduje się olbrzymi zbiornik na ciekły wodór, który służył do tankowania promów kosmicznych. Jest on na tyle duży że bez problemu da się z niego zatankować w całości zbiornik ciekłego wodoru rakiety SLS (który będzie zdecydowanie większy od zbiornika promu). Jednak problem jest gdzie indziej – w przypadku gdyby start nie doszedł do skutku i trzeba było by wypompować paliwo do zbiornika, to co zostanie będzie nie wystarczające do następnej próby startu.
Czytelnicy pewnie się zastanawiają dlaczego? Powód jest prosty – ciekły wodór jest bardzo zimny i wrze przy niskich temperaturach. Dlatego w czasie tankowania i spuszczania paliwa sporo wodoru się wygotowuje. Obliczenia wskazują że po nieudanej próbie startu, w zbiorniku będzie ponad 1.2 miliona litrów ciekłego wodoru za mało. Tak, 1.2 miliona litrów – oznacza to że wygotuje się jeszcze więcej. Ciekły wodór nie jest jakiś szczególnie drogi – kosztuje około $1.50 za galon = przy każdym nieudanym starcie wygotowuje się mniej-więcej pół miliona dolarów wodoru.
Ale to nie koniec problemów z ciekłym wodorem – jego transport (produkowany jest w Luizjanie) do KSC powoduje że około 13% wodoru wyparowuje w drodze. Także wodór w zbiorniku na platformie wygotowuje się powoli – w ciągu całego programu lotów promów 12% wszystkiego wodoru jaki wyparował znikło właśnie w ten sposób.
NASA chciała by mieć możliwość powtórzenia odliczania w ciągu nie więcej niż 48 godzin od pierwszej próby. W związku z tym KSC myśli o trzech rozwiązaniach:
- jedno z nich to zamówienie większej ilości ciekłego wodoru zakładając jedno nieudane odliczanie = wtedy konwój ciężarówek z ciekłym wodorem musiał by stać gdzieś niedaleko KSC tak by w razie czego dolać brakujący wodór. NSF podaje że potrzebne jest 30 ciężarówek, ale mi wychodzi że trzeba około 50 – każda ciężarówka wiezie między 7 a 10 tysięcy galonów wodoru a brakować będzie 330 tysięcy galonów. Do tego ciężarówki tracą około 2% ładunku dziennie a będą musiały stać przez kilka dni. Także samo przelewanie wodoru powoduje straty.
- inną opcją jest użycie zbiornika na LC-39A i kilku ciężarówek które pracowicie przewiozą wodór z LC-39A na LC-39B jak będzie taka potrzeba. To rozwiązanie ma taką zaletę że można wlać więcej ciekłego wodoru do zbiornika na LC-39A i w razie czego mieć możliwość trzech prób startu pod rząd. Także straty ciekłego wodoru z uwagi na jego parowanie są znacznie niższe gdy jest on w zbiorniku na platformie. Ciekawe tylko w jaki sposób mogło by to przeszkodzić SpaceX i lotom Falconów 9/Heavy?
- a ostatnią opcją jest zbudowanie większego zbiornika. NASA planuje ten manewr, ale nie nastąpi to przed pierwszym lotem SLS’a.
Jak widać nawet tak proste zadanie jak przechowywanie paliwa staje się wielkim problemem w przypadku ciekłego wodoru. Dlatego pomimo że jest to najlepsze z teoretycznego punktu widzenia paliwo dla rakiet, to praktycznie nie ma ono ekonomicznego sensu.
