54 utenti della rete necessaria questa curiosit ': Spiegami: Cosa c'è di così speciale in idrogeno metallico e perché gli appassionati di voli spaziali sono così entusiasti?
Spiegami: Cosa c'è di così speciale nell'idrogeno metallico e perché gli appassionati di voli spaziali sono così entusiasti?
Ed ecco le risposte:
La risposta breve è che l'idrogeno metallico potrebbe essere il miglior carburante per missili di sempre con la tecnologia attualmente fattibile. Esistono diverse qualità importanti di un carburante per missili, le tre più importanti per essere la quantità di energia per chilogrammo di carburante (densità di massa di energia), la quantità di energia per unità di volume (densità di energia volumetrica) e la facilità d'uso / stoccaggio. L'energia totale nel carburante determina quanto può andare lontano un razzo, quindi più è sempre meglio per lo stesso peso, volume e complessità
Il carburante per missili più comune chiamato Kerolox, è in realtà una coppia di fluidi: cherosene e ossigeno liquido. Questa combinazione è un buon equilibrio tra densità di massa energetica, energia per volume e cherosene è molto facile da maneggiare, ma l'ossigeno liquido deve essere immagazzinato al suo punto di ebollizione o al di sotto di – 297. 3 ° F che è una sfida ingegneristica ma non impossibile.
Tuttavia, alcuni razzi (come il Delta 4 Heavy o alcuni stadi superiori) usano hydrolox – Idrogeno liquido e Ossigeno liquido. Questa combinazione ha l'energia massima per chilogrammo di qualsiasi coppia corrente di ossidante. Tuttavia, l'idrogeno liquido non è volumetricamente molto denso, quindi i serbatoi devono essere fisicamente più grandi per la stessa quantità di energia. Inoltre, deve essere memorizzato in o sotto – 423. 2 ° F che è una sfida più grande. Inoltre, le molecole di idrogeno sono abbastanza piccole da fluire / diffondersi nei metalli dei serbatoi, indebolendole attraverso l'infragilimento da idrogeno – un'altra sfida ingegneristica. Tuttavia, se hai bisogno della performance a volte vale la pena pagare il prezzo.
L'idrogeno metallico porta con sé tutta l'energia chimica dell'idrogeno liquido con molti altri vantaggi. Per crearlo, è necessario comprimerlo con immense pressioni, come quelle nei nuclei dei giganti gassosi come Giove. Alcune ricerche suggeriscono che l'idrogeno metallico è “metastabile”, il che significa che quando si rilascia la pressione rimane compressa, legata insieme dalle attrazioni tra gli atomi come una molla bloccata. Ciò significa che non è necessario mantenere la pressione per immagazzinarlo e quando lo destabilizzi (ovvero lo esplodi), recuperi tutta l'energia meccanica immagazzinata, che è 10 – 12 volte l'energia chimica della combustione e come i risultati di l'esplosione sono molecole di idrogeno ad alta energia / pressione, puoi bruciare anche quelle con ossigeno liquido per ottenere tutta l'energia chimica.
L'unico aspetto negativo di esso, proprio come il grafene o i superconduttori a temperatura ambiente, è che non sappiamo come realizzarlo.
Fonte: NASA