Hat Demonstrator-1 2021-006BX bereits einen durch Elektrolyse betriebenen Wasserstoff-Sauerstoff-Verbrennungsmotor demonstriert?

Der NASA CubeSat der NASA zur Demonstration wasserbetriebener Bewegungen im Weltraum sagt:

Ein NASA CubeSat wird in eine erdnahe Umlaufbahn starten, um eine neue Art von Antriebssystem zu demonstrieren. Mit einem Pint flüssigem Wasser als Treibstoff wird das System das Wasser im Weltraum in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten und sie in einem winzigen Raketentriebwerk für Schub verbrennen.

und später

Das Antriebssystem von PTD-1 wird Gastreibstoffe – eine Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff – nur dann aus Wasser produzieren, wenn es im Orbit aktiviert wird. Das System leitet elektrischen Strom durch Wasser, um Wassermoleküle in einem als Elektrolyse bezeichneten Prozess chemisch in Wasserstoff- und Sauerstoffgase zu trennen. Die Solaranlagen des CubeSat nutzen die Energie der Sonne, um die elektrische Energie zu liefern, die für den Betrieb des Miniatur-Elektrolysesystems benötigt wird.

Diese Gase sind energiereichere Brennstoffe als Wasser; Das Verbrennen von Wasserstoff- und Sauerstoffgas in einer Raketendüse erzeugt mehr Schub als die Verwendung von "ungespaltenem" flüssigem Wasser als Treibmittel. Dies schafft ein besseres Gleichgewicht zwischen Leistung und Sicherheit für den Antrieb von Raumfahrzeugen, was bedeutet, dass CubeSats mehr fürs Geld bekommen.

„Neu ist, dass dieses System Wasser als Brennstoff auf energetische Weise mit einem inhärent sicheren System nutzt“, so Mayer. „Diese Mission wird zeigen, dass wir die Wasserelektrolyse in einem Raketentriebwerk im Weltraum einsetzen können – das ist ziemlich cool.“

Der Pathfinder Technology Demonstrator von Wikipedia erwähnt einen geplanten Start im Dezember 2020 und sagt:

HYDROS ist eine hybride chemisch-elektrische Technologie zur Bereitstellung eines Antriebs unter Verwendung von Wasser. Es verwendet eine Elektrolysezelle, um Wassertreibstoff in gasförmigen Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, die in separaten Tanks unter Druck gespeichert werden. Das System verbrennt dann das Wasserstoff- und Sauerstoffgemisch in einer einfachen Schubdüse, um bis zu 1 Newton und einen spezifischen Impuls von 258 Sekunden bereitzustellen. Dieses Antriebssystem wird von Tethers Unlimited, Inc. entwickelt.

Gunter's Space Page PTD 1 (Pathfinder Technology Demonstrator) listet es als `2021-006BX auf.

Es wird jedoch kein Motor erwähnt, der Wasserstoff und Sauerstoff verbrennt und Schub aus dem durch eine Düse austretenden Abgas ableitet, sondern stattdessen Elektrospray-Triebwerke für den Antrieb verwendet :

Das Hauptziel des ersten Pathfinder Technology Demonstrator-Raumfahrzeugs ist die Flugqualifizierung und Charakterisierung eines neuartigen Mikro-Elektrospray-Triebwerks, das von Busek Space Propulsion and Systems bereitgestellt wird.

Jede PTD-Mission besteht aus einem CubeSat mit 6 Einheiten (6U), der ungefähr 11 Kilogramm wiegt und 30 cm × 25 cm × 10 cm misst. Jedes PTD-Raumfahrzeug wird außerdem mit entfaltbaren Solarzellen ausgestattet, die im Orbit durchschnittlich 44 Watt Leistung liefern.

Fragen:

  1. Hat Demonstrator-1 2021-006BX einen von Split-Water abgeleiteten Antrieb demonstriert?
  2. Hat es demonstriert, oder ist es zumindest geplant, den Antrieb durch Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff zu demonstrieren, die in einem Motor verbrannt werden, wobei Abgase durch eine Düse austreten, dh ein herkömmlicher "Raketenmotor"?
Ich hoffe wirklich, dass "eine Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff" nur schlecht geschrieben ist. Wie ist die Langzeitlagersicherheit von komprimiertem, stöchiometrischem H2+O2-Gasgemisch?
@PcMan erklärt glücklicherweise den folgenden Satz: "... Wassermoleküle chemisch in Wasserstoff- und Sauerstoffgase trennen ..."
Ja. Aus dem Schreiben klingt es sehr danach, als würden sie das Wasser elektrolysieren und das freigesetzte Gas zusammen als Knallgas speichern. Was nicht undenkbar ist, aber sehr, sehr riskant klingt.
Wir können daraus schließen, dass irgendeine Form von Antrieb demonstriert wurde
@ BrendanLuke15 Bestimmte 2 * "Reboost" -Aktionen dort. Aber ich berechne weniger als 0,6 m/s Gesamt-Delta-v.. Bei den angegebenen 258s ISP sind das weniger als 1,2 g Kraftstoffverbrauch!
@ BrendanLuke15 Da keine sofortigen Antworten vorliegen, scheint dies sicherlich die Grundlage für eine Teilantwort und nicht nur für einen Kommentar zu sein. Ich nehme an, Sie meinen die Zirkularisierungsschritte Mitte April und Anfang Mai? Fügen Sie ein ungefähres Delta-V hinzu, das sie darstellen, eine Schätzung der Brennzeit (Schub und Masse sind wahrscheinlich verfügbar) und ich denke, es wird eine gut aufgenommene Antwort sein. Ich nehme an, wir müssen auf eine zusätzliche Bestätigung durch eine Pressemitteilung warten, bevor wir zustimmen, aber für mich sieht es auf jeden Fall glaubwürdig aus! (Senden Sie uns einfach nicht für die Handlung außerhalb des Geländes)

Antworten (1)

Teilantwort, die versucht, Informationen aus historischen TLEs zu entlocken:

Orbitale Progression

Hinweis: Vernachlässigen Sie die (relativ) große Änderung gegenüber dem ersten Datum (Epoche 24. Januar 2021 15:54:35 UTC), wenn Sie den Zeitpunkt des Starts/Abhebens betrachten ( 24. Januar 2021 15:00 UTC, Transporter-1 ). und Webcast zeigt, dass es von der zweiten Stufe noch nicht bereitgestellt wurde.

Wenn wir uns die Umlaufzeit ansehen, können wir 5 klare Bahnanhebungsmanöver identifizieren:

Verlauf der Umlaufzeit mit identifizierten Manövern

Für ein Gesamt-Delta-V von ~ 0,66 m / s, deutlich weniger als die ~ 100 m / s, zu denen es theoretisch in der Lage ist, "ein Pint [473 ml] flüssiges Wasser als Kraftstoff zu tragen" (erster fraglicher Link + Isp-Spezifikation aus dem Tethers Unlimited-Datenblatt ).

Es scheint auch, dass seine Mission beendet sein könnte ( erster fraglicher Link ):

Seine vier bis sechs Monate dauernde Flugvorführung wird die Antriebsleistung durch programmierte Änderungen der Geschwindigkeit und Höhe des Raumfahrzeugs, die von den wasserbetriebenen Triebwerken ausgeführt werden, verifizieren.

Seit Ende April 2021 (~3 Monate seit dem Start) hat es kein Manöver zur Anhebung der Umlaufbahn mehr durchgeführt.

War eines dieser Ereignisse energisch genug, um zu bestätigen, dass eine tatsächliche Verbrennung stattfand, und nicht nur ein Sprühen von unter Druck stehendem Treibgas aus der Düse?
Ok.. Laut Datenblatt liefert ein optimaler Schub etwa 1,75 Ns Gesamtimpuls (aus 0,4 g Kraftstoff). Dies würde dem Fahrzeug (11 kg) etwa 0,16 m/s geben. Die beobachteten 0,66 m/s scheinen also insgesamt ungefähr richtig zu sein. Tatsächlich ist es sehr wahrscheinlich, dass die große Verschiebung bei diesem letzten Schub das Ergebnis von 2 oder mehr aufeinanderfolgenden Stößen ist.
Hat Demonstrator-1 2021-006BX bereits einen durch Elektrolyse betriebenen Wasserstoff-Sauerstoff-Verbrennungsmotor demonstriert?
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