Wie wird der Flüssigmethantank von Robotic Refueling Mission-3 sechs Monate lang ohne Abkochen gefüllt bleiben?

Laser, Kristalle und 36.000 Würmer von Space.com werden einen SpaceX-Drachen zur Raumstation reiten sagt:

Um auf diesen Reisen zu fliegen, müssen Astronauten möglicherweise eines Tages Treibstoff von der Oberfläche des Mondes oder des Mars ernten – wahrscheinlich in Form von kryogenen Flüssigkeiten wie Wasserstoff, Sauerstoff oder Methan mit einem sehr niedrigen Siedepunkt. Eine neue Roboter-Betankungsmission, die im drucklosen Kofferraum des Drachen unterwegs ist, genannt Robotic Refueling Mission-3, wird zum ersten Mal das Übertragen und Speichern von flüssigem Methan im Weltraum üben.

„Wenn Ihr Ziel darin besteht, über Land zu fahren, werden Sie nicht nur mit einer Tankfüllung dorthin gelangen“, sagte Hsiao Smith, stellvertretender Direktor der Abteilung für Satellitenwartungsprojekte am Goddard Space Flight Center der NASA, während der Konferenz. „Raumfahrzeuge sind heute auf den Treibstoff beschränkt, den sie an Bord haben. Um die Weltraumforschung voranzutreiben, ist das Betanken von Raumfahrzeugen eine Notwendigkeit.“

Irgendwann, nachdem das Dragon-Raumschiff die Raumstation erreicht und an ihrer Seite angelegt hat, entlädt der 11-Fuß-Roboterarm der Station das Modul und verwendet eine Reihe von drei Werkzeugen, um einen mit flüssigem Methan gefüllten Tank mit einem leeren Tank zu verbinden und zu übertragen 42 Liter Flüssigkeit während der Überwachung des Prozesses. Danach speichert der neue Tank das Methan für sechs Monate, ohne dass Material abkocht.

„Die von [der Mission] für Betankungsmissionen demonstrierten Roboterwerkzeuge und Sichtsysteme könnten auch für Satelliten in Handel, Navigation oder Wissenschaft verwendet werden, was uns direkt hier auf der Erde zugute kommt“, sagte Hsiao. „Nicht schlecht für ein Modul in der Größe einer Waschmaschine.“

Frage: Wie soll der neue Tank flüssiges Methan sechs Monate lang speichern, ohne dass Material abkocht? Wird es sorgfältig von der Sonne, der Erde und anderen Schwarzkörperstrahlungsquellen abgeschirmt oder wird es eine routinemäßige Sonnendosis sein, die die meisten Dinge außerhalb der ISS im Laufe eines Orbits oder eines Jahres erhalten? Wie wird es die Strahlung in den Weltraum nutzen, um sich selbst zu kühlen?


Bisher habe ich nur das gefunden , was nicht wirklich erklärt, wie das gemacht wird.

Die Speicherung von Kryomitteln im Weltraum kann schwierig sein, da sie aufgrund ihrer extrem niedrigen Siedepunkte mit der Zeit verdampfen. Das Abkochen kann zur Bildung einer oder mehrerer großer Blasen führen, die den Druck im Tank erhöhen. Die Blasen steigen wegen der Mikrogravitation nicht wie auf der Erde nach oben. Setzt sich eine große Blase an der Öffnung zur Transferleitung ab, könnte dies den Flüssigkeitsfluss unterbrechen.

Daher ist ein kritischer Teil von RRM3 die Speicherung von 42 Litern flüssigem Methan für sechs Monate ohne Verdampfung, um Methoden zur effizienteren Nutzung von Kryogenen zu demonstrieren. Durch die Verwendung von Kryokühlern und fortschrittlicher mehrschichtiger Isolierung zum Temperaturausgleich kann der Flüssigkeitsverlust drastisch gesenkt werden, wodurch übergroße Tanks und zusätzliches Treibmittel überflüssig werden.

Die übergeordneten Ziele von RRM3 sind:

  • Demonstration von Methoden zum Speichern, Übertragen und Einfrieren von kryogenen Standardflüssigkeiten in einer Schwerelosigkeitsumgebung durch den Einsatz innovativer Komponentendesigns und -techniken für sowohl konventionelle als auch kooperative Schnittstellen.
  • Zur Aufrechterhaltung der flüssigen Masse für sechs Monate ohne Abdampfen
  • Zum Übertragen von Flüssigkeit mittels „Zero-Vent“-Technik ohne Bildung von Eispfropfen
  • Um neue Technologien zu demonstrieren, die für die Übertragung von Xenon-Gas erforderlich sind
  • Verifizierung von Manipulations- und Betätigungstechniken für Roboter, die für den Transfer von kryogenen Flüssigkeiten erforderlich sind.

Der Begriff „Kryokühler“ ist ziemlich allgemein und könnte sowohl aktive Kühlung als auch vollständig passive Strahlung umfassen, und „erweiterte mehrschichtige Isolierung“ bedeutet einfach nicht altmodische einschichtige Isolierung . (oder neue Schärfe vs alt und kaputt )

Die Verwendung von Xenon-Gas ist jedoch ein Rätsel.

"Die Verwendung von Xenon-Gas ist jedoch ein Rätsel." Ich denke, das Xenon-Gas könnte eine unabhängige Betankungsstudie sein, die von demselben Missionspaket behandelt wird, aber nichts mit Kryotechnik zu tun hat.
Ich glaube nicht, dass sie Xenon verwenden, sondern nur düstere Technologien ausprobieren, von denen sie erwarten, dass sie benötigt werden, um Xenon zu speichern und zu übertragen
Update: es ist fehlgeschlagen. nasa.gov/feature/goddard/2019/…
@OrganicMarble Ratten! (Nein, warte ... Mäuse ?)
Zumindest erfuhren wir, dass die Kühler elektrisch waren.
@OrganicMarble klingt für mich wie eine Antwort
Ja, bewaffnet mit diesen Informationen habe ich einiges gefunden und schreibe es auf.

Antworten (1)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einBild aus der informativen Präsentation Progress on the RRM3 Cryogen Demonstration System

Die Kryokühler waren kommerzielle Einheiten, elektrisch betriebene Sunpower Cryotel CT 11-Watt-Einheiten. Hier gibt es ein langes Datenblatt , das diese Leistungsdiagramme enthält. Vollständige Offenlegung: Ich hatte keine Ahnung, was "Lift" in diesem Zusammenhang ist, aber es gibt ein Zitat

Lift ist die Fähigkeit eines Kryokühlers, Wärme von der kalten Spitze abzuführen, während die angegebene Temperatur beibehalten wird.

Die Kühler arbeiten mit „Freikolben-Stirling-Technologie“. Der Wikipedia- Kryokühler- Artikel enthält Informationen darüber, wie Stirling-Kryokühler funktionieren; dies kann auf diese Geräte zutreffen oder nicht.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dieses Bild zeigt, wie der Kryokühler in das Dewar passt. Von hier

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In einer kürzlich veröffentlichten Ankündigung der NASA heißt es, dass das Experiment nach vier Monaten statt nach sechs Monaten fehlgeschlagen sei. Vier Monate ohne Abdampfen sind jedoch ziemlich beeindruckend.