Era ekologicznych rakiet

Właściwie zsyntetyzowane ciecze jonowe w połączeniu z nadtlenkiem wodoru stanowią ekologiczną alternatywę dla dziś stosowanego, silnie toksycznego i niebezpiecznego paliwa rakietowego

Z punktu widzenia środowiska, start rakiety kosmicznej stanowi lokalną, chwilową katastrofę ekologiczną. Choć trudno w to uwierzyć, silniki rakietowe nie są napędzane "zwykłym" paliwem podobnym do tego, jakie używa się w lotnictwie czy motoryzacji. Ruch rakiety wywoływany jest gwałtownie zachodzącą reakcją chemiczną pomiędzy paliwem - hydrazyną, a czynnikiem utleniającym, np. kwasem azotowym. Efektem ubocznym tego typu spalania jest powstanie silnie toksycznych spalin. Co więcej, samo paliwo i czynnik utleniający, uruchamiający reakcję spalania są silnie toksyczne i mało stabilne fizykochemicznie oraz niezmiernie groźne dla środowiska.

Ze względów ekologicznych, jak również chęci zwiększenia bezpieczeństwa startów rakiet kosmicznych, od jakiegoś czasu prowadzone są badania nad alternatywnym paliwem rakietowym.

Według naukowców z Air Force Research Laboratory (USA) jednym z bardziej obiecujących kandydatów na zastąpienie wybuchowej i silnie toksycznej pary kwas azotowy-hydrazyna są ciecze jonowe "aktywowane" chemicznie nadtlenkiem wodoru. Ciecze jonowe to najprościej mówiąc sole w stanie ciekłym.

Podczas eksperymentów przeprowadzono testy różnych cieczy jonowych i odkryto, że najlepiej do silników rakietowych nadają się ciecze jonowe zawierające bardzo dużo atomów wodoru. By taką ciecz jonową uzyskać, naukowcy zmodyfikowali chlorek-THTDP (ang. trihexyltetradecylphosphonium chloride) poprzez zamianę anionów chlorkowych na borowodorkowe, po czym produkt reakcji (THTDP)BH4 poddano działaniu borowodorku glinu. Dzięki temu powstała ciecz jonowa zawierająca duże ilości wodoru, stabilna i ciekła w temperaturze pokojowej.

Taki materiał w reakcji z nadtlenkiem wodoru ulega bardzo gwałtownej reakcji spalania, podczas której powstaje znacznie mniej toksycznych substancji chemicznych, a te które zawarte są w spalinach nie mają rakotwórczego działania. Dodatkową cechą nowego potencjalnego paliwa rakietowego jest brak konieczności silnego schładzania zbiorników, gdyż zarówno paliwo, jak i utleniacz są stabilne i bezpieczne w temperaturze pokojowej. Co więcej, oba komponenty nie są "żrące", przez co zbiorniki nie muszą być specjalnie zabezpieczane przed korozją.

Jak twierdzą autorzy odkrycia, przemysł kosmiczny już niebawem zostanie poddany podobnej przemianie proekologicznej jak ta, jaką zapoczątkowano kilkanaście lat temu w przemyśle motoryzacyjnym. Konieczność zmian technologii na bardziej przyjazne środowisku, z całą pewnością przyspieszona zostanie popularyzacją tak zwanych turystycznych lotów kosmicznych.