Era ekologicznych rakiet

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

Obraz
Źródło zdjęć: © AFP

Właściwie zsyntetyzowane ciecze jonowe w połączeniu z nadtlenkiem wodoru stanowią ekologiczną alternatywę dla dziś stosowanego, silnie toksycznego i niebezpiecznego paliwa rakietowego - informuje "Angewandte Chemie International Edition".

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.

Obraz
© (fot. AFP)

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.

Źródło artykułu:
Wybrane dla Ciebie
To "mały Einstein". Ma 15 lat i doktorat z fizyki kwantowej
To "mały Einstein". Ma 15 lat i doktorat z fizyki kwantowej
Stacja kosmiczna Lunar Gateway powstanie? ESA potwierdza
Stacja kosmiczna Lunar Gateway powstanie? ESA potwierdza
Monstrualne obiekty kosmiczne. To miały być tylko małe czerwone kropki
Monstrualne obiekty kosmiczne. To miały być tylko małe czerwone kropki
Ruch rosyjskich kontenerowców. Nie oznacza nic dobrego dla Ukrainy
Ruch rosyjskich kontenerowców. Nie oznacza nic dobrego dla Ukrainy
Prawdziwe pochodzenie kota. Analizy dają odpowiedź
Prawdziwe pochodzenie kota. Analizy dają odpowiedź
Patriot zadziałał. Tak chroni Kijów przez śmiercionośną bronią Rosji
Patriot zadziałał. Tak chroni Kijów przez śmiercionośną bronią Rosji
Rosja nie wyniesie astronautów w kosmos. Poważne uszkodzenia
Rosja nie wyniesie astronautów w kosmos. Poważne uszkodzenia
Pożar w Hongkongu. Rusztowanie pomogło ogniowi
Pożar w Hongkongu. Rusztowanie pomogło ogniowi
Pod lodem tych księżyców mogą wrzeć oceany. Jak to możliwe?
Pod lodem tych księżyców mogą wrzeć oceany. Jak to możliwe?
Latami trzymał "kamień złota". Okazało się, że jest jeszcze cenniejszy
Latami trzymał "kamień złota". Okazało się, że jest jeszcze cenniejszy
Sonda JUICE zrobiła zdjęcie komecie 3I/ATLAS. Zobaczysz je w 2026 r.
Sonda JUICE zrobiła zdjęcie komecie 3I/ATLAS. Zobaczysz je w 2026 r.
Amerykanie zestrzelili swojego superdrona. Zrobili to celowo
Amerykanie zestrzelili swojego superdrona. Zrobili to celowo
ZANIM WYJDZIESZ... NIE PRZEGAP TEGO, CO CZYTAJĄ INNI! 👇