ALICE (drivmedel)
ALICE är ett raketdrivmedel som består av nano-aluminiumpulver och vatten . Efter blandning fryses materialet för att hålla det stabilt. Därav namnet ALICE, för aluminium ICE raketdrivmedel.
Aluminium har en starkare affinitet för syre än de flesta grundämnen, vilket är mest synligt i aluminiumtermiska reaktioner som termit . Detta gör att aluminium brinner med stor värmeavgivning i ämnen som man normalt anser vara inerta, som koldioxid och vatten. Emellertid hindras aluminiumförbränning normalt av närvaron av ett hållbart oxidskikt som bildas på ytan av aluminiumpartiklar, vilket kräver betydande värme för att övervinna. Dessutom aluminiumoxid ut ur avgasströmmen vid hög temperatur, vilket gör att den (och dess kondensationsvärme ) inte kan bidra till expansion, såvida det inte finns en annan gas närvarande för att fungera som en arbetsvätska. Detta har generellt förvisat aluminiums roll i raketer till att vara en tillsats till fasta raketdrivmedel, öka deras densitet och förbränningstemperatur och stabilisera förbränningen.
Oxidskiktet i nano-aluminiumpulver är dock tunnare och lättare att övervinna än i större partiklar. Detta gör förbränningen av aluminium med vattenis lättare att antända och upprätthålla. Dessutom, eftersom aluminiumet förbrukar syret, frigör det väte som fungerar som en arbetsvätska med låg molekylvikt för att överföra förbränningsvärmen (och därefter kondensationen) till expansion och dragkraft. Blandningens höga densitet möjliggör reducerad tankmassa och hög dragkraft.
Basförbränningsreaktionen är:
- 2Al + 3 H2O → Al2O3 + 3 H2
ALICE har föreslagits som ett drivmedel som är väl lämpat för in-situ-produktion på yttre rymdkroppar som månen, eftersom både aluminiumoxid (en källa till aluminium) och vatten är rikliga resurser i universum, medan den höga drivmedelstätheten minskar den torra raketens massa. Att upprätthålla drivmedlet i fruset tillstånd är relativt enkelt på de flesta kroppar i solsystemet, medan andra högpresterande drivmedel ofta involverar kryogena vätskor som kan orsaka långvariga lagringsproblem.
Se även
- aluminium-is (ALICE) Propellants for Hydrogen Generation and Propulsion , Risha et al., 45:e AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2-5 augusti 2009
- NASA, AFOSR testar miljövänligt raketdrivmedel, Eurekalert 21 augusti 2009
- AFOSR och NASA lanserar den första testraketen någonsin driven av miljövänligt, säkert aluminium-isdrivmedel
- Hur man gör ett (mer) miljövänligt raketbränsle, 11 september 2009
- aluminiumbränsle kan driva framtida rymdresor
externa länkar
- Universitetsproducerad utvecklings- och flygvideo, Purdue och Penn State- studenter, augusti 2009