Двама астронавти на НАСА ще останат на Международната космическа станция (МКС) в продължение на месеци заради дефекти в системата за задвижване на космическия апарат Boeing Starliner, които включват и теч на хелий.

На Земята мисията Polaris Dawn на космичесата компания SpaceX беte забавена заради проблеми с хелия в наземното оборудване. Космическият кораб Starliner на Boeing пък кацна без екипаж в пустинята на Ню Мексико в петък.

Сред миналите мисии, които също са имали проблеми заради досадни течове на хелий, са Chandrayaan 2 на Индийската организация за космически изследвания (ISRO) и Ariane 5 на Европейската космическа агенция (ESA).

Защо космичесите кораби и ракетите използват хелий и какво е толкова сложното при неговата употреба?

Защо хелий?

Хелият е интертен газ. Той не реагира на други субстанции и не гори. Неговият атомен номер е 2, което го прави втория най-лек химичен елемент след водорода.

Ракетите трябва да постигнат конкретни скорости и височини, за да достигнат орбита и да се задържат там. По-тежката ракета изисква повече от енергия, като тя има не само по-висок разход на гориво, но и се нуждае от по-мощни двигатели, които са по-скъпи за разработка, тестване и поддръжка.

Хелият също така има много ниска точка на кипене (-268.9°C), което му позволява да остане в газообразно състояние дори и в супер студени условия – важна характеристика, тъй като много ракетни горива се съхраняват при подобни температурни диапазони.

Газът не е токсичен, но не може да бъде вдишван самостоятелно, защото измества кислорода, от който хората се нуждаят, за да дишат.

Как се използва?

Хелият се използва за създаване на налягане в резервоарите за гориво, гарантирайки, че то се подава към двигателите на ракетата непрекъснато, както и за охлаждащи системи.

Докато горивото и окислителят изгарят в двигателите на ракетата, хелият запълва получилото се празно пространство в резервоарите, поддържайки общото налягане вътре. Тъй като е нереактивен, той може безопасно да се смеси с остатъчното съдържание на резервоарите.

Податлив ли е на течове?

Малкият атомен номер на хелия и ниското молекулно тегло означават, че атомите могат да преминат през малки пролуки или уплътнения в резервоарите за съхранение и горивните системи.

Тъй като в земната атмосфера обаче има много малко хелий, течовете могат да бъдат лесно откривани, което прави газа важен за забелязването на потенциални дефекти в горивните системи на ракетите или космически кораби.

През май, часове преди първия опит за изстрелване на Boeing Starliner с екипаж от астронавти, малки сензори в космическия кораб засичат незначителен теч, за който НАСА отделя няколко дни, преди да го определи като нискорисков.

След излитането на Starliner през юни в космоса са открити допълнителни течове, което допринася за решението на НАСА да го приземи отново на Земята без неговия екипаж.

Честотата на течовете на хелий в системи, свързани с космоса, е очертала необходимостта в индустрията от иновации в дизайна на клапаните и по-прецизни механизми за затягане на клапаните, казват инженери.

Има ли алтернативи?

При някои изстрелвания на ракети се експериментира с газове, като аргон и азот, които също са интертни и понякога може да бъдат по-евтини. Хелият обаче е много по-разпространен в индустрията.

В новата европейска ракета Ariane 6 хелият беше заменен с иновационна система за създаване на налягане, която преобразува малка част от своя първичен течен кислород и вородод в газ, който след това изпраща под налягане тези течности в ракетния двигател.

Тази система се провали в космоса по време на финалната фаза на иначе успешното първо изстрелване на Ariane 6 през юли, увеличавайки дългия списък от предизвикателства пред глобалната ракетна индустрия по отношение на поддържането на налягането в горивните резервоари.

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !