宇宙推進力を亜窒素に移行

宇宙産業のサプライチェーンの将来の成功は、人間の安全から燃料に使用される酸化剤に至るまで、宇宙ミッションのあらゆる側面を標準化するかどうかにかかっています。 この集合的な記事では、亜酸化窒素がどのように最適な選択であるかを詳しく掘り下げ、以下からの意見を取り上げています。

数週間前、米国宇宙軍は初めて、戦術的に即応した宇宙計画のために今後2年間で6,000万ドルを要求した。

戦術的に敏感な宇宙が資金調達の優先事項として勢いを増し続けているため、推進技術も追いつく必要があります。 衛星は通知から 24 時間以内に打ち上げの準備を整える必要があり、これは衛星の推進剤の装填がシームレスでなければならないことを意味します。

小規模衛星打ち上げ会社からの長年にわたるロビー活動を経て、米国政府は本腰を入れているが、打ち上げプログラム全体を成功裏に実行するには、予算枠以上のものが必要となる。それには、以下を含む可能な限り最も効率的な衛星推進剤プロセスが必要となる。

そう、『ワイルド・スピード』のように。 亜硝酸ベースのシステムは、商業宇宙市場で最も急速に成長しているグリーン推進分野のカテゴリです。 LEO から深宇宙まで、あらゆる種類のミッションに適しており、亜硝酸ベースのシステムは多くの推力クラスにわたって拡張可能です。 欧州委員会、ESA、DLR、ニュージーランド宇宙庁などの政府機関は、すでに亜硝酸プロジェクトに投資を行っています。

「将来の宇宙船を真に低コストにするためには、業界はヒドラジンのような有毒な推進剤から離れ、代わりに安全性を優先しながらも優れた性能を発揮する二元推進剤を中心に最適化する必要があると常々感じていました」と責任者のトム・ミューラー氏は述べた。インパルススペース株式会社執行役員。 「だからこそ、私がインパルスを始めたとき、エンジン開発の酸化剤として亜硝酸を使用するだろうと思っていました。」

強靱な国内サプライチェーン:米国の推進サプライチェーンは安全ではない。 フェーズ4のC​​TOであるウマイル・シディキ氏の最近の記事で強調されているように、米国は主にロシア、中国、ウクライナで製造される高純度のキセノンとクリプトンに大きく依存している。 米国がデフォルトで選択している推進剤であるヒドラジンも国内で生産されておらず、生産の大部分が中国で行われている。

「大きなデルタ v で測定される重要な推進要件を持つ、有意義なペイロードを備えた衛星の場合、キセノンはニーズを満たしますが、価格は高く、リードタイムは長くなります。 数百万ドルに達するコストと不確実な可用性により、予算やスケジュールが崩れる可能性があります」とアンド・ワン・テクノロジーズの社長、エリック・アンダーソンは述べた。 「亜酸化窒素のコストは衛星1台あたり数千ドルに上ることから、ミッション所有者は推進剤以外の分野に資金と労力を集中させることができる。」

医療産業など他の大産業の支援を受けて、工業用グレードの亜酸化窒素は大量に供給されており、米国で国内生産されており、1 リットルあたり数ドルで入手可能です。 ChemView によると、米国には少なくとも 7 つの N2O 施設があり、年間 5,000 万ポンドから 1 億ポンドを生産しています。 興味深い事実: ペンシルベニア州ワシントンにあるエア・リキードの生産施設は、1 Nitrous Lane にあります。

推進剤の貯蔵: N2O は純粋な化合物です。 混合したり、分解したり、溶液から出たり、結晶化したりすることはありません。 いかなる形でも劣化しないため、理論的には無限に保存可能です。 タンクは産業用ガス供給会社のトラックで射場または統合施設に直接輸送されます。 換気されたエリア内の工業用ガスシリンダーに保管されます。 溶接トーチを扱える人なら誰でも、この種のシリンダーを管理できます。

ドーン・エアロスペースのステファン・パウエル最高経営責任者（CEO）は、「亜硝酸ベースのシステムの構築を開始したのは、亜硝酸が高性能でありながら安全な推進剤として入手できるためだ」と述べた。 「商業衛星製造業者も同じ理由でそれを気に入っていることがわかりました。」

適切なロード操作:トランスポーターミッションで飛行した亜硝酸ベースの OTV への推進剤の装填は、総会クリーンルーム内の SpaceX ペイロード処理施設東ベイで行われました。 各推進剤を軌道輸送機 (OTV) に積み込む地上オペレーターは、それぞれ約 2 時間かかり、合計で 4 時間かかりました。 プロセスを通じて必要な PPE は安全メガネと聴覚保護具であり、SCAPE スーツは必要ありませんでした。 当時の唯一の制限は、推進剤の装填は周囲に人が少ない夜間に行う必要があることでした。