德国航空航天中心乐成测试两种绿色太空燃料

科技日报驻德国记者 李山

近日，德国航空航天中心（DLR）乐成测试了两种先进的“绿色”燃料，有望替代肼基燃料成为下一代太空应用燃料。

1960年以来，肼类燃料（泛指肼、甲基肼和偏二甲肼）由于良好的能量性能、可以恒久生存和冷启动等长处被广泛地用作航天和导弹燃料。然而，这些化合物同时具有高挥发性、高毒性、强致癌性等诸多缺点。处置惩罚这些物质需要高度的安详性，也使其本钱奋发。随着绿色空间推进技术的快速成长，开发新型高能低毒推进剂燃料成为航空航天范围研究的热点。

近日，德国航空航天中心宣布，首次在兰帕兹豪森M11综合试验台的试验燃烧室中乐成测试两种新的“绿色”燃料：“自燃离子推进剂”和“HyNOx混合物”（碳氢化合物与一氧化二氮混合）。作为污染较少但效率相同的肼类燃料的替代品，它们有望成为下一代太空应用燃料。

DLR开发的“自燃离子推进剂”由作为氧化剂的过氧化氢和作为燃料的离子液体（熔融盐）组成。试验中，过氧化氢和离子液体别离从两个口喷入燃烧室，两种物质接触约15毫秒后自燃。这种推进剂有潜力替代已在上级动员机中得到验证的燃料组合：一甲基肼和四氧化二氮。它不需要庞大的焚烧装置，并可以对动员机进行多次焚烧，有望在大型卫星或航天器的轨道推进系统中得到应用。

另一种绿色推进剂名为HyNOx混合物，由作为氧化剂的一氧化二氮和作为燃料的乙烷或乙烯预先混合而成。与传统的燃料对比，HyNOx燃料组合具有更高的比冲，效率更高，没有毒性，原料容易获取且价格自制。别的，一氧化二氮和乙烷具有较高的蒸气压，可用于将燃料泵入燃烧室。因此可以打消给燃料箱加压的需求，降低驱动系统的庞大性。不外这种燃料也有两个需要注意的问题：一是要制止燃烧室供应管线和储罐的回火；二是要蒙受较高的温度，HyNOx混合物燃烧时能发生3000摄氏度的高温。

可连续性和环境兼容性在未来的太空旅行中会变得越来越重要。DLR太空飞行推进技术研究所化学燃料部分卖力人多米尼克·弗罗伊登曼博士说：“为了满足对新型燃料的高要求，从一开始就选择正确的‘化学身分’至关重要。”