新的绿色推进剂推动的NASA推进器完成了里程碑

该图像显示了在10秒钟的脉冲测试中使用绿色推进剂LMP-103S的22牛顿推进器的温度曲线，该测试使温度上升。利用这些数据，工程师可以确定化学反应如何导致热量随时间流向推进器。学分：NASA / MSFC /克里斯托弗·伯恩赛德

美国宇航局正在测试由绿色推进剂推动的推进器，这些推进器可以提供更好的性能而没有毒性，同时通过消除处理有毒燃料所需的基础设施来帮助降低成本。

为了保持在正确的轨道上，许多卫星都配备了推进器（小​​型火箭发动机），它们可以通过发射来改变空间的高度或方向。在以重力为主的地球上，5磅的推力（相当于22牛顿的力）看起来很小，但是在太空中，移动大型航天器并不需要太多的推力。

当前，大多数卫星推进器都是由肼驱动的，肼是一种有毒和腐蚀性的燃料，操作和储存都存在危险。为了用更环保的燃料代替肼，美国宇航局正在测试由绿色推进剂推动的推进器，该推进器的性能比肼好，且无毒性。这些推进剂可以通过消除处理有毒燃料所需的基础设施并减少处理时间来帮助降低成本，从而使其更便宜，更安全，更容易发射商业和NASA航天器。

“当您考虑当今所有在轨道上运行的卫星，从观测地球，监视天气到窥探我们的宇宙以回答有关其起源的问题时，不难发现，使用绿色推进剂将对提高飞行任务的性能产生重大影响不仅可以降低成本，还可以保护环境和我们的员工免受污染，”华盛顿州NASA总部太空技术任务局（STMD）的NASA副管理员Steve Jurczyk说。“ NASA拥有确保我们的技术和科学实力对地球上的生命有益的悠久历史，绿色推进剂将有助于确保NASA继续成为这个星球的管家。”

NASA最近使用由两种不同的绿色推进剂驱动的推进器完成了几项热火试验，它们有可能替代肼。两者都是离子液体基混合物，与肼相比，毒性小，易燃，这使得它们在发射前的存储，处理和为航天器加油变得更容易且成本更低。此外，新型推进剂具有更高的性能，对于一定数量的推进剂，其推力大于肼。

绿色推进剂之一是基于硝酸羟铵的推进剂，称为AF-M315E。它是由位于加利福尼亚州爱德华兹空军基地的空军研究实验室开发的。这种推进剂将在NASA的绿色推进剂注入任务（GPIM）的小型卫星上进行演示。在GPIM飞行期间，小卫星将发射由AF-M315E驱动的推进器，以进行操纵以改变卫星的高度和方向。GPIM最近通过了一个重大的里程碑，将由Aerojet Rocketdyne在华盛顿州雷德蒙德市建造的推进剂推进子系统交付给任务的总承包商科罗拉多州博尔德的Ball Aerospace＆Technologies Corp.，以便将其集成到航天器中。对于此项目，GPIM团队使用AF-M315E测试了两种不同尺寸的推进器（1和22牛顿）。1-牛顿推进器中有5架将在GPIM上飞行。

“随着GPIM的飞行计划于明年发射，NASA和航空航天业已采取积极步骤来展示使用推进剂，以减少发射过程中卫星燃料的危害并节省时间和金钱，” NASA的GPIM任务经理蒂姆·史密斯（Tim Smith）说。马歇尔技术示范团。GPIM由STMD位于马歇尔的技术示范任务计划办公室管理。

另一种绿色推进剂是称为LMP-103S的燃料，该燃料基于瑞典Karlskoga的Eurenco Bofors生产的氧化剂二硝酰胺铵。位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的一个团队最近完成了对5牛顿和22牛顿推进器的测试，这些推进器由ECAPS建造，由LMP-103S供电。工程师在不同条件下发射了22牛顿推进器35次，并用红外热像仪监控了结果。轨道ATK，Inc.帮助NASA进行了这些测试。

“我们在美国使用22种牛顿推进剂进行了首次NASA测试，” LMP-103S推进剂测试首席工程师克里斯托弗·伯恩赛德（Christopher Burnside）说。“它们的性能相当好，其性能可与当今的肼推进器相媲美。在模拟运行条件的环境中逐步推进推进器总是很棒的。”

为了指导未来的投资，美国宇航局正在与其他政府机构，行业和学术界领袖一起领导制定绿色推进剂路线图，这些政府领导们最近在马歇尔举行的一次技术交流会议上分享了他们的集体经验。

马歇尔航天器推进系统部门的经理查尔斯·皮尔斯说：“我喜欢将推力器和推进系统与飞机联系起来的比喻。”该机构最近完成了LMP-103S的测试。“一架飞机无法满足所有需求。一些高性能飞机需要快速飞行，而其他大型飞机则需要节省燃油并缓慢飞行。一些载客，而另一些载客。同样，NASA需要在推进器和推进系统的类型方面具有灵活性，以满足各种任务需求。一种推进剂可能最适合一种任务，而另一种则更适合另一种任务。在我们走向绿色的过程中，我们必须有选择，这一点很重要。”