Современное ракетное топливо опасно и нестабильно, но его продолжают активно использовать. Ученые предложили новый подход к разработке ракетного топлива на основе металлорганических каркасных структур — безопасного, стабильного и столь же эффективного.
©Wikipedia
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что вполне реально создать ракетное топливо, которое будет значительно чище и безопаснее, чем гиперголическое топливо, популярное сегодня. При этом оно останется столь же эффективным.
Новое топливо использует простые химические «триггеры» для получения энергии из одного из самых горячих новых материалов — класса поровых твердых веществ, известного как металлорганические каркасные структуры (metal-organic frameworks, MOFs). MOFs состоят из кластеров металлических ионов и органической лиганды, которая связывает их между собой.
Спутники и космические станции, находящиеся на орбите, используют самовоспламеняющиеся вещества, которые настолько энергичны, что моментально воспламеняются в присутствии окислителя (так как за пределами земной атмосферы нет кислорода для поддержания горения).
Гиперголическое топливо зависит от гидразина — крайне токсичного и нестабильного химического соединения, состоящего из атомов азота и водорода. Кроме того, топливо на основе гидразина канцерогенно: людям, работающим с ним, необходимо надевать специальные костюмы, как если бы они сами готовились отправиться в космос. Несмотря на все предостережения и опасности, предприятия аэрокосмической промышленности ежегодно выбрасывают в атмосферу Земли около 12 тысяч тонн гидразинового топлива.
«Это новый, более чистый подход к производству легковоспламеняющегося топлива, которое не только намного безопаснее по сравнению с использующимся сегодня, но и быстро вступает в реакцию или воспламеняется, а это важное свойство ракетного топлива», — рассказал Томислав Фришчич, исследователь и соавтор исследования.
«Несмотря на то что мы все еще находимся на ранних стадиях работы с этими материалами в лаборатории, результаты открывают возможность разработки класса нового, чистого и легко настраиваемого гиперголического топлива для аэрокосмической промышленности», — говорит ведущий автор исследования Хатем Тити.
Фришчич заинтересован в коммерциализации этой технологии. Он планирует сотрудничать с Университетом Макгилла и компанией Acsynam, занимающейся производством MOFs, для достижения своей цели.
