Нехватка кислорода COVID задерживает ракеты НАСА

Вы больше никогда не будете смотреть на космические ракеты или даже на барбекю на заднем дворе по-старому.

Отредактировано 2023-25-06
взлетает ракетаРакеты должны нести свой собственный жидкий кислород. Здесь ракета SpaceX Falcon 9 взлетает 29 августа 2021 года.

Поскольку больницы переполнены пациентами COVID-19, НАСА объявило, что откладывает предстоящий запуск спутника. Жидкий кислород, необходимый для заправки полета, нужен в больницах, где врачи используют этот важный ресурс для поддержания жизни опасно больных пациентов COVID-19.

"Медицинский кислород - приоритет наших членов, - говорит Ричард Крейг, вице-президент по техническим и нормативным вопросам Ассоциации производителей сжатого газа, американской торговой ассоциации.

Нехватка водителей грузовиков с сертификатами, необходимыми для перевозки кислорода, только усугубляет проблему, и есть опасения, что другие запуски ракет также будут отложены.

На недавнем Космическом симпозиуме в Колорадо президент компании SpaceX Гвинн Шотвелл предложила всем, у кого есть доступ к жидкому кислороду, связаться с ней. "Мы, конечно, позаботимся о том, чтобы больницы получили необходимый им кислород, но если у кого-то есть свободный жидкий кислород, напишите мне", - сказала она.

Основатель компании SpaceX Элон Маск написал в Твиттере, что нехватка топлива - это "риск, но еще не ограничивающий фактор". Компания планирует более 26 запусков ракет в этом году.

Почему эта задержка имеет значение?

Спутник Landsat 9, запуск которого отложен не ранее 23 сентября, предназначен для съемки Земли каждые восемь дней, мониторинга земельных ресурсов и предоставления бесценной информации ученым.

На брифинге перед запуском научный сотрудник проекта Landsat 9 Джефф Масек сравнил Landsat со швейцарским армейским ножом. "Из одного базового набора наблюдений или измерений мы получаем целый ряд различных научных приложений", - сказал он.

Свен Билен, профессор инженерного проектирования, электротехники и аэрокосмической техники в штате Пенсильвания, отметил, что, хотя больницы имеют решающее значение, космическая промышленность также испытывает повышенную потребность в кислороде. "Я не думаю, что люди полностью понимают, что дает им космос, когда они говорят, что мы должны сосредоточиться на гуманитарных кризисах и изменении климата на Земле", - говорит он. "Это часть системы, которая улучшает жизнь на Земле, будь то сигналы GPS или метеорологические спутники, которые могут отслеживать ураганы".

Почему ракетам необходим кислород?

Когда вы что-то сжигаете, вы окисляете это. На Земле, если развести огонь, он может забирать кислород из воздуха. Но когда вы поднимаетесь в атмосферу, кислорода из воздуха вскоре становится мало, говорит Билен. Это означает, что ракетам для работы нужен собственный кислород, причем в большом количестве.

В 1920-х годах доктор Роберт Х. Годдард использовал жидкий кислород для испытаний своих первых революционных ракетных двигателей, и сегодня это одно из наиболее часто используемых ракетных топлив. Он также используется сегодня во многих других отраслях промышленности, например, в химической обработке и доменных печах.

Билен сравнил процесс горения с теми видеороликами на YouTube, где люди пытаются разжечь гриль все быстрее и быстрее, пока, наконец, не приходят к идее залить его жидким кислородом. Это ускоряет реакцию, быстро сжигая все это до состояния тоста. "По сути, это то, чего вы хотите добиться в ракете", - сказал он. "Вы пытаетесь подавать кислород достаточно быстро, чтобы ракетное топливо сгорало с той скоростью, которая необходима для обеспечения тяги для подъема ракеты".

Как производится жидкий кислород?

Для получения жидкого кислорода, известного в промышленности как LOX, инженеры берут воздух и охлаждают его до криогенных, или чрезвычайно низких, температур. Затем эту жидкость пропускают через процесс дистилляции, иногда несколько раз, чтобы отделить кислород от азота и других компонентов воздуха.

В больничных условиях врачи переводят пациентов на кислород, чтобы повысить уровень кислорода, которым они дышат, выше естественного содержания в воздухе. "Им не обязательно нужен или требуется 100% чистый кислород", - говорит Билен.

Но с точки зрения ракеты, вам нужен достаточно чистый кислород, потому что это химический процесс, в котором он будет соединен с ракетным топливом. Это означает, что кислород, используемый для космических запусков, должен быть гораздо, гораздо более чистым.

В медицинских учреждениях кислород используется почти исключительно в качестве газа. Основная причина, по которой он может быть доставлен на место в виде сжиженного кислорода, заключается в том, что такой способ хранения обеспечивает более высокую степень конденсации.

Как и многие другие отрасли промышленности во время пандемии COVID-19, поставщики жидкого кислорода, такие как Air Liquide, Praxair и Airgas, возможно, должны будут скорректировать производимую ими продукцию в соответствии с текущими потребностями населения. "Проблема в том, что в настоящее время существует только столько установленных мощностей для производства кислорода", - говорит Билен, - "и сейчас увеличилось количество его потребителей, особенно в медицинской сфере".

Что будет дальше?

Билен сравнивает это с большим дефицитом туалетной бумаги в 2020 году, когда люди перешли на работу из дома и перешли от потребности в туалетной бумаге промышленного класса к потребности в рулонах меньшего размера. "Промышленность не может переключиться на другой вид продукции, но через некоторое время они отработали линии поставок и поняли это", - говорит он.

Он ожидает, что рынок решит эту проблему, начав производить больше кислорода для людей, которые больше всего в нем нуждаются. "Это просто временный сбой", - говорит он, добавляя, что если возникнет реальная необходимость, правительство может использовать Закон об оборонном производстве, чтобы указать компаниям, производящим авиационные продукты, на приоритетность доставки кислорода в больницы, а не компаниям вроде SpaceX.