Projekat Fibus: Novi rezervoar za vodonik na raketi-nosaču

„Fibus“ je projekat Evropske svemirske agencije (ESA) u saradnji sa kompanijama ArianeGroup i MT Aerospace. Cilj je ocena izvodljivosti i koristi od zamene metalnih rezervoara rakete Arijana 6 sa rezervoarima od plastike ojačane ugljeničnim vlaknima. Iako ovaj lagani materijal omogućava da se ukloni nekoliko tona mase, takav pristup dosad nije primenjen i predstavlja značajne tehničke izazove.

Centralno jezgro rakete Arijana 6 koristi tečni kiseonik i tečni vodonik, dva veoma različita molekula, tako da projekat Fibus mora da razvija i proizvodi dva tipa rezervoara sposobnih da podnesu ekstreme. Ovaj članak se fokusira na napredak postignut u pogledu rezervoara za vodonik.

Preporučujemo

Vodonik je najmanji molekul u svemiru. Kad se koristi kao gorivo na raketi Arijana 6, mora da se ohladi na –253 stepena Celzijusova, što je samo 20 stepeni iznad apsolutne nule, najhladnije temperature u svemiru.

Generalno, kompoziti sa ugljeničnim vlaknima ne vole takvu hladnoću, kao vaša koža tokom zime – kad postaje suva i krta, tako da može da pukne pri pokretu. Isto važi za rezervoare sa ugljeničnim vlaknima: kada su napunjeni rashladnim sredstvima pod pritiskom, mogu nastati sitne pukotine, što nije poželjno na raketnom rezervoaru.

U ovim ekstremnim uslovima, Fibus je prevazišao mnoge tehničke prepreke – ne samo u razvoju i konceptima rezervoara, već i u merenju – ne postoje gotovi uređaji koji tačno mere sitne stope curenja na kriogenim temperaturama niskim čak –253 °C.

Fibus je već dokazao da je to moguće: mali demonstracioni rezervoari u obliku „boce“ od 60 litara pokazali su da kompoziti sa plastikom ojačanom ugljeničnim vlaknima mogu da drže vodonik u tečnom stanju – bez curenja.

Povećavanje ledenog pritiska do tačke pucanja

Istraživači sad rade na unapređenoj većoj verziji koja će držati skoro 2.600 litara. Ovaj vodonični rezervoar širok dva metra biće testiran putem punjenja vodonikom sledeće godine.

Rezervoar je završio prve korake proizvodnje unutrašnjeg rezervoara za pritisak u kompaniji MT Aerospace u Augsburgu u septembru 2025. Očekuje se da proizvodnja bude završena u decembru. ArianeGroup će biti odgovorna za testiranje i njihovi inženjeri rade na dizajnu testa.

Testiranje se planira za april sledeće godine. Iako se drži na –253 stepena Celzijusova, vodonik se lako zapali, pa su potrebni pažljivo rukovanje, specijalne veštine i stroga bezbednosna pravila da bi sve prošlo glatko.

Test će biti obavljen na lokaciji kompanije ArianeGroup u Trauenu u Nemačkoj. Rezervoar će biti postepeno doveden do tačke pucanja, do stvaranja pukotina, ali ne dalje: staće se pre potpunog sloma.

Rad na novoj lokaciji za testiranje počeo je u februaru 2025. godine, a preliminarni dizajn je potvrđen u junu 2025. godine. Ključna analiza dizajna do kraja godine omogućiće početak građevinskih radova.

Više testova biće izvedeno kako bi se što više saznalo o ponašanju rezervoara i kako bi se ponašao na lansirnoj rampi i tokom lansiranja, da bi se shvatilo kako i gde se mogu pojaviti prve pukotine. Senzori na rezervoaru i unutar njega obezbediće podatke o pritisku, temperaturi i opterećenju za nadgledanje tokom testiranja i detaljno analiziranje između testova.

Fibus je deo Pripremnog programa budućih lansirnih sistema (FLPP) koji pomaže u razvoju tehnologije za buduće sisteme svemirskog transporta. Osmišljavajući, dizajnirajući i ulažući u tehnologiju koja još ne postoji, ovaj program smanjuje rizik u razvoju neisprobanih i neproverenih projekata za svemir.

(Telegraf Nauka/ESA)