Groene raketbrandstof

19 juni 2001

Van 20 tot en met 22 juni wordt bij ESTEC in Noordwijk een internationale conferentie over milieuvriendelijke brandstof voor raketvoortstuwing gehouden. Vooral in Europa bestaat grote vraag naar niet-giftige en veilig in het gebruik zijnde raketbrandstoffen.

De verovering van de ruimte is het grootste avontuur waaraan de mensheid is begonnen. Iedere lancering is een zeer complexe, technologische prestatie. Een ruimtevaartuig moet immers bestand zijn tegen het vacuüm van de ruimte, grote temperatuurverschillen, inslagen van micrometeorieten en ruimteafval en straling uit de kosmos of afkomstig van zonsuitbarstingen. Ruimtevaartuigen en satellieten moeten niet alleen in een baan worden gebracht, maar ook worden bijgestuurd en eventueel ook terug kunnen naar de aarde. Maar letterlijk het grootste probleem vormt de lancering vanaf de grond. Om aan de aardse zwaartekracht te kunnen ontsnappen zijn enorme hoeveelheden raketbrandstof nodig.

Waarom zoveel raketbrandstof? Dat komt doordat elke raketmotor zich moet gedragen als een reactiemotor. Door aan één kant zoveel mogelijk massa in de vorm van stuwstof uit te stoten, krijgt de raket een duw in de tegenovergestelde richting. Omdat de verbrandingsgassen relatief licht zijn, moet zeer veel stuwstof worden uitgestoten om een kleine lading de ruimte in te krijgen. Zo was de Saturnus V-raket, die vorige eeuw mensen naar de maan bracht, net zo hoog als de Utrechtse Domtoren.

Vuurpijl

Dr Robert H. Goddard
Eerste gebruik van vloeibare brandstoffen

De vuurpijl, die al in de dertiende eeuw in China werd gebruikt, is de eenvoudigste vorm van een vaste brandstofraket. De pijl bestaat uit een huls waarin vuurkruit is opgeslagen. Als die verbrandt, stromen de verbrandingsgassen met hoge snelheid uit het vernauwde uiteinde van de huls. Tegenwoordig gebruiken we ook raketten die worden voortgestuwd door vloeibare brandstoffen. Zo maken de hoofdmotoren van de space shuttle en de Ariane V raket gebruik van vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof. In de space shuttle zijn die opgeslagen in de grote, middelste hoofdtank. In de Ariane V raket bevinden ze zich in de grote, middelste raket. Beide transportsystemen maken voor het loskomen van de aarde echter ook nog gebruik van vaste brandstofraketten. Die zijn als ‘boosters’ of aanjagers langszij geplaatst.

Schonere stuwstoffen

Tijdens de International Conference on Green Propellant for Space Propulsion, gaat het niet om de grote raketmotoren die gebruik maken van vloeibare waterstof en zuurstof. Een speciale conferentie hierover is voor volgend jaar gepland. Dit keer komen alle andere stuwstoffen, hun oxidatiemiddelen en eventuele katalysatoren voor de verbrandingsreacties aan bod.

Om vervuiling van de atmosfeer tijdens raketlanceringen zoveel mogelijk terug te dringen, is de laatste jaren veel onderzoek gedaan naar ‘groene raketbrandstoffen’. Zo is het gebruik van waterstofperoxide als oxidatiemiddel schoner dan het gebruik van nitraten, perchloraten en fluorine, omdat waterstofperoxide alleen uit waterstof en zuurstof bestaat. De conferentie is dan ook gecombineerd met de 4th International Hydrogen Peroxide Propulsion Conference.

Verder zal tijdens de conferentie aandacht worden besteed aan de veiligheid van vervoer en opslag van raketbrandstoffen, lagere productiekosten en hergebruik van toekomstige lanceerraketten.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.