Ensinnäkin, avaruuteen asettamamme asiat, edes asiat, joita käytämme ihmisten ja muun avaruuteen sijoittamiseen, eivät ole oikeastaan ystävällisiä, kun pääset lähelle. Muista, että avaruussukkuloiden käytöstä poistamiseksi ja muuntamiseksi ilmailu- ja avaruuseiden museoiksi heidän oli käytävä läpi laaja puhdistusprosessi poistamaan kaikki haihtuvat, myrkylliset kemikaalit, joita käytetään kiertoradalla, korvaamalla ne niitä aineilla, joiden on tehtävä työtä vain maapallon ilmakehässä ja ympäristön lämpötiloissa, sen sijaan, että lämpötila olisi + -200 * C tyhjiössä.
Yksi esimerkki, tavallinen polttoaine, jota käytetään hissiin, deorbitiin ja asemalle Pito- / kiertoradan muokkausraketit on hydratsiini, N 2 H 4 . Ihannetapauksessa yksi hydratsiinimolekyyli ja yksi piimaa-happimolekyyli muodostavat kaksi vesihöyrymolekyyliä, yhden piimaa-typen molekyylin ja noin 592 kJ / mol . Mukana olevien molekyylien koon vuoksi se vapauttaa paljon lämpöä, minkä vuoksi sitä käytetään rakettipolttoaineessa; puntaa, se on parempi kuin tunnettu räjähtävä C4 (C4: n ensisijainen vaikuttava aine, RDX, antaa sinulle hieman yli kaksi kertaa enemmän energiaa moolia kohden noin 1120 kJ / mol, mutta painaa melkein neljä kertaa enemmän kuin 222 g / mol hydratsiinin ja hapen yhdistettyyn 64 g / mol). Raketin ollessa vähän enemmän kuin pitkä, hallittu räjähdys, raketin polttoainesäiliö ei ole asia, jonka haluaisin nähdä pääsevän happirikkaaseen ilmakehään yliäänenopeuksilla; se on yksisuuntainen lippu lyhyeen, hallitsemattomaan räjähdykseen ja voimakas lippu (varsinkin kun LOX -säiliö saapuu aivan sen viereen ja tuo juhlille paljon väkevää happea).
Hydratsiini on myös välitöntä myrkyllisyyttä; NFPA, joka arvioi kemiallisia vaaratekijöitä teollisuuskäyttöön, antaa sille korkeimman arvosanan 4 terveysvaaraksi ja sijoittaa sen samaan luokkaan kuin aineet, jotka olemme kehittäneet erityisesti tappamaan toisiamme, kuten syaanivety, sariini ja VX-hermokaasu. Aine syttyy myös spontaanisti maapallon lämpötiloissa ja hapen läsnä ollessa (toinen syy sitä käytetään polttoaineena; ei tarvita sytytyslähdettä), ja se menee eteenpäin ja spontaanisti räjähtää saaden hyvän fyysisen shokin ( kuten esimerkiksi vaikutus maahan uudelleen palattuaan, jos se tekee niin pitkälle). Tämän NFPA 704 -arvosanan ollessa 4-4-3 se on kaikkein pahimpia aineita, joita kemianteollisuutemme tuottaa irtotavarana (on ikävämpiä, mutta niitä ei yleensä myydä ja lähetetä säiliöaluksella).
Lopuksi ihanteellinen reaktio hydratsiinin ja hapen välillä ei ole ainoa mahdollisuus; kun otetaan huomioon näiden kahden sekoitus, päädyt ammoniakkikaasuun, erilaisiin typen oksideihin ja muihin ei-mukaviin asioihin (vaikka melkein kaikki on parempaa kuin itse hydratsiini). Ja siinä tapauksessa, että hapettimena käytetään LOXia; on nykytieteessä tunnettuja asioita, jotka hapettavat paremmin kuin nestemäinen happi, kuten halogeenitrihalogenidit (klooritrifluoridi, klooritribromidi ja bromitrifluoridi), perkloraatit, peroksidit jne., jotka kaikki voivat olla satelliitin hapetinsäiliö ja se yhdistettäisiin hydratsiiniin uusilla ja mielenkiintoisilla tavoilla. Yleinen on typpihappo (valkoisessa savuavassa muodossaan, jota usein "estetään" lisäämällä fluorivetyhappoa, joka luo suojaavan kerroksen metallifluoridia estääkseen typpihapon syömisen säiliön läpi), koska se ei vaadi kryogeenistä käsittelyä; ihanteellinen reaktio olisi yksi osa polttoainetta kahteen osaan hapetinta, joka tuottaa typpikaasua, vettä ja happea, mutta typpihappo ei halua toimia "ihanteellisesti", ja saat paljon todennäköisemmin (epä) terveellisen annos myrkyllistä typpidioksidia puhtaan typen ja hapen sijaan.
Tämä kaikki on vain yksi esimerkki, jolla on "mielenkiintoisia" seurauksia kemian näkökulmasta. Häikäisevämpää on yksinkertainen fysiikka; geostationaalisella kiertoradalla oleva avaruusalus kulkee noin 11 068 km / h eli noin 3074 m / s. Se on mielenkiintoinen ristiriita ammuksen fysiikassa ja kiertoradan liikkeessä, että "nopeutat hidastumista". Päinvastoin pätee; hidastamalla tämän avaruusaluksen kulmanopeutta kiertoradalle, pääset nopeammin maan pintaan nähden. Siihen mennessä, kun aloitat paluun, olet itse asiassa nopeampi kuin 8000 m / s tai nopeammin kuin Mach 25; 10 kertaa nopeampi kuin .223 Remington-ampuma ampui M-16: sta. Ja satelliitti painaa helvetin paljon enemmän kuin .223-etana.
Aivan karkean arvion mukaan sanotaan, että avaruusalus painoi vaatimaton 5 tonnia (~ 22000 kg), mikä on viestintäsatelliitin nykyinen keskiarvo. Poistumisnopeudella (tai paluumatkalla) veneen kineettinen energia olisi .5 * 22000 * (8000) ^ 2 = 7.04E11 J. Perspektiivisesti se on vähän enemmän energiaa kuin mitä saat räjähtämällä 10 MOAB s samanaikaisesti. Lisäämällä takaisin hydratsiinihyvyyttä, sanotaan, että 400 kg veneen painosta oli hydratsiinipolttoainetta. Pitoisuudeltaan 32 g / mol ja 592 kJ / mol hydratsiinipolttoaineen potentiaalinen kemiallinen energia on 7,4 E9 J, joka on sadasosa itse avaruusaluksen energiasta, mutta silti noin keskimääräiselle salamalle ominaista energiaa.
Kaikki Wikipedian luvut.