2015年4月13日星期一

神九發射所用火箭燃料的環保問題

神九發射所用火箭燃料的環保問題

神九發射所用火箭燃料的環保問題


       航天技術能夠產生巨大社會效益和經濟效益的主要途徑是通過應用衛星來實現的,而運載火箭扮演著極其重要的角色。在近40年的發展中,我國航天科技工業依靠自己的力量,研制成功瞭長征系列運載火箭,達到瞭全型譜的運載能力,並已成功將我國自行研制的通信、返回式遙感、氣象等應用衛星送到靜止、近地和太陽同步等不同的軌道,而且先後成功地為西德、澳大利亞、瑞典、法國、美國等國傢發射衛星或其它有效載荷。我國的長征火箭成為世界發射市場的主要運載工具之一,昂首闊步地進行國際商業發射市場,使中國航天在國際航天界占有一席之地,並享有較高聲譽,顯示瞭社會主義中國的綜合實力。

         雖然我國航天技術取得瞭巨大的成就,引起瞭世人的矚目,但是應該清醒地認識到我們的不足。目前,我國現有的長征系列運載火箭是在戰略武器的基礎上演變延用而來的,其推進劑(偏二甲肼/四氧化二氮)毒性大、污染嚴重、價格高、性能低,其不足是很明顯的。美國、法國、前蘇聯等航天大國對於推進劑的毒性和污染問題高度重視。美國從1970年就禁止在本土上生產偏二甲肼,法國阿裡安火箭所用的偏二甲肼一直從蘇聯購買,而且不在本土上發射(在法屬圭亞那庫魯航天發射中心發射);原蘇聯解體之前曾下令禁止使用偏二甲肼。隨著全世界對環境保護的日益重視,很可能在不久的將來全世界禁止生產使用偏二甲肼作為火箭推進劑。因為偏二甲肼毒性較大,損害人體的肝臟。尤其是四氧化二氮/偏二甲肼的燃燒產物,對人體損害更大,並較為嚴重地污染環境。從事使用該種推進劑發動機試驗的工作人員中60%有不同程度的肝病,普遍轉氨酶高。由於組織火箭發射時,由於N2O4泄漏已引起幾次傷亡事故,後果比較嚴重。
     液體火箭的推進劑,其中比較常用的有:四氧化二氮-肼類(偏二甲肼,一甲基肼,肼),液氧-煤油,液氫-液氧等。;四氧化二氮-肼類推進劑被廣泛使用,特點是可存儲,並且四氧化二氮和肼接觸後可以自燃,可*性高。四氧化二氮-肼類最早用於戰略導彈,後來也用於航天的運載火箭。蘇聯的SS-7,現役的SS-18,SS-19,美國的大力神,中國的長征1,2,3型火箭,俄羅斯的質子火箭,阿利亞娜1,2,3,4型火箭都在下面級使用瞭四氧化二氮-肼類推進劑。;四氧化二氮-肼類的比沖還可以,約230秒左右,各國新一代的運載火箭都不再使用。四氧化二氮是強氧化劑,偏二甲肼是強還原劑,它們的分子一經接觸就會發生劇烈的化學反應,放熱而著火燃燒。燃料雖具有良好的比沖性能(Isp約300s)和自燃特性,但它們的毒性較高。
       相信不久高效、環保的推進劑將取代現有的推進劑。



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