Buletin teknis soroti risiko siklus beku-cair hidrazin

Sebuah buletin teknis mengomunikasikan risiko siklus beku-cair pada sistem monopropelan hidrazin.

Siklus beku-cair hidrazin menimbulkan risiko struktural, operasional, dan keselamatan yang signifikan.

Buletin teknis ini mengomunikasikan risiko siklus beku-cair pada sistem monopropelan hidrazin, dan Jonathan E. Jones tercatat memiliki relasi organisasi dengan Langley Research Center.

Program NASA pernah menghadapi masalah terkait pembekuan hidrazin. Jalur hidrazin APU Space Shuttle rentan terhadap kontraksi akibat pembekuan yang diikuti ekspansi berlebih akibat pencairan, dan aturan penerbangan Shuttle memuat ketentuan 2 siklus.

Sistem propulsi Voyager menghadapi skenario yang mengancam misi. Pemodelan termal rinci diperlukan untuk mencegah pembekuan, penyumbatan, dan gangguan pendorong; penilaian termal Voyager menunjukkan jalur baja tahan karat panjang rentan terhadap profil suhu asimetris, sementara pembacaan suhu sederhana tidak dapat diandalkan untuk menentukan suhu jalur sebenarnya.

Sifat termodinamika hidrazin mengonfirmasi perubahan signifikan pada densitas dan tekanan lintas transisi fase. Data suhu hidrazin mencakup nilai 1,6 °C serta kisaran 0,1–1,6 °C.

Kontraksi hidrazin saat membeku dapat memungkinkan propelan tambahan masuk ke jalur terbatas. Hidrazin yang baru mencair sebagian dapat tetap berbentuk bubur, membatasi aliran, dan menyebabkan penyalaan kasar atau gagal nyala pada pendorong; kerusakan akibat pembekuan juga dapat memungkinkan hidrazin keluar dari penahanannya.

Komponen elastomer dan dudukan katup presisi dapat mengalami retak, distorsi, atau kehilangan kemampuan menutup rapat. Sistem yang terpapar siklus beku-cair menjadi terbatas umurnya, dan setiap siklus bersifat membatasi umur.

Sistem hidrazin perlu dijaga di atas titik beku menggunakan pemanas, insulasi, selimut, atau aliran gas hangat. Komponen tangki, jalur, dan katup harus tetap berada di area terkendali lingkungan sampai diintegrasikan ke kendaraan, sedangkan perangkat keras perlu dihangatkan secara bertahap dan merata untuk mencegah tekanan berlebih akibat pencairan.

Verifikasi integritas mencakup uji penurunan tekanan, NDE, dan penilaian kesehatan katup. Siklus beku-cair hidrazin menimbulkan risiko struktural, operasional, dan keselamatan yang signifikan, dan rekomendasi terkait bertujuan mengurangi risiko terhadap personel, perangkat keras terbang, dan keberhasilan misi.

Bagi pembaca yang memantau industri bulan, fakta-fakta ini menunjukkan risiko struktural, operasional, dan keselamatan pada sistem monopropelan hidrazin yang terpapar siklus beku-cair.

Masalah yang pernah dihadapi program NASA dan pengalaman Voyager memperlihatkan pentingnya pengendalian termal, verifikasi integritas, dan penanganan yang hati-hati untuk mengurangi risiko terhadap personel, perangkat keras terbang, dan keberhasilan misi.