Boletim técnico comunica riscos de congelamento e degelo de hidrazina
Boletim de Jonathan E. Jones, vinculado ao Langley Research Center, descreve efeitos estruturais, operacionais e de segurança dos ciclos de congelamento e degelo em hidrazina.
- O boletim técnico de Jonathan E. Jones, do Langley Research Center, apresenta ciclos de congelamento e degelo como riscos estruturais, operacionais e de segurança em sistemas monopropelentes de hidrazina.
- O boletim cita 1,6 °C para a hidrazina e registra temperaturas de 0,1 °C a 1,6 °C.
- No Space Shuttle, as linhas de hidrazina da APU eram vulneráveis à contração causada pelo congelamento e à expansão excessiva no degelo, e as regras de voo do Shuttle limitavam a 2 ciclos.
- Os sistemas de propulsão da Voyager enfrentaram cenários que ameaçaram a missão e exigiram modelagem térmica detalhada para evitar congelamento, bloqueio e mau funcionamento de propulsores.
- Cada ciclo de congelamento e degelo limita a vida dos sistemas, e as recomendações incluem aquecedores, isolamento, mantas ou purga com gás quente, aquecimento gradual e por igual, testes de decaimento de pressão, NDE e avaliações de saúde de válvulas.
O que aconteceu
Um boletim técnico de Jonathan E. Jones, vinculado ao Langley Research Center, comunica riscos associados a ciclos de congelamento e degelo em sistemas monopropelentes de hidrazina. O texto apresenta esses ciclos como riscos estruturais, operacionais e de segurança significativos.
O que sabemos
O boletim cita 1,6 °C para a hidrazina e registra temperaturas de 0,1 °C a 1,6 °C.
Programas da NASA encontraram problemas relacionados ao congelamento de hidrazina. No Space Shuttle, as linhas de hidrazina do APU eram vulneráveis à contração causada pelo congelamento e à expansão excessiva no degelo, e as regras de voo do Shuttle limitavam a 2 ciclos.
Os sistemas de propulsão da Voyager enfrentaram cenários que ameaçaram a missão. Era necessária modelagem térmica detalhada para evitar congelamento, bloqueio e mau funcionamento de propulsores.
Avaliações térmicas da Voyager também indicaram suscetibilidade de longos trechos de aço inoxidável a perfis de temperatura assimétricos, e leituras simples de temperatura não permitiam determinar com segurança a temperatura real das linhas.
As propriedades termodinâmicas confirmam mudanças significativas de densidade e pressão nas transições de fase. A contração durante o congelamento permite a entrada de propelente adicional em linhas confinadas.
Hidrazina parcialmente descongelada pode permanecer pastosa, restringindo o fluxo e causando partidas bruscas ou falhas de ignição nos propulsores. Componentes elastoméricos e assentos de válvula de precisão podem sofrer trincas, deformação ou perda de vedação.
Danos induzidos por congelamento podem permitir que a hidrazina escape do confinamento, e sistemas expostos a ciclos de congelamento e degelo passam a ter vida limitada; cada ciclo é limitante de vida.
Entre as medidas citadas estão manter sistemas acima do congelamento com aquecedores, isolamento, mantas ou purga com gás quente, aquecer gradualmente e por igual para evitar sobrepressão no degelo, realizar testes de decaimento de pressão, NDE e avaliações de saúde de válvulas, e manter componentes de tanque, linha e válvula em áreas ambientalmente controladas até a integração ao veículo.
Por que importa
O boletim importa porque programas da NASA já encontraram problemas ligados ao congelamento de hidrazina, e sistemas da Voyager enfrentaram cenários que ameaçaram a missão.
Ciclos de congelamento e degelo em hidrazina apresentam riscos estruturais, operacionais e de segurança significativos, e cada ciclo limita a vida dos sistemas.
As recomendações citadas reduzem risco para pessoal, hardware de voo e sucesso da missão.
Fontes
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