Forschungsgruppe

Fortschrittliche Treibstoffe

placeholder

Für die Wiedergabe dieses Videos auf Quickchannel.com ist Ihre Zustimmung zur Speicherung von Daten ('Cookies') erforderlich. Unter Datenschutz-Einstellungen können Sie Ihre Wahl einsehen und verändern.

Video: HIP_11 Heißlauf mit einer Versuchsbrennkammer
Bei HIP_11 handelt es sich um einen Treibstoff mit Wasserstoffperoxid und einem Salz. HIP_11 hat selbstzündende Eigenschaften. Der Treibstoff wurde auf dem Prüfstand M11 beim DLR-Institut für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen getestet.
Bild: 1/4, Credit:
Brennkammertest mit Nitromethan-basiertem grünen Monergol
Nitromethan ist eine vielversprechende grüne Hydrazin-Alternative. Im Vergleich zu anderen Hydrazin-Ersatzstoffen auf ADN- oder HAN-Basis sowie zu Wasserstoffperoxid-Monergolen, sind Nitromethan-Treibstoffe bei gleicher oder höherer Leistung deutlich günstiger und benötigen zum Abbrand und zur Anzündung keine teureren Edelmetall-basierten festen Katalysatoren.
Bild: 2/4, Credit:
Montagearbeiten am Vakuumprüfstand für grüne Treibstoffe
Ein DLR-Forscher-Team montiert ein Forschungstriebwerk am Prüfstandskomplex M11.

Chemische Satellitentriebwerke werden nach wie vor überwiegend mit den flüssigen Treibstoffen Distickstofftetroxid zusammen mit Hydrazin, Monomethylhydrazin (MMH) oder unsymmetrischem Dimethylhydrazin (UDMH) betrieben, die zwar sehr giftig, aber über sehr lange Zeiträume lagerfähig sind und gleichbleibende Leistungseigenschaften liefern. Im Zuge der europäischen Registrierung, Evaluierung und Autorisierung von Chemikalien, kurz die REACH-Verordnung, ist Hydrazin auf die Kandidatenliste der Stoffe gesetzt worden, deren Nutzung möglicherweise europaweit verboten werden soll. Dies beruht im Wesentlichen auf seinen negativen Eigenschaften für Mensch und Umwelt. Darüber hinaus ist Hydrazin auch im Bereich  „New Space“ mit seinen Start-Ups und Micro-Launchern aufgrund der hohen Hürden und Anforderungen für seine Verwendung unerwünscht.

Um Hydrazin ersetzen können, bedarf es alternativer beziehungsweise fortschrittlicher neuer Treibstoffe, sogenannten: „Green Propellants“, die gleiche oder bessere Leistungseigenschaften der Triebwerke über vergleichbare Einsatzzeiträume ermöglichen. Daher werden in Lampoldshausen ionische Flüssigkeiten als Brennstoff, die mit Wasserstoffperoxid H2O2/ High Test Peroxide (HTP) als flüssiger Oxidator hypergol reagieren, vorgemischte und nicht vorgemischte N2O-Kohlenwasserstoff-basierte Systeme (HyNOx, NOFBx), sowie energetische ionische Flüssigkeiten (EILs) und Nitromethan-basierte Mongergol-Systeme gleichermaßen untersucht. Bei fortschrittlichen Treibstoffen wird im Allgemeinen eine deutlich verringerte Gefährdung von Personen und Umwelt angestrebt. Daraus resultiert nicht nur ein geringerer Aufwand im Umgang mit den Stoffen, auch die Kosten sinken aufgrund der geringeren Sicherheitsanforderungen.

Kontakt

Dr. Lukas Werling

Stellvertretende Abteilungsleitung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Raumfahrtantriebe
Satelliten- und Orbitalantriebe
Im Langen Grund, 74239 Hardthausen