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Aaswath Pattabhi Raman
Universidad de California, Los Angeles
La exploración de Marte ha cautivado al público en las últimas décadas con misiones robóticas de alto perfil y las imágenes que han adquirido sembrando nuestro imaginario colectivo. La NASA está planificando activamente la exploración humana de Marte y ha establecido algunas de las capacidades clave que deben desarrollarse para ejecutar programas exitosos y rentables que colocarían a los seres humanos en la superficie de otro planeta y los traerían a casa sanos y salvos. Un área crucial donde se necesitan nuevas misiones y tecnologías habilitadoras es el almacenamiento de larga duración de propulsores criogénicos en diversos entornos espaciales; Los propulsores relevantes incluyen hidrógeno líquido (LH2) para propulsión térmica nuclear (NTP) de alto impulso específico que puede desplegarse en ubicaciones estratégicas antes de una misión. Estos tanques de almacenamiento de LH2 podrían utilizarse para recargar un vehículo de transferencia a Marte (MTV) tripulado para enviar y traer astronautas a casa de forma rápida, segura y rentable.
Proponemos un concepto de misión innovador: un depósito de almacenamiento de líquido criogénico capaz de almacenar LH2 con ZBO incluso en el entorno térmico severo y fluctuante de LEO. Nuestra innovadora misión de depósito de almacenamiento emplea paneles delgados, livianos y de estado sólido adheridos a las superficies del tanque orientadas al espacio profundo que utilizan una tecnología de enfriamiento conocida desde hace mucho tiempo pero aún no realizada conocida como enfriamiento electroluminiscente (ELC) para Rechazan el calor de las superficies sólidas frías como radiación térmica fuera del equilibrio con órdenes de magnitud más densidad de potencia que la que permite la Ley de Planck para la radiación térmica en equilibrio. Un depósito y un tanque de este tipo reducirían drásticamente el costo y la complejidad de los sistemas de propulsión para las misiones tripuladas a Marte y otras exploraciones del espacio profundo al permitir que las naves espaciales rellenen los tanques de propulsor después de alcanzar la órbita en lugar de lanzarse en el cohete mucho más grande necesario para elevar la nave espacial en un solo -etapa de uso. Para lograr ZBO, una nave espacial de almacenamiento debe mantener la temperatura del tanque de almacenamiento por debajo del punto de ebullición del criógeno.
(por ejemplo, ≈20 K para H2 líquido). Lograr esto en entornos térmicos similares a LEO requiere tanto una excelente reflectividad hacia la luz solar como la radiación térmica de la Tierra y otros cuerpos cercanos, así como un mecanismo de enfriamiento energéticamente eficiente para eliminar el poco calor que inevitablemente se filtra, un par de condiciones ideales para el concepto de panel ELC que permite nuestra misión. Al permitir el almacenamiento ZBO LH2 en LEO, nuestra misión permitirá una exploración tripulada rentable y flexible de Marte. Nuestra misión también demostrará capacidades con beneficios auxiliares para el almacenamiento criogénico en aplicaciones terrestres y tecnologías de enfriamiento de estado sólido en general.
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