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Main Title: Analyse der Anwendung von Treibstoffen mit hoher spezifischer Energie für Raumtransportsysteme
Translated Title: Analyse of the use of propellants with high specific energy for space transportation systems
Author(s): Thierschmann, Michael
Advisor(s): Lo, Roger
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Systeme für den Nutzlasttransport von der Erdoberfläche in Erdumlaufbahnen verwenden Treibstoff-kombinationen, die nicht mehr als 4000 m/s an spezifischem Impuls mit der Kombination LOX/LH2 liefern. Höhere spezifische Impulse als eine Maßnahme zur Verbesserung von Raumfahrtantriebs-systemen sind jedoch aufgrund der möglichen Reduzierung der spezifischen Transportkosten von großem Interesse. In der vorliegenden Arbeit werden experimentell bereits nachgewiesene aber auch hypothetische Stoffe für die Verwendung als Raumfahrttreibstoffe analysiert, deren erreichbarer spezifischer Impuls über 6.500 m/s liegt. Es handelt sich um chemische Treibstoffe, deren Energiefreisetzung auf Re-kombinationsvorgängen sowie der Rückkehr von hochangeregten metastabilen Atomen in den Grundzustand beruht. Konkret handelt es sich um die Klassen der freien Radikale, elektronenange-regten und molekularen Spezies sowie metallischen Wasserstoff. Im Hinblick auf eine raketentechni-sche Anwendbarkeit stellen Herstellung, Stabilisierung und Lagerung die Hauptprobleme dar. Diese Aspekte werden in der Arbeit eingehend behandelt. Die durchgeführten Analysen zeigen, dass meta-stabiles Helium, in der besonderen Form HeIV, die größte Anwendungswahrscheinlichkeit besitzt, wenn auch erst nach Lösung diverser technologischer Fragestellungen, was nicht innerhalb der nächsten Jahrzehnte zu erwarten ist. Für diesen Stoff wird eine Trägersystemmodellierung vorgestellt. Die systembeeinflussenden Para-meter werden in einem Rechenprogramm variiert. Auf diese Weise wird die Machbarkeit anhand eines Raumtransportszenarios simuliert. Die Anforderungen an einen sicheren Betrieb in der Raumfahrt erlauben nach heutigem Stand der Technik den Einsatz keiner der genannten Treibstoffkandidaten. Die jeweiligen technischen Grenzen werden in der Arbeit aufgezeigt.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-2954
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/690
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-393
Exam Date: 16-Aug-2001
Issue Date: 26-Feb-2002
Date Available: 26-Feb-2002
DDC Class: 380 Handel, Kommunikation, Verkehr
Subject(s): Atomarer Wasserstoff
HEDM
HeIV
Metallischer Wasserstoff
Raumtransportsysteme
Tetrawasserstoff
Triplett Helium
Atomic hydrogen
HEDM
HeIV
Metallic hydrogen
Space transportation systems
Tetrahydrogen
Triplet helium
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