Zonder de technologie van vloeistofwaterstofen vloeistofhelium, zouden sommige grote wetenschappelijke faciliteiten een stapel schroot zijn… Hoe belangrijk zijn vloeibare waterstof en vloeibaar helium?

Hoe hebben Chinese wetenschappers gewonnenwaterstofen helium die onmogelijk vloeibaar te maken zijn? Zelfs tot de beste ter wereld behoren? Laten we de actuele onderwerpen zoals “Ice Arrow” en heliumlekkage onthullen, en samen het prachtige hoofdstuk van de cryogene industrie van mijn land betreden.

Ice Rocket: het wonder van vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof

Wij van China's Long March 5-draagraket, de 'Hercules' van de lucht- en ruimtevaartindustrie, '90% van de brandstof is vloeibaarwaterstofbij min 253 graden Celsius en vloeibare zuurstof bij min 183 graden Celsius” – dit ligt dicht bij de limiet van lage temperaturen, en het is ook de oorsprong van de naam “Ice Rocket”.

Waarom kiezen voor vloeibare waterstof?

De reden is simpel: dezelfde massa vanwaterstofheeft een volume van ongeveer 800 keer dat van vloeibare waterstof. Door gebruik te maken van vloeibare brandstof bespaart de "brandstoftank" van de raket meer ruimte en kan de schaal dunner zijn, zodat er meer ladingen naar de lucht kunnen worden vervoerd. De combinatie van vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof is niet alleen milieuvriendelijk, maar kan ook een grotere snelheidstoename opleveren en de motorefficiëntie verbeteren. Het is de beste keuze voor raketbrandstof.

Heliumlek: de onzichtbare moordenaar in de ruimtevaart

SpaceX zou oorspronkelijk eind augustus de ‘North Star Dawn’-missie uitvoeren, maar de lancering werd uitgesteld vanwege de detectie vanheliumlekt vóór de lancering. Helium speelt de rol van ‘een handje helpen’ op de raket. Het voert vloeibare zuurstof als een injectiespuit naar de motor.

Echter,heliumheeft een klein molecuulgewicht en is zeer gemakkelijk te lekken, wat uiterst gevaarlijk is voor de ruimtetechnologie. Dit incident benadrukt nogmaals het belang van helium in de ruimtevaart en de complexiteit van de toepassing ervan.

Waterstof en helium: de meest voorkomende elementen in het universum

Waterstof enheliumzijn niet alleen ‘buren’ in het periodiek systeem, maar ook de meest voorkomende elementen in het universum. Bij waterstoffusie komt warmte vrij om helium te worden, een fenomeen dat elke dag op de zon voorkomt.

Het vloeibaar maken vanwaterstofen helium gebruiken dezelfde koelmethode, en hun vloeibaarmakingstemperaturen zijn extreem laag, respectievelijk -253 ℃ en -269 ℃. Wanneer de temperatuur van vloeibaar helium daalt tot -271℃, zal er ook een superfluïde overgang optreden, wat een macroscopisch kwantumeffect is.

De ontwikkeling van geavanceerde technologieën zoals kwantumcomputing zal een toenemende vraag naar omgevingen met extreem lage temperaturen met zich meebrengen, en Chinese wetenschappers zullen vooruitgang blijven boeken op het gebied van lage temperaturen en meer bijdragen aan de wetenschappelijke en technologische vooruitgang. Hulde aan de wetenschappers, en laten we uitkijken naar hun schitterende prestaties in de toekomst!