cząsteczka metanu

Ihe najprostszym węglowodorem , metan jest gazem o wzorze chemicznym CH4.

aby wyświetlić cząsteczkę metanu w 3D- – – >>w 3D z Jmol

właściwości chemiczne i fizyczne metanu

atom węgla w centrum cząsteczki metanu ma 4 elektrony walencyjne, a zatem potrzebuje 4 więcej elektronów z czterech atomów wodoru, aby zakończyć swój oktet. Atomy wodoru mają kąt wiązania 109 stopni, co daje cząsteczce geometrię czworościanową .

głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan. Spalanie jednej cząsteczki metanu w obecności tlenu uwalnia jedną cząsteczkę CO2 nadwyżka mocy lub poza mocą szczytową generowana przez generatory wiatrowe lub kolektory słoneczne może teoretycznie być wykorzystana do równoważenia obciążenia w sieci energetycznej.

ciekły Metan paliwo rakietowe

w wysoko rafinowanej postaci ciekły metan jest używany jako paliwo rakietowe.

chociaż badania nad wykorzystaniem metanu istnieją od dziesięcioleci, na orbitalnych lotach kosmicznych nie zastosowano jeszcze silników metanowych. To się zmienia, a ciekły Metan został ostatnio wybrany do aktywnego rozwoju różnych dwupłatowych silników rakietowych.

od lat 90.XX wieku zaproponowano szereg rosyjskich rakiet, które wykorzystywały ciekły Metan. Jedną z propozycji rosyjskiego silnika z Lat 90. był RD-192, wariant Metan/LOX Rd-191.

w 2005 roku amerykańskie firmy, Orbitech i XCOR Aerospace, opracowały demonstracyjny silnik rakietowy ciekły tlen/ciekły metan i większy silnik o sile ciągu 7500 funtów (33 kN) w 2007 roku do potencjalnego wykorzystania jako silnik powrotny Księżyca CEV, zanim program CEV został później anulowany.

niedawno Amerykańska prywatna firma kosmiczna SpaceX ogłosiła w 2012 roku inicjatywę opracowania silników rakietowych z ciekłym metanem, w tym początkowo bardzo dużego silnika rakietowego Raptor. Raptor jest projektowany do produkcji 4.4 meganewtonów (1,000,000 lbf) ciągu z impulsem specyficznym próżni (ISP) 363 sekund i ISP na poziomie morza 321 sekund, i oczekuje się, że rozpocznie testy na poziomie komponentów w 2014 roku. W lutym 2014 roku okazało się, że konstrukcja silnika Raptor jest wysoce wydajnym i teoretycznie bardziej niezawodnym etapowym cyklem spalania, w którym oba strumienie materiałów pędnych-utleniacz i paliwo—będą całkowicie w fazie gazowej, zanim wejdą do komory spalania. Do 2014 roku tylko dwa pełnoprzepływowe silniki rakietowe osiągnęły dostateczny postęp, aby mogły być testowane na stanowiskach testowych, ale żaden z nich nie ukończył prac rozwojowych ani nie przeleciał na pojeździe latającym.

w październiku 2013 r.China Aerospace Science and Technology Corporation, Państwowy wykonawca chińskiego programu kosmicznego, ogłosił, że zakończył pierwszy test zapłonowy nowego silnika rakietowego LOX Metan. Nie podano wielkości silnika.

we wrześniu 2014 roku inna amerykańska prywatna firma kosmiczna—Blue Origin— ogłosiła publicznie, że jest w trakcie trzeciego roku prac rozwojowych nad dużym silnikiem rakietowym z metanem. Nowy silnik, Blue Engine 4, lub BE-4, został zaprojektowany do produkcji 2,400 kilonewtons (550,000 lbf) ciągu. Chociaż początkowo planowano go używać wyłącznie na zastrzeżonym pojeździe startowym Blue Origin, teraz będzie on używany na nowym silniku United Launch Alliance (ULA) w nowym pojeździe startowym, który jest następcą modelu Atlas V. ULA poinformowała w 2014 r., że wykonają dziewiczy lot nowego pojazdu startowego nie wcześniej niż w 2019 r.

jest obfity w wielu częściach układu słonecznego i może być potencjalnie zbierany na powierzchni innego ciała Układu Słonecznego (w szczególności przy użyciu produkcji metanu z lokalnych materiałów znalezionych na Marsie lub Tytanie), zapewniając paliwo do podróży powrotnej.

do 2013 roku, projekt NASA Morpheus opracował mały silnik rakietowy LOX Metan o sile ciągu 5000 funtów (22 kN) i impulsie właściwym 321 sekund, odpowiedni do zastosowań inspace, w tym landerów. Opracowano również małe silniki LOX methane o sile 5-15 funtów (22-67 N), przystosowane do stosowania w systemie kontroli reakcji (RCS).

SpaceNews informuje na początku 2015 r., że francuska agencja kosmiczna CNES współpracuje z Niemcami i kilkoma innymi rządami i zaproponuje silnik LOX / Metan na rakiecie nośnej wielokrotnego użytku do połowy 2015 r., a testy lotów są mało prawdopodobne przed około 2026 r.

Zobacz też:

jaka jest geometria cząsteczki metanu? Interaktywne działanie, które obejmuje aplet Jmol metanu.