Tangki Bahan Bakar Plastik Bertulang Serat Karbon Ringan Lulus Uji Kritis, dan Dapat Merobohkan Banyak Bobot dari Massa kering Roket

Ilmu material masih menjadi pahlawan tanpa tanda jasa dalam eksplorasi ruang angkasa. Roket lebih mencolok, dan sistem kontrolnya lebih presisi, tetapi tidak ada gunanya tanpa bahan yang tahan terhadap suhu besar gaya yang diperlukan untuk mengeluarkan manusia dan benda dari planet ini. Sekarang sebuah tim dari MT Aerospace, yang bekerja dengan hibah dari ESA, telah mengembangkan jenis material baru yang akan sangat berguna di salah satu bagian terpenting dari mesin roket apa pun – tangki bahan bakar.

Bahannya sendiri bukanlah hal baru – dikenal sebagai Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP), teknologi ini telah ada selama beberapa dekade, dan banyak digunakan di bidang otomotif, kedirgantaraan, dan teknik sipil. Namun, belum ada yang berhasil membuat tangki bahan bakar roket dari itu sampai sekarang.

Uji luar tangki komposit skala kecil.
Kredit – MT Aerospace

Beberapa tantangan harus diatasi terlebih dahulu – harus dibuat anti bocor dan kemudian harus menahan tekanan kriogenik ekstrem yang menyertai penyimpanan bahan bakar roket. Hidrogen dan oksigen, yang digabungkan dalam mesin roket, sangat sulit untuk dipertahankan. Tangki lapangan yang ada, bahkan yang terutama terbuat dari beberapa bentuk komposit, memiliki lapisan logam interior untuk memastikan gas yang sangat reaktif tidak keluar dari tangki.

Lapisan logam memiliki kelemahan – mereka berat, dan membutuhkan lebih banyak bagian dan langkah pembuatan daripada tangki CFRP murni. Karena biaya peluncuran adalah salah satu pendorong biaya utama eksplorasi ruang angkasa, dan berat terkait langsung dengan biaya peluncuran, penurunan berat dan jumlah komponen menarik bagi produsen roket.

ESA bukan satu-satunya yang memiliki ide ini - NASA dan Boeing juga bersama-sama mengembangkan tangki komposit, seperti yang terlihat pada tahun 2014.ESA bukan satu-satunya yang memiliki ide ini – NASA dan Boeing juga bersama-sama mengembangkan tangki komposit, seperti yang terlihat pada tahun 2014.
Kredit: NASA/MSFC/Emmett Diberikan

Daya tarik itu telah dikenal sejak lama, jadi ESA menghabiskan sejumlah uang penelitian untuk proyek-proyek mengembangkan tangki bahan bakar baru yang ringan. Teknologi baru yang dikembangkan oleh MT Aerospace adalah salah satu hasil dari pendanaan tersebut.

Itu bukan satu-satunya hasil meskipun – teknologi lain telah didukung oleh Program Persiapan Peluncur Masa Depan ESA. Teknologi tersebut akan berujung pada proyek demonstrasi skala penuh yang disebut Phoebus pada tahun 2023. Tangki CFRP yang dikembangkan MT akan diterapkan pada tangki bahan bakar Phoebus dan juga infrastruktur pendukung antara tangki oksigen dan hidrogen.

Konsepsi seniman tentang Phoebus, modul Tes Tahap Atas ESA.Konsepsi seniman tentang Phoebus, modul Tes Tahap Atas ESA.
Kredit – Grup Ariane

Ketika sudah siap pada tahun 2023, Phoebus akan memasok uji kriogenik besar pertama dari sistem CFRP berukuran penuh. Tapi sebelum itu ada langkah menengah untuk “skala kecil” tangki berdiri sendiri menggunakan teknologi. Jika terbukti efektif ketika ditingkatkan seperti pada skala yang lebih kecil, teknologi CFRP berpotensi menghilangkan hingga dua ton berat peluncuran roket di masa depan. Itu banyak daya dukung ekstra untuk teknologi eksplorasi ruang angkasa yang lebih mencolok.

Belajarlah lagi:
ESA – Tangki roket dari plastik yang diperkuat serat karbon terbukti memungkinkan
Dunia Komposit – Serat karbon dalam bejana tekan untuk hidrogen
UT – Tank NASA: Bukan Hanya Heavy Metal Lagi

Gambar Utama:
Tangki CFRP prototipe di ruang tekanan
Kredit – MT Aerospace

Post navigation