Автор: Помимо густого зарева алого пламени внизу платформы, ракеты перед стартом окутаны облаками белого пара или чего-то подобного конденсату. Специалисты внимательно отслеживают процесс запуска, наблюдая за состоянием всех узлов агрегата каждую секунду обратного отсчета. Но почему помимо дыма, образуется еще и пар?
Пары топлива
Эксперт по космическим технологиям Рори Олсоп объясняет этот процесс так: «При использовании криогенных бустеров, в которых находится жидкое топливо, кислород или водород, резервуар настолько нагревается, что содержимое начинает кипеть. На стартовой площадке их выход минимальный, поэтому чтобы контролировать давление, открываются выпускные клапаны, и часть газов выходит наружу, вокруг образуется горячий белый пар. Когда кипящая субстанция остается в бустере, то высока вероятность повреждения уплотнений и других компонентов, осуществляющих вспомогательные функции». Хотя испытания и взрыв огромного топливного бака ракеты показал, что он может выдерживать рекордное давление.
Пар во время запуска ракеты
Большая часть пара возникает уже снаружи. Их причиной является конденсация капель воздуха возле кипящего кислорода и водорода, которые, хоть и находятся в кипящем газообразном состоянии, все еще слишком холодны. Так появляются густые и более разряженные клубы вещества вокруг ракеты, показывающие безопасный старт.
Фил Перри утверждает, что последние космические челноки снабжаются подобными бустерами с выпускной возможностью или вентиляцией. Когда-то в качестве топлива использовался ракетный керосин. Его не нужно было выпускать при нагревании. Ракеты, использующие гиперголическое топливо, также «не выпускали пар».
Разница температур
Но в современных ракетах топливо сначала переохлаждается, потом при запуске сильно и резко нагревается. Видимый пар с точки зрения физики образуется из-за большой разницы температур.
Выбор пал на водород и кислород, потому что при умелом заполнении бустеров его требуется меньше при пересчете на иное топливо. Но и заполнение этими сверххолодными веществами требует умения. Сначала топливо LOX поступает в резервуар очень медленно, кипит, испаряется из-за «высокой» температуры стенок. Постепенно снижается температура в центре бустера, начинает образовываться лужица жидкости. С этого момента скорость наполнения возрастает до максимально возможной, а в конце снова снижается, донаполняя баки.
Клубы пара и конденсата сопровождают ракеты на старте
После включения двигателей, LOX подается в бустер еще 3 минуты, так как он не прекращает испаряться из-за подачи тепла. Хотя сегодня резервуары с холодным LOX изолированы, поэтому в меньшей степени подвержены нагреву. Когда-то на Saturn V изоляция первой ступени не была предусмотрена, и до старта здесь накапливался лед, который начинал таять, ухудшая заправку, увеличивая длительность сопряжения.
Сегодня технологии доработаны, резервуары для топлива более герметичны и изолированы, но пары конденсата и клубы дыма все равно окутывают агрегаты, так как жидкий водород и кислород с необходимостью выхода газов применятся до сих пор.