Новая молекула сделает ракетное топливо более эффективным и безопасным

Исследователями из Королевского технологического института (Kungliga Tekniska högskolan, KTH) в Стокгольме, Швеция, обнаружена новая молекула, способная повысить эффективность ракетного топлива на 20-30%, а грузоподъемность как минимум вчетверо, не навредив при этом окружающей среде.

Молекула, получившая название тринитрамид и состоящая исключительно из азота и кислорода является всего лишь девятым азотно-кислородным соединением известным науке. Большинство ранее обнаруженных соединений были открыты еще в 18 веке. Тринитрамид – самый крупный оксид азота. Его молекулярная формула – N(NO2)3, а по форме он напоминает пропеллер.

Новая молекула была обнаружена при проведении квантовохимических вычислений, направленных на поиск альтернативных видов ракетного топлива. Несмотря на то, что от полученного в пробирке вещества до его практического применения еще очень далеко, по первоначальным оценкам тринитрамид – один из самых перспективных кандидатов на почетную роль высокоэффективного и безопасного ракетного топлива нового поколения.

Тринитрамид N(NO2)3 – ракетное топливо будущего?

Открытие ученых трудно переоценить, ведь его практическое внедрение имеет массу выгод. Во-первых, хорошо известно, что увеличение эффективности ракетного топлива на 10% вдвое повышает грузоподъемность корабля. Во-вторых, исключительно азотно-кислородный состав сделает топливо безопасным для окружающей среды. А это существенный прогресс по сравнению с современными видами твердого ракетного топлива, сгорание которых сопровождается выбросом токсических веществ. По словам Торе Бринка, профессора физической химии в KTH, каждый запуск космического челнока на сегодняшний день приводит к выбросу 550 тонн концентрированной серной кислоты.

Современное твердое ракетное топливо

Твердое ракетное топливо используется для создания реактивной тяги в твердотопливных ракетных двигателях. Пока это топливо не горит и не взрывается, оно не представляет химической опасности, но в процессе сгорания оно превращается в опасный и непредсказуемый химический коктейль. Несмотря на это, лучший способ утилизации твердого ракетного топлива – сжигание: открытое или закрытое. Открытый способ сжигания, сопровождающийся мощным выбросом вредных веществ, как правило, проводят в безлюдных пустынных местах. Зона загрязнения при этом может достичь 40 километров. Более безопасная альтернатива – закрытое сжигание в специальных оборудованных фильтрами камерах, но этот метод требует значительных финансовых затрат, а загрязнение окружающей среды, хоть и в меньшей мере, все равно происходит.

От пробирки к космосу

Исследовательская группа, в состав которой, помимо Бринка, вошли Мартин Рам, Сергей Двиншик и профессор Истван Фуро, продемонстрировала способ получения и анализа молекулы. Следующим ключевым этапом для ученых станет определение уровня стабильности молекулы в твердом состоянии.

Все полученные данные были опубликованы в статье «Experimental Detection of Trinitramide, N(NO2)3» (Экспериментальное выявление тринитрамида), увидевшей свет в международном выпуске специализированного издания по прикладной химии «Angewandte Chemie».

Источник: facepla.net