Инженеры разработали новый вид ракетного топлива на основе керосина и лецитина. Такой состав должен объединить преимущества твёрдых и жидких компонентов. Результаты работы исследователей Университета Конкордия опубликованы в журнале Langmuir.
Твёрдое топливо отличается устойчивостью, длительным хранением и быстрым воспламенением, однако после запуска его невозможно отключить. Жидкие составы позволяют регулировать тягу, повторно запускать двигатель и точнее управлять его работой. При этом они могут перемещаться внутри баков, образовывать паровые полости, протекать и испаряться во время длительных космических полётов.
Гелевое топливо способно устранить часть этих недостатков: в баке оно сохраняет форму плотного вещества, а перед подачей в камеру сгорания ведёт себя как жидкость. Для создания состава учёные использовали лецитин, который обычно применяют в пищевой промышленности как эмульгатор. В сочетании с небольшим количеством хлорида кальция молекулы лецитина формируют микроскопические структуры, соединяющиеся в трёхмерную сеть и удерживающие керосин.
Главной особенностью материала стало разжижение под воздействием механической нагрузки. В состоянии покоя гель не перемещается по баку, но при нагнетании давления его внутренняя структура разрушается, и топливо временно превращается в жидкость, пригодную для перекачки и распыления через форсунки. После прекращения воздействия состав возвращается к гелеобразному состоянию, а аналогичный эффект можно вызвать нагреванием до 59–68 градусов Цельсия или добавлением небольшого количества этанола.
Измерения показали, что вязкость топлива может снижаться более чем в 100 раз. Прозрачность материала позволяет наблюдать за его структурой и распылением с помощью высокоскоростных камер и лазеров. Кроме того, гель сохранял стабильность в баке свыше года без видимых признаков разделения фаз.
До практического применения в ракетных двигателях разработке ещё предстоит пройти испытания. Топливо пока не проверяли в форсунках высокого давления, предназначенных для реальных двигателей, а также не оценивали его устойчивость к вибрациям и резким изменениям температуры при запуске. Исследователи Университета Конкордия продолжают работу над составом, который может использоваться в будущих космических миссиях.