Hay algunas situaciones de misión en las que el hidrógeno no es el propulsor más conveniente para usar.
Por ejemplo, cualquier aplicación que requiera (incluso moderadamente) el almacenamiento a largo plazo del propelente tiene un problema con el hidrógeno, debido a su temperatura extremadamente baja.
Para la primera etapa de un vehículo de lanzamiento (esto también podría llamarse una etapa de “impulso”), el hidrógeno tampoco es particularmente conveniente, por la siguiente razón: la primera etapa de un vehículo de lanzamiento a menudo tendrá que almacenar algo así como el 75% del Impulso total del vehículo. Esto implica una gran masa de propelente. Un propulsor como el hidrógeno líquido (LH2), con su densidad muy baja, requerirá un volumen muy grande para almacenar esta masa de propulsor. El alto rendimiento de impulso específico de LH2 compensa esto en un pequeño grado, pero no lo suficiente como para cambiar el resultado de un ‘comercio’ como este. Para las primeras etapas del vehículo, los propulsores más densos (como RP-1) generalmente ganan los estudios comerciales basados únicamente en el rendimiento del vehículo.
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Alguien probablemente va a preguntar algo como, ‘si eso es cierto, ¿por qué la primera etapa Delta 4 usa LH2?’
La respuesta a esa pregunta fue impulsada estrictamente por la economía del programa de desarrollo del refuerzo Delta 4. La primera etapa Delta 4 tiene un motor bastante grande (el RS-68, que genera un empuje de 700K libras, o algo así). Existía una gran preocupación de que derrotar los problemas de inestabilidad de la combustión que probablemente surgirían si se trataba de un motor RP-1 requeriría mucho más dinero del que estaba disponible. La capacidad técnica para estabilizar un motor LH2 grande es algo en lo que tenemos mucha más confianza. LH2 fue elegido como el propulsor RS-68 por esa misma razón.
En resumen, si el rendimiento de Isp es lo que buscamos, el hidrógeno es claramente el propulsor de elección. Sin embargo, si alguna otra consideración es dominante (como la densidad aparente de los propulsores), la elección puede ser considerablemente menos clara.
Muchas gracias.