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  • 1 # 科航島

    地球上面燃燒的必要條件是其它元素與氧發生化學反應。在我們日常生活中,蠟燭在房間裡面能夠實現燃燒,主要是碳與氧發生了化學反應,使得氧分子活動擴散達到燭焰狀態。有興趣的,可以做一個實驗,在缺氧的情況下,看蠟燭是否會持續燃燒。

    宇宙處於一種真空狀態,沒有氧氣,主要成分為氫氣。我們人類製造出來的宇宙飛船或衛星所安裝的動力系統,都是透過燃燒燃料產生的能量驅動飛船高速飛行。那麼,在缺氧的宇宙環境中,如何實現燃料燃燒?根據科學家的論證與設計,每架飛船上,都帶有一個獨立而又封閉的燃燒室。在它的周圍佈滿了燃料與氧的容器裝置,當飛船從地表發射進入太空,就會啟用燃燒室工作,在氧與燃料的化學反應下開始燃燒,繼而產生能量推動飛船飛行。

    隨著人類在太空中的日益訴求,採用燃燒室的動力系統裝置,還存在很多短板。其一就是速度慢,要想去一趟火星,得好幾年,其二需要攜帶許多燃料,使得飛船太過於臃腫,阻礙了飛船的飛行距離。目前,科學家正在研製,核動力宇航動力技術,希望透過核聚變來實現超高速飛行。按照美國NASA的科學家透露,採用核動力宇航技術,從地球前往火星,只需要6個月。

    不過,我們中國2016年宣佈,電磁驅動推進器研製成功,並在天宮二號空間站上面測試成功,採用電磁驅動技術前往火星只需要60多天。

  • 2 # 蛋科夫斯基

    燃燒是劇烈的氧化還原反應,氧氣只是氧化劑的一種。火箭若採用偏二甲肼當推進劑,那麼其氧化劑就是自身攜帶的四氧化二氮。所以和在什麼外部環境下沒什麼太大關係。

    這種是“長征2F”運載火箭發動機推進劑之一,反應化學式如下。

    (CH3)2NNH2+2N2O4=2CO2+4H2O+3N2

    做為液體火箭燃料,這種燃料可以在常溫下儲存、使用。這與低溫的液氧煤油的液體火箭燃料方案相比,具有更便捷的軍事用途。所以蘇聯的SS-19、中國的東風-5液體燃料戰略導彈、長征二號丙運載火箭,都使用偏二甲肼四氧化二氮常溫方案,不用低溫液氧煤油方案。

  • 3 # 核先生科普

    作者的真正意圖應該是想問,沒有氧氣的宇宙環境中火箭如何推動航天器工作,從而這個問題就轉變為沒有氧氣作為氧化劑時,火箭可以發生氧化還原反應嗎?

    答案當然是肯定的,上過初中化學或者經過消防培訓讀者知道,燃燒的四個基本條件是:有可燃物、助燃劑、溫度達到可燃物的著火點以及未收到抑制的鏈式裂變反應。

    注意,這裡提到助燃劑是必要的,並不等價於氧氣的必要的,氧氣只是助燃劑的一種,是一種常見的助燃劑,但不是唯一的,此外,氯氣、氯酸鉀、高錳酸鉀、過氧化物都可以做氧化劑。比如,有誰見過子彈擊發前還要開個小洞讓氧氣進去來充分燃燒,這是不需要的,因為子彈後堂裝的火藥中就有硝酸鉀,硝酸鉀就可以分解出氧氣。

    火箭要想持續快速燃燒,不僅需要攜帶大量的燃料,如液態氫、偏二甲肼、航空煤油等,此外還有一些固體燃料,比如活潑金屬鋰、鈹、鎂等,同樣需要攜帶氧化劑,常用的氧化劑有液態氧、四氧化二氮、過氧化氫。

    上圖太空梭的發射是採用固液燃料混合推進劑,棕色大胖罐子的是液氫和和液氧,兩個瘦小的是固體燃料。

    因此火箭推進劑即燃料組合有液氧-煤油這種推進劑燃燒效率高,是新一代燃料,但是液氧和液氫的沸點太低,難以長時間的儲存,奈何留不住啊,因此常用作發射時的燃料,長期執行時不用。以前常用的是四氧化二氮和偏二甲肼,中國長征系列的燃料常用這個,這種燃料有劇毒,美國就常拿這個說事,並且這種推進劑燃燒效率較低,火箭專業術語叫比衝低,即燃燒相同質量的燃料後產生的推動力較低。

    所以,太空中有沒有氧氣對於火箭燃燒真不是個事,即使大氣層中的氧氣不夠用來燃燒,火箭全靠自帶氧化劑來解決問題。

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