ALICE（推進剤）

アルミニウム氷ロケット推進剤（ALICE ）は、ナノアルミニウム粉末と水からなるロケット推進剤です。混合後、材料は安定性を保つために凍結されます。

アルミニウムはほとんどの元素よりも酸素との親和性が強く、これはテルミットなどのアルミノテルミット反応で最も顕著に表れる。このため、アルミニウムは二酸化炭素や水など通常不活性と考えられる物質でも大量の熱を放出して燃焼することができる。しかし、アルミニウムの燃焼は通常、アルミニウム粒子の表面に形成される耐久性のある酸化層の存在によって妨げられ、これを克服するにはかなりの熱が必要となる。さらに、排気流から高温で酸化アルミニウムが凝縮するため、作動流体として機能する別のガスが存在しない限り、それ自体（およびその凝縮熱）は膨張に寄与できない。このため、ロケット工学におけるアルミニウムの役割は、一般的に固体ロケット推進剤への添加物として、その密度と燃焼温度を高め、燃焼を安定させることに限定されている。

しかし、ナノアルミニウム粉末の酸化物層は、より大きな粒子の酸化物層よりも薄く、克服しやすい。これにより、アルミニウムと氷水の燃焼は、発火しやすく、持続しやすくなる。さらに、アルミニウムが酸素を消費すると、水素が放出され、これが低分子量の作動流体として機能し、燃焼熱（およびその後の凝縮熱）を膨張と推力に変換します。混合物の高密度により、タンクの質量が減り、推力が高まります。

基本的な燃焼反応は^{[1]である。}

2 Al + 3 H ₂ O → Al ₂ O ₃ + 3 H ₂。

ALICE は、酸化アルミニウム(アルミニウムの原料) と水が宇宙に豊富に存在する一方で、推進剤の密度が高いためロケットの乾燥質量が減少するため、月などの宇宙天体での現地生産に適した推進剤として提案されています。太陽系のほとんどの天体では、推進剤を凍結状態で維持することは比較的簡単ですが、他の高性能推進剤には、長期保管に問題が生じる可能性のある極低温流体が含まれることがよくあります。

参照

ナノテルミット

参考文献

^ミラー、ティモシー、ハー、ジョン (2004)。「アルミニウムとマグネシウムの粉末と水 の反応によるグリーンロケット推進」。第 40 回 AIAA/ASME/SAE/ASEE 共同推進会議および展示会。doi : 10.2514/6.2004-4037。ISBN 978-1-62410-037-6。

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Callier, Maria (2009 年 8 月 20 日)。「AFOSR と NASA、環境に優しく安全なアルミニウム氷推進剤を搭載した初のテストロケットを打ち上げ」。wpafb.af.mil。2009年8 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
モーズマン、アンドリュー (2009 年 9 月 11 日)。「(より) 環境に優しいロケット燃料の作り方」。ポピュラーメカニクス。2009 年 9 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
ブランド、エリック (2009 年 11 月 3 日)。「アルミニウム燃料が将来の宇宙旅行の動力になる可能性」。DiscoveryNews。2012年6 月 15 日時点のオリジナルよりアーカイブ。

外部リンク

大学制作の開発および飛行ビデオ、パーデュー大学とペンシルベニア州立大学の学生、2009 年 8 月

[MillerHerr2004-1] ^ミラー、ティモシー、ハー、ジョン (2004)。「アルミニウムとマグネシウムの粉末と水 の反応によるグリーンロケット推進」。第 40 回 AIAA/ASME/SAE/ASEE 共同推進会議および展示会。doi : 10.2514/6.2004-4037。ISBN 978-1-62410-037-6。