LM

Flüssigmethan (LM) ist Methangas, das komprimiert und auf etwa 112 K (−161 °C) bei Atmosphärendruck abgekühlt und als kryogene Flüssigkeit gelagert wird. In Luft- und Raumfahrtanwendungen dient es als hochenergetischer Treibstoff für Raketentriebwerke, besonders in Oberstufen und Landeabstiegssystemen. Die Substanz ist farblos, geruchlos in reiner Form, dichter als flüssiger Wasserstoff, aber weniger dicht als kerosingestützte Treibstoffe.

Flüssigmethan hat einen spezifischen Impuls von etwa 370 Sekunden im Vakuum bei Verbrennung mit flüssigem Sauerstoff und liegt zwischen Kerosin (etwa 310 Sekunden) und flüssigem Wasserstoff (etwa 450 Sekunden). Dieses Mittelfeld, kombiniert mit einfacherer Handhabung im Vergleich zu Wasserstoff, macht es attraktiv für Missions- und Außenraumfahrtmissionen. Es kann aus der Marsatmosphäre durch Kohlendioxid und aus Untergrundeis gewonnen werden, was seinen Einsatz in Langzeit-Mond- und Marsexplorations-Architekturen antreibt.

Handhabungs- und Lagerkabinen

Die Lagerung von flüssigem Methan erfordert vakuumdoppelmantelbehälter oder isolierte Behälter, um Verdampfungsverluste während Bodenoperationen und Flug zu minimieren. Siedeverluste sind erheblich; Behälter müssen aktiv gekühlt oder häufig nachgefüllt werden. Ausrüstung, die mit LM arbeitet, muss mit kryogenen Temperaturen kompatibel sein, weshalb Aluminium und Edelstahl Standard sind; bestimmte Legierungen werden bei diesen Temperaturen spröde. Treibstoffleitungen, Regler und Triebwerksinjektoren erfordern sorgfältige Auslegung, um thermischen Schock und Risse zu verhindern.

Die Verbrennung von flüssigem Methan mit flüssigem Oxidationsmittel erzeugt Wasserdampf und Kohlendioxid als primäre Abgasprodukte, was es in Bezug auf Partikel- und Rußemission sauberer macht als Kerosinmotoren. Allerdings kann dieses Wasser auf kalten Motoroberflächen kondensieren und in bestimmten Motorgeometrien Korrosions- oder Erosionsprobleme verursachen. Bodenunterstützungsausrüstung muss die extreme Kälte berücksichtigen; Personal benötigt spezialisierte Schutzausrüstung und Verfahren, um Erfrierungen zu verhindern und Dampfwolken zu verwalten.

Flüssigmethan ist weniger etabliert in betrieblicher Fluzhardware als Kerosin oder Wasserstoff, obwohl Entwicklungsprogramme in regierunglichen und kommerziellen Sektoren aktiv sind. Seine Zwischeneigenschaften und das Potenzial der lokalen Rohstoffnutzung positionieren es als Übergangstechnologie für Tiefraummissionen, während Wasserstoff und traditionelle hypergole Treibstoffe weiterhin die derzeitige operative Basis in den meisten Starts- und Raumfahrzeugsystemen bleiben.