NASA - National Aeronautics and Space Administration

A review on the analysis and application of RS-25 cryogenic engine used in NASA’s typical space missions – Astrophysics

Abstract

The cryogenic propulsion technology consists of Liquid Hydrogen (-253°C) and Liquid Oxygen (-183°C). The Newton’s third law of motion is used as a basic principle. This is the only engine that gives 100% efficiency and without any greenhouse gas, vapors emissions. This engine gives a trust of 15000 lb. This thrust can be increased to a greater extent if a proper research is carried on this technology.

When these fuels are mixed at their cryogenic temperatures they give out huge energy which can be utilized. Especially liquid hydrogen (LH2) and liquid oxygen (LO2) cryogenic propellants dramatically increased NASA’s and ISRO’s ability to explore the solar system due to their superior specific impulse capability. These cryogenic propellants can be very difficult to manage also store, cryogenic engines are advantageous over traditional hypergolic propulsion systems and are therefore enabled for many planetary science missions.

A beautiful engine namely, RS-25 took its birth in 1960, the engine produces a specific impulse which is higher in a vacuum, and the RS-25 operates at temperatures ranging from 253 °C to 3300 °C.

For RS-25, regenerative cooling is used for nozzle and MCC. The use of advanced insulation and low thermal conductivity support structures will allow for the long-term storage and use of cryogenic propellants for solar system exploration and hence allows NASA to deliver more payloads in comparison with the present generation of advancements. Targets of interest launch on smaller and less expensive launch vehicles, or both.

Also, the resulting elastoplastic deformation in the combustion chamber at cyclic thermal and mechanical loading is being analyzed and a solution strategy has been developed. This is applied to the prediction of the heat transfer and thermomechanical load-induced deformation process. It is seen that this mechanism significantly reduces the lifetime of the rocket engine.

Besides the conceptual design by the engineer, a mathematical and theoretical study is necessary in optimization to compare with finite element analysis, to increase the life of a engine, the optimization method is used, which allows the improvement of a basic design and reduction in the design variables such as plastic strain and stress, temperature.

© Akshay Kumar [2017]

You can Follow Me at https://twitter.com/akshayphysics

Follow My Page: https://www.facebook.com/melodiesphysics/

Previous article,

https://akshaykumarphysics.wordpress.com/2017/09/13/fabric-of-space-time-astrophysics-part-2/

https://akshaykumarphysics.wordpress.com/2017/08/16/stellar-spectrum-importance-ssi-astrophysics-part-1/

 

Advertisements
NASA - National Aeronautics and Space Administration

ನಾಸಾದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ – ಒಂದು ಪುಟ್ಟ ಲೇಖನ

ನಾಸಾದ ಬಹುಮುಖ್ಯ ಸಾಧನೆಗೆ ಅಲ್ಲಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಪರಿಶ್ರಮ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಂಶೋದನೆಯೇ ಕಾರಣ ನಾಸಾದ ಗೆಲುವು ಅಲ್ಲಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಸಲ್ಲೂತದೆ. ನಾಸಾದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳೂ ಇದ್ದಾರೆಂಬುದು ಒಂದು ಸಂತೋಷದ ವಿಚಾರ. ನಮ್ಮ ನಾಡಿನ ಇಸ್ರೋದ ರೀತಿಯೇ ಅಲ್ಲಿನ ಜನ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳಿಗೆ ನಾಸಾವು ಬಹು ಮುಖ್ಯ ಆಕರ್ಷಿಯನೀಯವಾಗಿದೆ.
ನಾನು ಒಮ್ಮೆಲೇ ಓದಿದ ಒಂದು ವಿಜ್ಞಾನ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ , ಅಮೇರಿಕಾ ಜನರು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಅಭಿವೃದಿಗೆ ನಾಸಾದ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಶೋದನೆಗಳು ಕಾರಣಎನ್ನಬಹುದು. ನಕ್ಷತ್ರಗಳೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯ. ಇದೇ ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಗ್ರಹಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಭೂಮಿಯೆಂಬ ಗ್ರಹವೊಂದರಲ್ಲಿ ನಾವೆಲ್ಲ ಇದ್ದೇವೆ ಎಂಬ ಸಂಗತಿ ಚಿಕ್ಕಮಕ್ಕಳಿಗೂ ಗೊತ್ತಿರುವಂಥ ಸಂಗತಿ. ನಮ್ಮ ಸೌರಮಂಡಲದಾಚೆಯೂ ಇಂಥದೊಂದು ಗ್ರಹಮಂಡಲವಿದೆಯಾ ಎಂಬ ರಹಸ್ಯವನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಇಂದಿಗೂ ನಿಖರವಾಗಿ ಭೇದಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ನಮ್ಮ ಸೌರಮಂಡಲದ ಹೊರತಾಗಿ ಇರುವ ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಇತರೆ ಗ್ರಹಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುವ ವಿಷಯವನ್ನು ನಾಸಾ ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲಿದೆ.

NASA scientists with their board of calculations, 1961.
ನಾಸಾದ ಏರೋನಾಟಿಕ್ಸ್ ರಿಸರ್ಚ್ ಮಿಷನ್ ಡೈರೆಕ್ಟರೇಟ್ ವೈಮಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸುತ್ತದೆ.
ನಾಗರಿಕ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮಕ್ಕೆ ನಾಸಾವು ಒಂದು ಮುನ್ನಡೆಯಾಗಿದೆ, ಅಧ್ಯಕ್ಷ ಡ್ವೈಟ್ ಡಿ ಐಸೆನ್ಹೋವರ್ ನಾಸಾವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದರು.ನ್ಯಾಶನಲ್ ಏರೋನಾಟಿಕ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಸ್ಪೇಸ್ ಆಕ್ಟ್ ಎಂಬ ಹೆಸರನ್ನು ಜುಲೈ 29, 1958 ರಂದು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಹಿತು.

image.png

ಅಂದಿನಿಂದ, US ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಪರಿಶೋಧನೆ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಅಪೋಲೋ ಮೂನ್ ಲ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ಮಿಷನ್ಸ್, ಸ್ಕೈಲ್ಯಾಬ್ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನಿಲ್ದಾಣ ಮತ್ತು ನಂತರ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಯನ್ನೂ ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಅಲಾವಾರು ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಮಾಡಿದೆ. ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಯಾತ್ರೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ನ ಮಲ್ಟಿ-ಮಿಷನ್ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ (MMRTG) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸ್ಯಾನ್ ಜೋಸ್ ನಗರವು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ರಾಜ್ಯದಲ್ಲಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ನಾಸಾ ನೆಲೆಗೊಂಡಿದೆ. ನಾಸಾವು ಪ್ರಪಂಚದ ಕೆಲವು ಸ್ಮಾರ್ಟೆಸ್ಟ್ ರಾಕೆಟ್ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ನೆಲೆಯಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿಗೆ ನಾಸಾದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಮ್ಮ ಪ್ರಿಯ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಮತ್ತು ರಾಷ್ಟ್ರಪತಿಗಳಾಗಿದ್ದ , ನಮ್ಮನ್ನು ಅಗಲಿದ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಅಬ್ದುಲ್ ಕಲಾಂರನ್ನು ನೆನಪಿಸಿದೆ.
ಭಾರತದ ಮಾಜಿ ರಾಷ್ಟ್ರಪತಿ, ಅಪರೂಪದ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಎಪಿಜೆ ಅಬ್ದುಲ್ ಕಲಾಂರಿಗೆ ಅಮೆರಿಕಾದ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಸಂಸ್ಥೆ ನಾಸಾ ವಿಶೇಷ ಗೌರವ ಸಲ್ಲಿಸಿದೆ. ಅಂತರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆಯಾದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸೂಕ್ಷಜೀವಿಯೊಂದಕ್ಕೆ ನಾಸಾ ಕಲಾಂರ ಹೆಸರನ್ನಿಟ್ಟಿದೆ.
ಇದೊಂದು ಅಪರೂಪದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಜೀವಿಯಾಗಿದ್ದು, ಸದ್ಯಕ್ಕೆ ಅಂತರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಈ ಜೀವಿಗೆ ‘ಸೊಲಿಬಾಸಿಲಸ್ ಕಲಾಮಿ’ ಎಂದು ಹೆಸರಿಡಲಾಗಿದೆ.
ಈ ಕುರಿತು ಮಾತನಾಡಿರುವ ನಾಸಾದ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಡಾ. ಕಸ್ತೂರಿ ವೆಂಕಟೇಶ್ವರನ್, “ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಕ್ಕೆ ಸೊಲಿಬಾಸಿಲಸ್ ಕಲಾಮಿ ಎಂದು ಹೆಸರಿಡಲಾಗಿದೆ. ಸೊಲಿಬಾಲಿಸಿಸ್ ಎನ್ನುವುದು ಈ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಜಾತಿಯಾಗಿದೆ. ಇದರ ಮುಂದೆ ಡಾ. ಅಬ್ದುಲ್ ಕಲಾಮ್ ಅವರ ಹೆಸರಿಡಲಾಗಿದೆ,” ಎಂದು ಹೇಳಿದ್ದಾರೆ.

For Introductory Knowledge on NASA :

NASA - National Aeronautics and Space Administration

COSMOLOGY-STELLAR SPECTRUM IMPORTANCE (SSI)

Thanks to cosmology club who published this in their twitter news letter.
Author: @akshayphysics
Acceptance Date: 28 Dec 2015
Article ID: T2015122801

COSMOLOGY-STELLAR SPECTRUM IMPORTANCE (SSI)

A branch of astronomy that deals with the origin, structure and space-time relationships of the universe the cosmology as a study manifests visible universe and the non-visible part also.

We humans always thrilled and fascinated by the play of star light which is spectacular to see through eyes to look and feel the cosmic acts which are present in this universe. So my article here presents the stellar spectral importance (SSI). 

If history of spectral analysis is checked, we come across on experimenter William Wollaston who was Great physicist. Once passed a beam of sun light through a thin slit and then through a prism. 

The slit provided familiar rainbow spectrum with no color overlapping each other. When seen, Wollaston noticed, our star sun’s spectrum was having some black lines in it. This was fundamental idea. The early spectral studies actually began with discovery of so many secrets of lines absorbed by elements in the spectrum of sun.

It was absorbed by elements present in the star or sun, an intensive idea was got foundation further by German physicist Joseph Frauhofer in 1814. Bright and continuous spectrum is results of superposition of these lines have been named in honor of the discovery as Fraunhofer lines. To explain in simple Words for above sentences when metals heated beyond certain temperature, emits white light. The Early stellar spectra showing the Distinctive absorption lines these astronomers used to determine stars composition and temperature. This above method is still in use. This set of spectra comes from the original Henry Draper Catalogue.

But elements can only absorb light that can excite their electrons from one valence bond to another. This is not same for all metals. The frequency and wavelength corresponds to the energy, as the way the missing wavelength will give away the Ionization level or state of energy and the elements is identified. 

Thus the composition of the star is determined. But stellar spectroscopy is the study of specter of star light. it is very powerful tool that enables Astrophysicist to infer many Physicical and chemical properties of stars and to divide them in an order which is easier for further analysis. I personally think that SSI stellar spectral importance is the best discovery in cosmology. This is key to the mysteries present in stars and galaxies.

Contact Author:
Akshay Kumar akshaykumarphysics@gmail.com