È fisica semplice. Hai bisogno di qualcosa che si espanda velocemente per spingere qualcos’altro. Quel qualcosa si chiama propellente. Può essere un gas. Un liquido. O un solido. L’obiettivo è sempre lo stesso: trasmettere movimento.
Nella tua cucina, probabilmente il propellente si nasconde in bella vista. Pensa a quel barattolo di panna montata. Non si spara verso l’alto. Cavalca su un’onda di gas compresso. Il protossido di azoto è il solito sospettato qui. Anche l’anidride carbonica funziona. Questi gas rimangono gassosi sotto pressione. Si espandono quando si preme l’ugello. Il prodotto segue. Semplice.
Ma non tutti i propellenti rimangono gassosi. Alcuni si liquefanno sotto pressione. Quindi vaporizzano immediatamente dopo il rilascio. Questo cambiamento di fase aggiunge spinta. Aiuta a spingere fuori la sostanza con più forza.
Le regole per questi gas sono cambiate. Per decenni cosmetici, vernici e insetticidi hanno utilizzato idrocarburi alogenati. Nello specifico, idrocarburi fluorurati. Erano efficaci. Hanno funzionato bene. Poi gli scienziati si sono resi conto che stavano distruggendo lo strato di ozono. La minaccia per l’atmosfera terrestre era chiara. I governi sono intervenuti. Molti paesi hanno vietato queste sostanze chimiche. Adesso li trovi solo negli usi essenziali. Alcuni farmaci. Pesticidi. Lubrificanti. Detergenti per apparecchiature elettroniche delicate. Non li vedrai più nella normale bomboletta di vernice spray.
I propellenti sono qualsiasi gas, liquido o solido utilizzato per impartire movimento attraverso l’espansione.
Guarda oltre la bomboletta spray. Il principio si applica ad applicazioni molto più violente. Razzi. Pistole. Hardware militare. Qui, il propellente subisce una rapida combustione. Si trasforma in gas. L’espansione crea una pressione immensa. L’oggetto si muove.
La polvere nera è stata la scelta originale per secoli. Ha sparato proiettili. Ha lanciato i primi razzi. Servì bene fino al XX secolo. Poi arrivò la polvere da sparo a doppia base. È una miscela di nitroglicerina e nitrocellulosa. Circa il quaranta per cento di nitroglicerina. Sessanta per cento di nitrocellulosa. Brucia in modo diverso. È più coerente.
La scienza moderna è andata ancora oltre. Ora abbiamo propellenti a base di perclorato. Questi usano il perclorato come ossidante. Oli o gomme fungono da carburante. Sono comuni anche i propellenti compositi. Usano un legante di plastica. I principi attivi potrebbero essere picrato di ammonio, nitrato di potassio o nitrato di sodio. La chimica è complessa. Il risultato è una spinta prevedibile.
I propellenti liquidi offrono un’altra serie di scelte. Non sono sempre mescolati insieme. I monopropellenti come il nitrometano contengono sia carburante che ossidante. Hanno solo bisogno di una scintilla. O un catalizzatore. Si accendono esternamente.
I bipropellenti sono diversi. Mantengono separati il carburante e l’ossidante. L’ossigeno liquido incontra l’idrogeno liquido. Si siedono in vasche diverse. Iniettano in una camera di combustione all’ultimo secondo. L’esplosione avviene all’interno del motore.
I multipropellenti fanno un ulteriore passo avanti. Usano diversi ossidanti. Diversi combustibili. La miscela è adattata ai requisiti specifici della missione.
Perché questo è importante per te? È importante perché il movimento è la base della vita moderna. Il cibo che mangi. La medicina che prendi. I veicoli che trasportano merci attraverso gli oceani. Tutti si basano sull’espansione controllata. Siamo passati dalla polvere nera
