نقش گاز هلیوم در صنعت هوافضا و پرتابگرها

گاز هلیوم (Helium) به‌واسطه خواص فیزیکی منحصر‌به‌فرد خود — همچون بی‌اثری، چگالی بسیار پایین و نقطه جوش فوق‌العاده پایین — در صنعت هوافضا کاربردهای حیاتی دارد. از فشاردهی مخازن سوخت تا خنک‌سازی تجهیزات حساس، هلیوم یکی از ستون‌های پنهان موفقیت مأموریت‌های فضایی است.

۱. فشاردهی مخازن موشکی (Pressurization)

در موتورهای موشکی، حفظ فشار یکنواخت در مخازن سوخت برای تغذیه مناسب به موتور حیاتی است. هلیوم به عنوان گاز بی‌اثر و سبک برای این کار استفاده می‌شود. در مراحل پیشرفته‌ای مانند مرحله چهارم موشک PSLV، همین هلیوم است که فشار مخازن را حفظ می‌کند.

مثال‌های واقعی شامل Falcon 9 و موتورهای RS-25 ناسا است.

۲. تشخیص نشتی و ایمنی

• هلیوم به علت ساختار مولکولی کوچک و حضور اندک در جو، برای تشخیص نشتی‌های میکرونی بسیار مناسب است.
• برخی پرتاب‌های مهم مانند Starliner ناسا به‌خاطر نشتی هلیوم به تعویق افتادند، نشان‌دهنده اهمیت این کاربرد در ایمنی فضایی است.

۳. خنک‌سازی کریوژنیک (Cryogenic Cooling)

• هلیوم به‌واسطه نقطه جوش پایین، برای خنک‌کردن موتور و تجهیزات الکترونیکی حساس کاربرد دارد.
• در تجهیزات ماهواره‌ای و تلسکوپ‌های فضایی برای کنترل دما و محافظت از قطعات حساس، هلیوم مایع استفاده می‌شود.

۴. شناوری در بالن‌ها و کشتی‌های هوایی

هلیوم، به دلیل سبک‌تر بودن از هوا و غیرقابل‌اشتعال بودن، گزینه‌ی امن و محبوبی برای پر کردن بالن‌های تحقیقاتی و کشتی‌های هوایی است.

۵. پیشرفت‌های نوین: فشاردهی خودکار

برخی سیستم‌های مدرن پرتابگر مانند Starship و SLS به‌جای هلیوم، از سیستم «خود-فشاردهی» استفاده می‌کنند که در آن گاز خود سوخت برای حفظ فشار استفاده می‌شود. این روش نیاز به ذخیره جداگانه گاز هلیوم را کاهش می‌دهد.

جدول خلاصه کاربردها

سوالات متداول (FAQ)