پيشرانه‌هاي سرمازا

پيشرانه‌هاي سرمازا گازهايي هستند که در دماهاي بسيار پايين به صورت مايع نگهداري مي‌شوند. معروف‌ترين پيشرانه‌هاي سرمازا، هيدروژن مايع - به عنوان سوخت «ال اچ2» - و اکسيژن مايع «ال اُ ايکس يا ال اُ 2» - به عنوان اکسيدکننده - مي‌باشند. هيدروژن در دماي 253- درجه سانتي‌گراد و اکسيژن در دماي 183- درجه سانتي‌گراد مايع مي‌باشند.

تامين دماي پايين پيشرانه‌هاي سرمازا، مشکلاتي را در نگهداري طولاني مدت آن‌ها، موجب مي‌شود. به همين دليل اين نوع پيشرانه‌ها براي استفاده در موشک‌هاي نظامي که بايستي مدت‌ها به صورت آماده‌‌ي پرتاب، نگهداري شوند، چندان خوشايند و مطلوب نيست. به‌علاوه هيدروژن مايع داراي جرم‌حجمي بسيار کمي است (071/0 گرم در هر ميلي‌ليتر) لذا براي نگهداري آن‌ها نسبت به سوخت‌هاي ديگر به تانک‌هايي با حجم چندين برابر بزرگ‌تر نياز داريم. اين مشکلات باعث شده که زوج پيشرانه‌ي «اکسيژن مايع - هيدروژن مايع» عملياتي نباشند. ضربه‌ي ويژه‌ي هيدروژن مايع حدود 30 تا 40 درصد بيش‌تر از ساير سوخت‌هاي موشکي است و اين يكي از مزاياي اساسي اين زوج موفق است!

اکسيژن مايع و هيدروژن مايع به عنوان پيشرانه‌اي با کارايي بالا، در موتورهاي شاتل‌هاي فضايي استفاده مي‌شوند. از اين زوج در موتورهاي مراحل بالاي موشك‌‌هاي «ساتورن يك بي» و «ساتورن 5» استفاده شده است. امريکا اولين موشک پيشرانه «اکسيژن مايع - هيدروژن مايع» خود را در سال 1962 استفاده کرد. 

از ديگر سوخت‌هاي سرمازا با خواص مناسب براي سامانه‌هاي پيشران فضايي، مي‌توان به متان (با نقطه جوش 162- درجه‌ي ساني‌گراد) اشاره نمود. پيشرانه‌ي «متان و اکسيژن مايع»، ويژگي‌هاي بارزتري نسبت به پيشرانه‌هاي قابل نگهداري دارد، همچنين نسبت به پيشرانه‌ي «اکسيژن مايع - هيدروژن مايع» حجم كم‌تري را اشغال مي‌كندو نسبت به پيشرانه‌هاي هايپرگوليکِ معمول (خود مشتعل) وزن موشک حامل، کم‌تر مي‌باشد. پيشرانه‌ي «متان و اکسيژن مايع» تميز مي‌سوزد، سمي نيست و مي‌توان آن را از منابع طبيعي تهيه نمود. البته از لحاظ تاريخي هيچ تست پرتابي با اين زوج پيشرانه انجام نشده است و تعداد تست‌هاي زميني که با اين سوخت زده شده نيز، محدود مي‌باشد. شايد دليل اين امر آن است كه طراحي موشك‌هاي جديدي كه بتواند با زوج «متان و اکسيژن مايع» كار كند، در مقابل استفاده از موشك‌هاي قديمي بسيار بالاست.

موتورهايي که با فلورين مايع (با نقطه‌ي انجماد 188- درجه‌ي سانتي‌گراد) مي‌سوزند، به پيشرفت‌هاي جالبي رسيده‌اند و به‌طور موفقيت‌آميزي شليک شده‌اند. فلورين به شدت سمي است اما يك اکسيدکننده‌ي بسيار عالي مي‌باشد و تقريباً به طور شديدي با اغلب عناصر و تركيبات به جز نيتروژن - که گاز نجيبي است ! - واکنش مي‌دهد و ترکيبات فلورينه توليد مي‌نمايد. علي‌رغم سميت بالا، وجود فلورين موجب بالا رفتن عملکرد موتورها مي‌گرد. فلورين مي‌تواند با اکسيژن مايع مخلوط شود و ويژگي‌هاي موتورهاي «اکسيژن مايع - هيدروژن مايع» را بهبود ببخشد. نتيجه‌ي اختلاط را «اف‌ ال اُ ايکس» مي‌نامند. چون فلورين‌ها سميت بسيار بالايي دارند، در اغلب نمايشگاه‌هاي بين‌المللي هوافضايي مطرود هستند.

بيش‌تر فلورين‌ها شامل ترکيباتي از قبيل کلرين پنتافلوريد مي‌باشند که به عنوان اکسيدکننده در عمليات فضايي دوردست استفاده‌ي گسترده‌اي دارند.