Ozon

Die Idee von einem Kommentar Hans, erdnahes Ozon in die Stratosphäre zu schaffen, bringt mich wieder mal zu einem Chemieblog und zwar zu Ozon. Zuerst einmal was ist Ozon? Ozon ist das Molekül O3, also ein Molekül aus drei Sauerstoffatomen. Das normale Sauerstoffatom O2 hat nur zwei. Was also ist am O3 so besonderes und warum gibt es kein O4, O5 usw… ?

Nun Ozon ist eine energiereiche Bindung. Das normale O2 Molekül besteht aus zwei Sauerstoffatomen, die durch eine Doppelbindung verbunden ist. Diese Doppelbindung ist erheblich stabiler als eine Einfachbindung. Beim Ozon sind drei Sauerstoffatome durch Einzelbindungen verbunden, wobei sie ein Dreieck bilden. Neben der schwächeren Bindung (Einzel- gegenüber Doppelbindung) steht dies Molekül unter innerer Spannung, weil bei Einzelbindungen der Winkel zwischen zwei Bindungen normalerweise 109,5 Grad beträgt, in einem Dreieck er aber auf 60 Grad verkleinert ist. Continue reading „Ozon“

Photochemie

Weil ich es schon angesprochen habe, aber noch nicht so richtig erklärt, heute ein bisschen eine kleine Einführung in die Photochemie. Das Kunstwort besteht aus Photo=Licht und Chemie. Es ist die Lehre der Reaktionen, die durch Licht induziert werden. Wenn wir an chemische Reaktionen denken, dann meistens an aggressive Stoffe oder Erwärmung, wenige jedoch an Licht. Dabei ist Licht enorm energiereich. Das sichtbare Licht der Sonne (mit dem Strahlungsmaximum bei einer Wellenlänge von 550 nm) wurde von der Chromosphäre mit einer Temperatur von 5.500C ausgesandt. Entsprechend energiereich ist es. Albert Einstein hat seinen Nobelpreis nicht (wie manche meinen) für die Relativitätstheorie bekommen, sondern für die Erklärung des photoelektrischen Effekts. Bestrahlt man bestimmte Substanzen wie Silizium mit Licht so kann man einen Strom messen.. Was Einstein entdeckte, war dass zum Herausschlagen von Elektronen aus dem Halbleiter die Wellenlänge des Lichtes wesentlich war. Überschritt die Wellenlänge einen Grenzwert, so konnte man den Halbleiter mit beliebig viel Licht einer höheren Wellenlänge bestrahlen – man würde keinen Strom messen.

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Aufklärung zum Aprilscherz

Wie die meisten bemerkt haben war der gestrige Eintrag zum Thema SpaceX ein Aprilscherz. Ein guter Aprilscherz ist ja einer der zumindest möglich sein könnte, so habe ich mir Mühe gegeben und ich hoffe es ist ein guter geworden. Daher heute mal eine kleine Aufklärung:

  • Höherer spezifischer Impuls durch andere Kohlenwasserstoffe – das ist möglich und wurde auch schon so gemacht. Das die Sojus U2 nicht mehr fliegt hat vor allem wirtschaftliche Gründe – das synthetische Benzin war erheblich teurer als normales. Ersetzt man RP-1 durch N-Pentan, den ersten bei Zimmertemperatur flüssigen Kohlenwasserstoff, so steigt bei dem Merlin z.b. der Vakuumimpuls um 70 m/s und nähert sich langsam den SpaceX Angaben….
  • Katalysator: Katalysatoren sind bei Raketen nicht ungewöhnlich: Feststofftriebwerke setzen Katalysatoren (Eisenoxid) ein. Sie sind jedoch nicht verbreitet bei flüssigen Antrieben und zwar aufgrund der geschilderten Problematik: Die besten Katalysatoren sind Metalle (Palladium ist übrigens ein solcher wirklich in der chemischen Industrie eingesetzter Katalysator, es ginge wahrscheinlich aber auch das preiswertere Silber oder Nickel) und sie lösen sich im Treibstoff nicht auf. Tatsächlich würden Katalysatoren, wenn sie praktisch eingesetzt werden könnten, viel helfen: Ein Raketentriebwerk erreicht keine vollständige Umsetzung und es ist kaum möglich die Gleichgewichtslage zu verschieben um z.B. weniger Kohlendioxid und mehr Kohlenmonoxid entstehen zu lassen. Sie hängt nur von der Temperatur ab. Spätestens wenn die Gase den Düsenhals passieren, wird es eingefroren, weil nun die Gase rapide abkühlen (Ein Fehler den viele bei der Simulation mit dem NASA Programm FCEA machen, ist hier bei der Simulation den falschen Haken zu setzen und so unrealistisch hohe Impulse zu bekommen). Nur es geht eben nicht in der Form und ein Metallgitter in der Brennkammer würde schnell bei den Temperaturen verdampfen. Continue reading „Aufklärung zum Aprilscherz“

Neues von SpaceX

Nachdem ich den Artikel von Eigen Reichl über SpaceX gelesen habe, dachte ich mir: Mal sehen was die für positive P&R bezahlen. Und tatsächlich es gibt ein Programm für Pressekontakte, bei denen nicht nur weiteres Material über die Falcon 9 und Dragon zur Verfügung gestellt wird, sondern auch eine Aufwandsentschädigung für Pressearbeit geleistet wird. Es hat eine Weile gedauert, bis wir die Konditionen ausgehandelt hatten, aber mit dem Hinweis auf meine schon existierenden Falcon Webseiten wurden wir dann doch handelseinig. Nun muss ich diese allerdings umschreiben, bis dahin sind sie offline genommen. Dafür habe ich exklusiv Informationen über die Technik bekommen, die ich erstmals in Deutschland veröffentlichen kann. Allgemein verfügbar werden sie erst beim Launchmanifest des ersten Falcon 9 Fluges sein.

Heute möchte ich in diesem Artikel einmal zwei der großen Widersprüche aufklären, die mich selbst beschäftigt haben. Das eine ist der hohe spezifische Impuls des Merlin in der Falcon 9 Zweitstufe. Erreicht wird dies durch eine Reihe von Technologien. Zuerst setzt SpaceX in der Zweitstufe eine besondere Kohlenwasserstofffraktion ein. Dies ist nicht neu. Schon die Sojus U2 setzte eine besondere Mischung namens „Sintin“ ein, um den spezifischen Impuls zu steigern. SpaceX benutzt dazu eine Kohlenwasserstofffraktion, die reicher an Wasserstoff ist und weniger ungesättigte und ringförmige Kohlenwasserstoffe enthält. Dadurch ist der spezifische Impuls automatisch höher. Continue reading „Neues von SpaceX“