โดยปราศจากเทคโนโลยีของเหลวไฮโดรเจนและของเหลวฮีเลียมบางสถานที่ทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ก็เป็นเพียงกองเศษโลหะ... ไฮโดรเจนเหลวและฮีเลียมเหลวมีความสำคัญแค่ไหน?

นักวิทยาศาสตร์จีนพิชิตได้อย่างไรไฮโดรเจนและฮีเลียมที่ไม่สามารถทำให้เป็นของเหลวได้? แม้จะติดอันดับหนึ่งในห้าของโลกก็ตาม? มาเปิดเผยประเด็นร้อนแรงอย่าง “ลูกศรน้ำแข็ง” และการรั่วไหลของฮีเลียม และก้าวเข้าสู่บทที่ยิ่งใหญ่ของอุตสาหกรรมไครโอเจนิกของประเทศไปด้วยกัน

จรวดน้ำแข็ง: ปาฏิหาริย์แห่งไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลว

จรวดขนส่งลองมาร์ช 5 ของจีน “เฮอร์คิวลีส” แห่งอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ “เชื้อเพลิง 90% เป็นของเหลวไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ -253 องศาเซลเซียส และออกซิเจนเหลวที่อุณหภูมิ -183 องศาเซลเซียส” – นี่ใกล้ถึงขีดจำกัดของอุณหภูมิต่ำ และยังเป็นที่มาของชื่อ “Ice Rocket” อีกด้วย

เหตุใดจึงควรเลือกไฮโดรเจนเหลว?

เหตุผลนั้นง่ายมาก: มวลเท่ากันไฮโดรเจนมีปริมาตรประมาณ 800 เท่าของไฮโดรเจนเหลว การใช้เชื้อเพลิงเหลวทำให้ “ถังเชื้อเพลิง” ของจรวดประหยัดพื้นที่ได้มากขึ้น และตัวจรวดก็บางลง ทำให้บรรทุกสัมภาระขึ้นสู่ท้องฟ้าได้มากขึ้น การผสมผสานระหว่างไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวไม่เพียงแต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความเร็วและเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์อีกด้วย จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเชื้อเพลิงจรวด

การรั่วไหลของฮีเลียม: ฆาตกรที่มองไม่เห็นในวงการอวกาศ

เดิมที SpaceX มีกำหนดจะปฏิบัติภารกิจ "North Star Dawn" ในช่วงปลายเดือนสิงหาคม แต่การเปิดตัวถูกเลื่อนออกไปเนื่องจากตรวจพบฮีเลียมรั่วไหลก่อนปล่อย ฮีเลียมทำหน้าที่ “ช่วยเหลือคุณ” บนจรวด โดยปล่อยออกซิเจนเหลวเข้าสู่เครื่องยนต์เหมือนเข็มฉีดยา

อย่างไรก็ตาม,ฮีเลียมมีน้ำหนักโมเลกุลเล็กและรั่วไหลได้ง่ายมาก ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อเทคโนโลยีอวกาศ เหตุการณ์นี้ตอกย้ำความสำคัญของฮีเลียมในสาขาการบินและอวกาศและความซับซ้อนของการประยุกต์ใช้อีกครั้ง

ไฮโดรเจนและฮีเลียม: ธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล

ไฮโดรเจนและฮีเลียมไม่เพียงแต่เป็น “เพื่อนบ้าน” ในตารางธาตุเท่านั้น แต่ยังเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาลอีกด้วย ปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนจะปลดปล่อยความร้อนออกมาเป็นฮีเลียม ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นทุกวันบนดวงอาทิตย์

การทำให้เป็นของเหลวของไฮโดรเจนและฮีเลียมใช้วิธีการทำความเย็นแบบเดียวกัน และอุณหภูมิการทำให้เป็นของเหลวต่ำมากที่ -253℃ และ -269℃ ตามลำดับ เมื่ออุณหภูมิของฮีเลียมเหลวลดลงถึง -271℃ จะเกิดการเปลี่ยนสถานะเป็นของไหลยวดยิ่ง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ควอนตัมระดับมหภาค

การพัฒนาเทคโนโลยีล้ำสมัยอย่างควอนตัมคอมพิวติ้ง จะทำให้ความต้องการสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำมากเพิ่มขึ้น นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนจะยังคงเดินหน้าต่อไปบนเส้นทางแห่งอุณหภูมิต่ำ และมีส่วนช่วยในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้น ขอแสดงความนับถือต่อนักวิทยาศาสตร์ และขอให้เราตั้งตารอชมความสำเร็จอันยอดเยี่ยมของพวกเขาในอนาคต!