หากปราศจากเทคโนโลยีของเหลวไฮโดรเจนและของเหลวฮีเลียมสถานีวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่บางแห่งอาจกลายเป็นกองเศษโลหะ... ไฮโดรเจนเหลวและฮีเลียมเหลวมีความสำคัญมากแค่ไหน?

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนพิชิตได้อย่างไรไฮโดรเจนแล้วฮีเลียมที่ไม่สามารถทำให้เป็นของเหลวได้ล่ะ? ถึงขั้นติดอันดับดีที่สุดในโลกเลยหรือ? เรามาเปิดเผยหัวข้อที่น่าสนใจ เช่น “ลูกศรน้ำแข็ง” และการรั่วไหลของฮีเลียม และร่วมก้าวเข้าสู่บทบาทอันยิ่งใหญ่ของอุตสาหกรรมไครโอเจนิกส์ของประเทศเราไปด้วยกัน

ไอซ์ จรวด: ปาฏิหาริย์แห่งไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลว

จรวดนำส่งลองมาร์ช 5 ของจีน ซึ่งเปรียบเสมือน "เฮอร์คิวลิส" แห่งอุตสาหกรรมการบินและอวกาศนั้น "เชื้อเพลิง 90% เป็นของเหลว"ไฮโดรเจน“ที่อุณหภูมิ -253 องศาเซลเซียส และออกซิเจนเหลวที่ -183 องศาเซลเซียส” – นี่คืออุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับขีดจำกัดต่ำสุด และเป็นที่มาของชื่อ “จรวดน้ำแข็ง” (Ice Rocket)

เหตุใดจึงเลือกใช้ไฮโดรเจนเหลว?

เหตุผลนั้นง่ายมาก: มวลเท่ากันของไฮโดรเจนมีปริมาตรประมาณ 800 เท่าของไฮโดรเจนเหลว การใช้เชื้อเพลิงเหลวช่วยประหยัดพื้นที่ใน "ถังเชื้อเพลิง" ของจรวด และเปลือกจรวดสามารถบางลงได้ ทำให้สามารถบรรทุกน้ำหนักขึ้นสู่ท้องฟ้าได้มากขึ้น การผสมผสานระหว่างไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวไม่เพียงแต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังสามารถเพิ่มความเร็วและปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้อีกด้วย จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเชื้อเพลิงขับเคลื่อนจรวด

การรั่วไหลของฮีเลียม: ฆาตกรล่องหนในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

เดิมที SpaceX มีกำหนดจะปฏิบัติภารกิจ "North Star Dawn" ในปลายเดือนสิงหาคม แต่การปล่อยจรวดถูกเลื่อนออกไปเนื่องจากการตรวจพบ...ฮีเลียมเกิดการรั่วไหลก่อนการปล่อยจรวด ฮีเลียมทำหน้าที่เสมือน "ผู้ช่วย" ในจรวด โดยมันจะปล่อยออกซิเจนเหลวเข้าไปในเครื่องยนต์เหมือนกับเข็มฉีดยา

อย่างไรก็ตาม,ฮีเลียมฮีเลียมมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำและรั่วไหลได้ง่ายมาก ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อเทคโนโลยีอวกาศ เหตุการณ์นี้เน้นย้ำอีกครั้งถึงความสำคัญของฮีเลียมในด้านการบินและอวกาศ และความซับซ้อนของการใช้งาน

ไฮโดรเจนและฮีเลียม: ธาตุที่พบมากที่สุดในจักรวาล

ไฮโดรเจนและฮีเลียมไฮโดรเจนและฮีเลียมไม่เพียงแต่เป็น "เพื่อนบ้าน" ในตารางธาตุเท่านั้น แต่ยังเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาลอีกด้วย ปฏิกิริยาฟิวชันของไฮโดรเจนจะปล่อยความร้อนออกมาเพื่อกลายเป็นฮีเลียม ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นทุกวันบนดวงอาทิตย์

การทำให้เป็นของเหลวของไฮโดรเจนและฮีเลียมใช้หลักการทำความเย็นแบบเดียวกัน และอุณหภูมิการกลายเป็นของเหลวของทั้งสองนั้นต่ำมาก คือ -253℃ และ -269℃ ตามลำดับ เมื่ออุณหภูมิของฮีเลียมเหลวลดลงถึง -271℃ การเปลี่ยนสถานะเป็นของไหลยิ่งยวดก็จะเกิดขึ้น ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ควอนตัมระดับมหภาค

การพัฒนาเทคโนโลยีล้ำสมัย เช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัม จะทำให้ความต้องการสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำมากเพิ่มมากขึ้น และนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนจะยังคงมุ่งมั่นพัฒนาเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำต่อไป และมีส่วนร่วมในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมากยิ่งขึ้น ขอคารวะนักวิทยาศาสตร์ทุกท่าน และขอให้เราตั้งตารอชมผลงานอันยอดเยี่ยมของพวกเขาในอนาคต!