Propulsor de 2N a decomposição de H2O2

Performance of a 2N microthruster using hydrogen peroxide and a mixed oxide bulk catalyst

Fernanda Francisca Maia, Luis Gustavo Ferroni Pereira, Leonardo Gouvea, Fernando de Souza Costa, Ricardo Vieira.

Combustion and Propulsion Associate Laboratory (LCP)
Brazilian Space Research Institute (INPE)
P.O. Box 01, 12630-000 Cachoeira Paulista, SP, Brazil

Abstract: Novos catalisadores mássicos à base de óxidos de cobalto e manganês preparados por co-precipitação foram empregados na decomposição catalítica de peróxido de hidrogênio para uso em micropropulsores de satélites. Os catalisadores foram avaliados em um propulsor de 2N de empuxo. Os testes foram realizados nos modos contínuo e pulsado com peróxido de hidrogênio a 90% em massa. O catalisador contendo Al apresentou melhor desempenho, decompondo espontaneamente o peróxido de hidrogênio e sustentando vários ciclos térmicos sem apresentar fraturas e sinais de desativação, causada por impurezas e estabilizantes contidos no propelente. Os resultados experimentais foram muito próximos aos valores teóricos, fazendo deste material um excelente catalisador de baixo custom para a decomposição do H2O2. .

Keywords: satellite propulsion, hydrogen peroxide, catalyst, mixed oxide

1 Introduction

Sistemas propulsivos a monopropelente são comumente empregados em motores de rolamento de foguetes, de correção de órbita e de controle de atitude de satellites. São mais simples e de baixo custo, apesar de apresentarem menor impulso específico quando comparados aos sistemas bipropelentes.
O peróxido de hidrogênio (H2O2) foi um monopropelente líquido muito estudado na década de 60 [1], porém, com o desenvolvimento do catalisador Shell (36%Ir/Al2O3), o H2O2 foi gradualmente substituído pela hidrazina (N2H4), devido ao seu melhor desempenho e estabilidade [2]. Assim, a maior parte dos satélites em órbita atualmente emprega o sistema de propulsão a decomposição de N2H4. A hidrazina é um monopropelente extremamente