RU2591129C1

RU2591129C1 - Method for production of liquid rocket fuel in space

Info

Publication number: RU2591129C1
Application number: RU2015114887/11A
Authority: RU
Inventors: Игорь Николаевич Глухих; Андрей Николаевич Щербаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-07-10

Abstract

FIELD: space.

SUBSTANCE: invention relates to space rocket systems and can be used in designing orbital filling complex (PCD) or lunar base. Method includes delivery on PCD of water and obtaining from it by electrolysis hydrogen and oxygen. Said gases are pre-cooled in contact with cold surface of PCD, then compressed and repeatedly cooled and liquefied by throttling and collected in form of liquid fuel components. Water electrolysis processes and compression are performed in turn, pneumatically isolating electrolytic cell from obtained gases. During first compression, hydrogen is first compressed using an electrochemical method, and then said hydrogen is used for compressed of oxygen. After oxygen liquefaction, hydrogen used for compression thereof before throttling is cooled with obtained liquid oxygen to temperature below inversion temperature at given pressure.

EFFECT: technical result is improved manufacturability of liquid rocket fuel, longer storage life on PCD, higher reliability and service life of PCD as a whole.

1 cl

Description

Изобретение относится к космической технике и может использоваться при создании перспективного орбитального заправочного комплекса или лунной базы.The invention relates to space technology and can be used to create a promising orbital refueling complex or moon base.

Орбитальный заправочный комплекс (ОЗК) для осуществления дальних космических экспедиций является альтернативой созданию ракет-носителей тяжелого и сверхтяжелого классов, доставляющих на орбиту весь необходимый для экспедиции запас топлива с Земли. Такой проект орбитальной заправки разрабатывался еще Вернером фон Брауном в 1950-х годах. При этом предполагалось накапливать на орбите топливо, доставляемое с Земли порциями, носителями среднего и легкого классов. В настоящее время работы в этом направлении возобновились (Realistic near-term propellant depots. Implementation of a critical spasefaring capability. AIAA 2009 - 7656 или Propellant Depot - Wikipedia), проводится отработка элементов криогенных космических систем хранения топлива (программа NASA и DARPA «CRYOTE» - Cryogenic Orbital Testbed Development www.ulalaunch.com)The Orbital Refueling Complex (OZK) for carrying out long-distance space missions is an alternative to the creation of heavy and superheavy classes of launch vehicles delivering into the orbit all the necessary fuel supply from the Earth. Such an orbital refueling project was developed by Werner von Braun in the 1950s. In this case, it was supposed to accumulate fuel in orbit, delivered from the Earth in portions, carriers of the middle and light classes. Currently, work in this direction has resumed (Realistic near-term propellant depots. Implementation of a critical spasefaring capability. AIAA 2009 - 7656 or Propellant Depot - Wikipedia), elements of cryogenic space fuel storage systems are being tested (NASA and DARPA CRYOTE program - Cryogenic Orbital Testbed Development www.ulalaunch.com)

Выгоднее, однако, производить топливо прямо на орбите, для чего предполагается использовать электролиз воды, доставляемой с Земли. Выигрыша по массе это, конечно, не дает, но кардинально упрощает технологию доставки груза и его габариты. Питание электролизера при этом осуществляется от солнечных батарей орбитальной станции. В результате электролиза воды получаются водород и кислород, которые в космосе являются наиболее эффективным (по удельному импульсу) ракетным топливом (РТ). Для использования этих газов в качестве топлива космического аппарата (КА), где в большинстве случаев габариты агрегатов крайне ограничены, предполагается их сжижать, и здесь в принципе можно пользоваться традиционными схемами, применяемыми в наземных криогенных установках. Наиболее эффективным способом является адиабатическое расширение предварительно компремированного и охлажденного газа в детандере: в этом случае газ, расширяясь, дополнительно совершает работу и охлаждается сильнее, чем, например, при простом дросселировании («Элементарный учебник физики» под ред. Г.С. Ландсберга, т. 1 «Механика. Теплота. Молекулярная физика», М.:, изд. «Наука», 1985 г., § 304 «Сжижение газов в технике», с. 556-558; «Сжижение газов» Яндекс. Словари. БСЭ. 1969 - 1978 г.).However, it is more profitable to produce fuel directly in orbit, for which it is supposed to use electrolysis of water delivered from the Earth. Of course, this does not give a gain in mass, but it drastically simplifies the technology of cargo delivery and its dimensions. The electrolyzer is powered by solar panels of the orbital station. As a result of water electrolysis, hydrogen and oxygen are obtained, which in space are the most efficient (in specific impulse) rocket fuel (RT). To use these gases as fuel for a spacecraft (SC), where in most cases the dimensions of the units are extremely limited, it is supposed to liquefy them, and here, in principle, traditional schemes used in ground-based cryogenic installations can be used. The most effective way is the adiabatic expansion of the pre-compressed and cooled gas in the expander: in this case, the gas, expanding, additionally does the work and cools more than, for example, with a simple throttling (“Elementary Physics Textbook” edited by G.S. Landsberg, t. 1 "Mechanics. Heat. Molecular Physics", Moscow: Publishing House "Science", 1985, § 304 "Liquefaction of gases in technology", pp. 556-558; "Liquefaction of gases" Yandex. Dictionaries. TSB . 1969 - 1978).

Недостатком традиционных методов сжижения, использующих компрессоры и детандеры, является большая масса соответствующих установок, сложность их обслуживания и относительно небольшой ресурс их "динамических" агрегатов. В наибольшей степени это относится к водородным агрегатам, которые из-за малой плотности водорода и его большой теплоемкости должны работать на предельно высоких оборотах (до 100000 об/мин). Для сжижения водорода, кроме того, обычно используют дополнительный низкотемпературный хладагент (жидкий азот), что требует дополнительных служебных систем и увеличивает габариты криогенной установки. Все это делает традиционные наземные способы сжижения газов трудноприменимыми в космосе.The disadvantage of traditional liquefaction methods using compressors and expanders is the large mass of the corresponding plants, the complexity of their maintenance and the relatively small resource of their "dynamic" units. This is most true for hydrogen aggregates, which, due to the low density of hydrogen and its high heat capacity, must operate at extremely high revolutions (up to 100,000 rpm). To liquefy hydrogen, in addition, an additional low-temperature refrigerant (liquid nitrogen) is usually used, which requires additional service systems and increases the size of the cryogenic unit. All this makes traditional land-based gas liquefaction methods difficult to apply in space.

В условиях космического полета более целесообразно применять пассивные методы сжижения газов с минимальным использованием силовых динамических агрегатов (компрессоров и т.п.). Для охлаждения водорода и кислорода (как низкого, так и высокого давления) можно использовать холод конструкций, расположенных на теневой стороне КА, где температура может достигать 150К (Электролизно-криогенный производственный комплекс в орбитальных www.energoobmen/ru). Более глубокое охлаждение достигается при дросселировании охлажденного газа высокого давления (эффект Джоуля-Томсона). Подобная методика используется и в орбитальной криогенной системе, описанной в «Notardonato W, Johnson W, Swanger A, McQuade W. «In-space propellant production using water». In Proc. AIAA SPACE 2012 Conference and Exposition, number AIAA 2012-5288, 11-13 September 2012, Pasadena, СА». Данный способ производства PT принят за прототип. Этот способ производства ракетного топлива включает доставку на орбитальный комплекс воды с Земли, ее разложение электротоком с раздельным получением водорода и кислорода, затем предварительное охлаждение этих газов при контакте с холодной поверхностью конструкции орбитального комплекса, компремирование водорода и кислорода с их повторным охлаждением тем же способом, сжижение кислорода путем его дросселирования, а также сбор полученных жидких компонентов топлива.In space flight conditions, it is more appropriate to use passive methods of gas liquefaction with minimal use of dynamic power units (compressors, etc.). To cool hydrogen and oxygen (both low and high pressure), you can use the cold structures located on the shadow side of the spacecraft, where the temperature can reach 150K (Electrolysis-cryogenic production complex in orbital www.energoobmen / ru). Deeper cooling is achieved by throttling a chilled high-pressure gas (Joule-Thomson effect). A similar technique is used in the orbital cryogenic system described in "Notardonato W, Johnson W, Swanger A, McQuade W." In-space propellant production using water ". In Proc. AIAA SPACE 2012 Conference and Exposition, number AIAA 2012-5288, 11-13 September 2012, Pasadena, CA. ” This PT production method is adopted as a prototype. This method of rocket fuel production involves delivering water from the Earth to the orbital complex, decomposing it by electric current with separate production of hydrogen and oxygen, then pre-cooling these gases in contact with the cold surface of the orbital complex structure, compressing hydrogen and oxygen with their repeated cooling in the same way, liquefying oxygen by throttling it, as well as collecting the resulting liquid fuel components.

Здесь применяется многокаскадное охлаждение электролизных газов, при этом для кислорода и водорода схемы существенно различаются как по количеству каскадов, так и по их структуре.Here, multi-stage cooling of electrolysis gases is used, while for oxygen and hydrogen, the schemes differ significantly both in the number of cascades and in their structure.

Для сжижения кислорода после его предварительного охлаждения (при контакте с холодной конструкцией орбитального комплекса) и компремирования используются только две ступени пассивного охлаждения газа в теплообменниках и его финальное дросселирование с последующим сбором жидкого окислителя. Простота схемы объясняется сравнительно высокими температурами кипения (около 90 К) и инверсии (около 900 К) кислорода.To liquefy oxygen after its preliminary cooling (in contact with the cold structure of the orbital complex) and compression, only two stages of passive cooling of the gas in heat exchangers and its final throttling with the subsequent collection of a liquid oxidizer are used. The simplicity of the scheme is explained by the relatively high boiling points (about 90 K) and inversion (about 900 K) of oxygen.

Схема сжижения водорода гораздо сложнее, поскольку его температура кипения гораздо меньше (20 К), а низкая температура инверсии (200 К) требует глубокого охлаждения газа перед его дросселированием. Здесь после предварительного охлаждения и компремирования газа используются 4 ступени охлаждения, две из которых включают турбодетандеры. Только после этого охлажденный до 40 К водород дросселируют и получают двухфазную капельно-газовую смесь. Ее собирают в криоемкости, откуда оставшийся газообразным водород возвращается в начало технологической цепочки. При этом в этой цепочке отсутствует орто-пара конвертор водорода, что не позволяет рассчитывать на сколько-нибудь длительный срок хранения полученного жидкого ракетного горючего (И.В. Рожков и др. «Получение жидкого водорода», Изд. Химия, М.: 1967 г., стр. 46, а также справочник «Водород, получение, хранение ….» под ред. Ю.Д. Гамбурга, М.: Химия, 1989 г., стр. 57). Дополнительный хладагент в прототипе не используется, что позволяет отказаться от дополнительных служебных систем за счет применения на водородной технологической линии турбодетандеров.The hydrogen liquefaction scheme is much more complicated, since its boiling point is much lower (20 K), and the low inversion temperature (200 K) requires deep cooling of the gas before throttling it. Here, after preliminary cooling and gas compression, 4 cooling stages are used, two of which include turbo-expanders. Only after this, the hydrogen cooled to 40 K is throttled and a two-phase gas-gas mixture is obtained. It is collected in cryogenic containers, from where the remaining hydrogen gas returns to the beginning of the technological chain. Moreover, there is no ortho-pair hydrogen converter in this chain, which does not allow counting on any long shelf life of the obtained liquid rocket fuel (I.V. Rozhkov et al. “Production of liquid hydrogen”, Chemistry Publishing House, Moscow: 1967 G., p. 46, as well as the reference book “Hydrogen, receipt, storage ....” under the editorship of Yu.D. Hamburg, M .: Chemistry, 1989, p. 57). Additional refrigerant in the prototype is not used, which eliminates the need for additional service systems due to the use of a hydrogen expansion line turbo expanders.

Сложность использованной схемы получения ракетного горючего, использование в ней высокооборотных водородных турбодетандеров, имеющих ограниченный ресурс, является основным недостатком прототипа. При этом такой недостаток носит принципиальный характер, т.е. разработать другую схему сжижения водорода, опирающуюся на традиционные методы и имеющую минимальные массогабаритные параметры, проблематично.The complexity of the used rocket fuel production scheme, the use of high-speed hydrogen turbo expanders with a limited resource in it, is the main disadvantage of the prototype. Moreover, such a disadvantage is fundamental, i.e. to develop another scheme for hydrogen liquefaction, based on traditional methods and having minimal weight and size parameters, is problematic.

Задачей данного предложения является разработка более простого и надежного «космического» способа производства криогенного РТ. При этом способ должен опираться на существующие в настоящее время технологии и устройства с минимальными размерами, не использовать динамические агрегаты и дополнительные хладагенты.The objective of this proposal is to develop a simpler and more reliable "space" method for the production of cryogenic RT. In this case, the method should be based on existing technologies and devices with minimal dimensions, not to use dynamic units and additional refrigerants.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии производства жидкого ракетного топлива, снижение массогабаритных характеристик оборудования, увеличение срока хранения топлива на борту ОЗК, повышение надежности и ресурса космического заправочного комплекса в целом.The technical result of the invention is to simplify the production technology of liquid rocket fuel, reduce the overall dimensions of the equipment, increase the shelf life of fuel on board the OZK, increase the reliability and resource of the space refueling complex as a whole.

Технический результат достигается тем, что в способе производства жидкого ракетного топлива в космосе, включающем доставку воды на орбитальный комплекс с Земли, ее разложение электротоком с раздельным получением водорода и кислорода, предварительное охлаждение этих газов при контакте с холодной поверхностью конструкции орбитального комплекса, компремирование водорода и кислорода с их повторным охлаждением тем же способом, сжижение этих газов путем дросселирования, сбор полученных жидких компонентов топлива, процессы электролиза воды и компремирования полученных при этом водорода и кислорода осуществляют поочередно, пневматически изолируя электролизер от полученных газов, при этом компремируют водород и кислород последовательно: сначала электрохимическим способом сжимают водород, а затем этим водородом сжимают кислород, причем после сжижения кислорода использованный для его компремирования водород перед дросселированием охлаждают полученным жидким кислородом до температуры ниже температуры инверсии при данном давлении.The technical result is achieved in that in a method for producing liquid rocket fuel in space, including delivering water to an orbital complex from the Earth, its decomposition by electric current with separate production of hydrogen and oxygen, preliminary cooling of these gases in contact with a cold surface of the orbital complex structure, hydrogen compression and oxygen with their re-cooling in the same way, liquefying these gases by throttling, collecting the resulting liquid fuel components, electrolysis processes in The hydrogen and oxygen obtained in this case are compressed and alternately carried out, pneumatically isolating the electrolyzer from the obtained gases, while hydrogen and oxygen are compressed sequentially: first, hydrogen is compressed by the electrochemical method, and then oxygen is compressed by this hydrogen, and after oxygen has been liquefied, the hydrogen used to compress it before by throttling, the resulting liquid oxygen is cooled to a temperature below the inversion temperature at a given pressure.

Суть данного предложения в следующем.The essence of this proposal is as follows.

Модифицирована наиболее проблематичная стадия технологического процесса производства топлива - компремирование электролизных газов (водорода и кислорода). Для этого используется электрохимический компрессор водорода. Высокий уровень давления, который можно получить этим способом (400 атм и выше), позволяет отказаться и от использования водородных турбодетандеров. Тем самым повышается ресурс и надежность криогенной установки в целом. Водород высокого давления, полученный таким образом, используется для компремирования охлажденного кислорода, который затем сжижается в процессе дросселирования (цикл сжижения газов Джоуля-Томсона).The most problematic stage of the fuel production process has been modified - compression of electrolysis gases (hydrogen and oxygen). For this, an electrochemical hydrogen compressor is used. The high level of pressure that can be obtained by this method (400 atm and above) also eliminates the use of hydrogen turbo expanders. This increases the resource and reliability of the cryogenic installation as a whole. The high pressure hydrogen thus obtained is used to compress chilled oxygen, which is then liquefied during the throttling process (Joule-Thomson gas liquefaction cycle).

Для последующего сжижения водорода, использованного для сжатия и сжижения кислорода, его сначала охлаждают полученным ранее жидким кислородом до температуры ниже температуры инверсии (при давлениях несколько сотен атмосфер эта температура близка к 170-200 К), после чего также дросселируют (как раньше - кислород). Следует отметить, что сходным способом (глубокое охлаждение + сжатие + дросселирование) сжижают водород и в наземных условиях, однако в данном случае в технологическом процессе используется сам продукт производства - окислитель. Кроме того, в наземных установках водород охлаждают еще до его компремирования - это сокращает энергопотребление водородных компрессоров и турбодетандеров. В данном случае целесообразно охлаждать уже компремированный водород - это уменьшает габариты охлаждающих теплообменников.For the subsequent liquefaction of hydrogen used to compress and liquefy oxygen, it is first cooled with previously obtained liquid oxygen to a temperature below the inversion temperature (at pressures of several hundred atmospheres, this temperature is close to 170-200 K), after which it is also throttled (as before - oxygen) . It should be noted that in a similar way (deep cooling + compression + throttling) hydrogen is also liquefied in terrestrial conditions, however, in this case, the production product itself, the oxidizer, is used in the technological process. In addition, in surface installations, hydrogen is cooled before it is compressed - this reduces the energy consumption of hydrogen compressors and turbo expanders. In this case, it is advisable to cool already compressed hydrogen - this reduces the dimensions of the cooling heat exchangers.

Таким образом, технологии получения двух компонентов ракетного топлива объединены в общий процесс: для сжижения электролизных газов в данном способе поочередно используются сами же эти газы (газообразный водород - для сжижения кислорода, жидкий кислород - для сжижения водорода). Это позволяет минимизировать массогабаритные параметры криогенной установки и повысить надежность космического заправочного комплекса в целом.Thus, the technologies for producing two components of rocket fuel are combined into a common process: for the liquefaction of electrolysis gases in this method, these gases themselves are used in turn (gaseous hydrogen to liquefy oxygen, liquid oxygen to liquefy hydrogen). This allows you to minimize the weight and size parameters of the cryogenic installation and increase the reliability of the space refueling complex as a whole.

Реализовать данный способ можно следующим образом. Доставленную с Земли на орбитальный комплекс воду направляют в твердополимерный электролизер для ее разложения электротоком с раздельным получением водорода и кислорода. Затем полученные газы предварительно охлаждают при контакте с холодной поверхностью конструкции орбитального комплекса. При этом кислород охлаждают до температуры холодных конструкций КА, а водород - только до температуры, приемлемой для электрохимического компрессора водорода (ЭКВ), точнее для его мембраны (около 50°C). Компремирование водорода в ЭКВ осуществляется за счет протонной проводимости этой мембраны так же, как в твердополимерном электролизере (Electrochemical hydrogen compressor - Wikipedia). Необходимо отметить, что такой компрессор позволяет получить водород с давлением до 400 атм и более. При таком давлении плотность газообразного водорода (около 100 г/м при давлении 1 атм) уже близка к плотности жидкого (около 70 кг/м) («Hydrogen - A Competitive Energy Storage Medium To Enable the Large Scale Integration of Renewable Energies)), Seville, 15-16 November 2012, HyET Electrochemical Hydrogen Compression, http://www.iphe.net/docs/Events/Seville_11-12/V). Это существенно облегчает дальнейший процесс сжижения водорода.Implement this method as follows. Water delivered from the Earth to the orbital complex is sent to a solid polymer electrolyzer for its decomposition by electric current with separate production of hydrogen and oxygen. Then, the obtained gases are pre-cooled by contact with the cold surface of the orbital complex structure. In this case, oxygen is cooled to the temperature of the cold structures of the spacecraft, and hydrogen is only cooled to a temperature acceptable for the electrochemical hydrogen compressor (EEC), more precisely for its membrane (about 50 ° C). Compression of hydrogen in ECV is carried out due to the proton conductivity of this membrane in the same way as in a solid polymer electrolyzer (Electrochemical hydrogen compressor - Wikipedia). It should be noted that such a compressor allows you to get hydrogen with a pressure of up to 400 atm or more. At this pressure, the density of gaseous hydrogen (about 100 g / m at a pressure of 1 atm) is already close to the density of liquid (about 70 kg / m) ("Hydrogen - A Competitive Energy Storage Medium To Enable the Large Scale Integration of Renewable Energies)), Seville, November 15-16, 2012, HyET Electrochemical Hydrogen Compression, http://www.iphe.net/docs/Events/Seville_11-12/V). This greatly facilitates the further process of liquefying hydrogen.

Перед электрохимическим компремированием водорода электролизные газы собирают в промежуточных емкостях, которые после их наполнения изолируют от твердополимерного электролизера (последний при этом может отключаться или переключаться на заполнение других таких же емкостей). Пневматическая изоляция электролизера необходима для того, чтобы предотвратить разрушение мембраны электролизера перепадом давления при последующем компремировании водорода. Затем собранный водород направляют в ЭКВ, выход которого подключен к устройству, компремирующему наработанный кислород (например, компенсатору перепада давления поршневого или сильфонного типов).Before electrochemical hydrogen compression, electrolysis gases are collected in intermediate containers, which, after filling, are isolated from the solid polymer electrolyzer (the latter can be switched off or switched to fill other similar containers). Pneumatic isolation of the electrolyzer is necessary in order to prevent the destruction of the electrolyzer membrane by a pressure drop during subsequent hydrogen compression. Then, the collected hydrogen is sent to an ECB, the output of which is connected to a device that compresses the accumulated oxygen (for example, a piston or bellows type differential pressure compensator).

Если в процессе электролиза давление газов поддерживается одинаковым (изобарный электролизер), объем и число молей водорода всегда вдвое больше, чем кислорода. При работе ЭКВ, когда давление на его выходе повышается и водород начинает заполнять объем, ранее занятый кислородом, конечное давление кислорода может увеличиться до трех раз. При этом будет использован весь наработанный вместе с кислородом водород. Если же использовать дополнительное количество водорода (наработанное, например в предыдущем цикле электролиза), то давление компремированного кислорода можно увеличить еще больше.If during the electrolysis the gas pressure is maintained the same (isobaric electrolyzer), the volume and number of moles of hydrogen is always twice that of oxygen. During ECV operation, when the pressure at its outlet rises and hydrogen begins to fill the volume previously occupied by oxygen, the final oxygen pressure can increase up to three times. In this case, all the hydrogen accumulated with oxygen will be used. If you use additional hydrogen (accumulated, for example, in the previous electrolysis cycle), then the pressure of compressed oxygen can be increased even more.

Более высокое давление компремированных газов можно получить также, используя дифференциальные электролизные ячейки (например, WO 0137359 А2, 25.05.2001 и др.). В этом случае начальный объем кислорода можно сделать меньше, а его давление - больше. При последующем сжатии кислорода водородом конечное давление газов также увеличится в 3 раза, т.е. будет больше на величину тройного начального перепада давления между водородом и кислородом.A higher pressure of the compressed gases can also be obtained using differential electrolysis cells (for example, WO 0137359 A2, 05.25.2001, etc.). In this case, the initial volume of oxygen can be made smaller and its pressure larger. With the subsequent compression of oxygen by hydrogen, the final gas pressure will also increase 3 times, i.e. will be greater by the value of the triple initial differential pressure between hydrogen and oxygen.

После компремирования кислород дополнительно охлаждается за счет контакта с охлажденными конструкциями ОЗК. В результате можно получить кислород, охлажденный до температуры порядка 100-150 К и давлением несколько сотен атмосфер. Этого более чем достаточно для того, чтобы при последующем дросселировании (например, с использованием пористой преграды) превратить его в жидкость, т.е. получить жидкий ракетный окислитель.After compression, the oxygen is further cooled by contact with the cooled OZK structures. As a result, it is possible to obtain oxygen cooled to a temperature of the order of 100-150 K and a pressure of several hundred atmospheres. This is more than enough to turn it into a liquid during subsequent throttling (for example, using a porous barrier), i.e. get a liquid rocket oxidizer.

После сжижения кислорода водород высокого давления, использованный для этого, охлаждается полученным жидким кислородом до температуры ниже температуры инверсии, а затем также сжижается путем дросселирования (например, с использованием пористой преграды). Для экономии жидкого кислорода водород при этом можно предварительно охладить за счет холода конструкций ОЗК, а для снижения температуры компремированного водорода перед его дросселированием можно использовать кислород, кипящий при пониженном давлении (так же, как это делается в наземных криогенных установках).After liquefying oxygen, the high-pressure hydrogen used for this is cooled by the obtained liquid oxygen to a temperature below the inversion temperature, and then it is also liquefied by throttling (for example, using a porous barrier). In order to save liquid oxygen, hydrogen can be pre-cooled due to the cold of the OZK designs, and to lower the temperature of the compressed hydrogen, oxygen boiling under reduced pressure can be used before throttling it (just like in ground-based cryogenic plants).

Claims

A method of producing liquid rocket fuel in space, including the delivery of water to the orbital complex from the Earth, its decomposition by electric current with separate production of hydrogen and oxygen, preliminary cooling of these gases in contact with the cold surface of the structure of the orbital complex, compression of hydrogen and oxygen with their repeated cooling way, the liquefaction of these gases by throttling and collecting the resulting liquid fuel components, characterized in that the processes of water electrolysis and compression The scientists studied in this case carry out hydrogen and oxygen sequentially, pneumatically isolating the electrolyzer from the obtained gases, while compressing hydrogen and oxygen sequentially - first, hydrogen is compressed electrochemically, and then oxygen is compressed by this hydrogen, and after liquefying oxygen, the hydrogen used to compress it is cooled before throttling liquid oxygen to a temperature below the inversion temperature at a given pressure.