Hydyne

L'Hydyne, ou Hydine, (prononcé en anglais : /ˈhaɪdaɪn/), originellement Bagel, est un mélange massique de 60 % de 1,1-diméthylhydrazine (UDMH) et 40 % de diéthylènetriamine (DETA).

Hydyne
Carburant liquide
Formule développée plane des constituants de l’Hydyne (1,1-diméthylhydrazine et diéthylènetriamine). Représentation 3D de type surface de van der Waals (en) de la 1,1-diméthylhydrazine et de la diéthylènetriamine.
Identité
Créateur	Mary Sherman MorganMary Sherman Morgan
Date de création	1956
Utilisé sur	Jupiter-A Jupiter-C Juno I Beechcraft AQM-37 JayhawkBeechcraft AQM-37 Jayhawk
Identification
Synonymes	Hydine, U-DETA, Mixed amine fuel No. 4, MAF-4, Bagel
Apparence	Liquide clair et incolore à l’odeur ammoniacale
Propriétés physiques
T° fusion	−84,4 °C
T° ébullition	69,6 °C
Masse volumique	0,845 9 g cm−3
T° d'auto-inflammation	279 °C
Point d’éclair	7,8 °C
Limites d’explosivité dans l’air	2 (LIE) à 90 %vol. à temp. ambiante
Pression de vapeur saturante	à 24,85 °C : 15,732 kPa
Viscosité dynamique	1,4 cP
Point critique	285 °C, 53,3 atm
Thermochimie
ΔfH0liquide	51,455 cal/g à 24,85 °C
Cp	0,65 cal g−1 K−1
Propriétés optiques
Indice de réfraction	à 24,85 °C : 1,438
Propriétés avec oxydants
Oxygène liquide
Rapport Hydyne/Oxygène liquide optimal	1,73
Impulsion spécifique (Isp)	359 s
Impulsion spécifique au niveau de la mer	306 s
Masse volumique	1,06 g/cm3
Mixed oxides of nitrogen
Rapport Hydyne/Mixed oxides of nitrogen optimal	2,84
Impulsion spécifique (Isp)	335 s
Impulsion spécifique au niveau de la mer	287 s
Masse volumique	1,19 g/cm3
Peroxyde d'azote
Rapport Hydyne/Peroxyde d'azote optimal	2,71
Impulsion spécifique (Isp)	330 s
Impulsion spécifique au niveau de la mer	282 s
Masse volumique	1,22 g/cm3
Pentafluorure de brome
Rapport Hydyne/Pentafluorure de brome optimal	3,85
Impulsion spécifique (Isp)	227 s
Impulsion spécifique au niveau de la mer	227 s
Masse volumique	1,78 g/cm3
Trifluorure de chlore
Rapport Hydyne/Trifluorure de chlore optimal	2,98
Impulsion spécifique (Isp)	331 s
Impulsion spécifique au niveau de la mer	276 s
Masse volumique	1,43 g/cm3
Fluorure de perchloryle
Rapport Hydyne/Fluorure de perchloryle optimal	2,78
Impulsion spécifique (Isp)	285 s
Impulsion spécifique au niveau de la mer	285 s
Masse volumique	1,22 g/cm3
Précautions
SGH
SIMDUT
B2, D1A, D2A, E, B2 : Liquide inflammable D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques E : Matière corrosive Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Ergol jusqu'à la fin des années 1950, il était utilisé comme carburant spécifiquement pour les fusées de la série Redstone, en particulier pour les fusées Jupiter-A, Jupiter-C et Juno I et le drone cible Beechcraft AQM-37 JayhawkBeechcraft AQM-37 Jayhawk. L'oxygène liquide est utilisé comme oxydant, excepté sur le drone cible utilisant de l'IRNFA. North American Aviation a chargé Mary Sherman MorganMary Sherman Morgan de concevoir l'Hydyne afin d'améliorer les performances du lanceur américain Juno I, qui mettra en orbite le premier satellite américain Explorer 1. Sa toxicité et son effet corrosif seront son inconvénient, qu'il le mettra hors service sur les lanceurs spatiaux, en raison de son risque potentiel sur les vols habités du programme Mercury, vol utilisant un lanceur Redstone. Il a du moins continué à asservir le drone cible, jusqu’à sa retraite. L'avion supersonique à moteur-fusée Bell X-1 a également essayé l'Hydyne.

L’Hydyne est une substance hygroscopique, claire à température ambiante, et incolore, dégageant une odeur ammoniacale, miscible en toute proportion à l’eau et à d’autres substances. Les propriétés de l’Hydyne sont semblables à celles de l'UDMH.

L’Hydyne fait partie de la série de carburant Mixed amine fuel, il est désigné sous le nom de code Mixed amine fuel 4, abrégé en MAF-4, ou par U-DETA, contraction de UDMH-DETA.

Étymologie

Le mot Hydyne vient probablement du mot Hydrazines (en), classe de composés chimiques de l’UDMH et le DETA, les constituants de l’Hydyne, donnant le préfixe Hy-, et du mot dyne, une unité de mesure de puissance, le complétant comme suffixe. Le carburant peut aussi être écrit « Hydine », mais aucune source précise l’origine de la variante d’écriture.

Histoire

V2 et opération Paperclip

Pendant la Seconde Guerre mondiale, une équipe de recherche allemande conçoit des missiles V2 pour éliminer des villes, principalement au Royaume-Uni et en Belgique. Cependant, en raison de la très faible capacité d'emport d’explosif du V2, et d'une précision insatisfaisante, les V2 sont globalement considéré comme une échec. Après la guerre, dans le cadre de l'opération Paperclip, les Américains ont escorté la plupart des ingénieurs qui ont développé le V2, dont Wernher von Braun, qui était responsable du développement du missile. Afin de rattraper les retards dans l'armement balistique par rapport à l'Allemagne, l'armée américaine a embauché North American Aviation (NAA) pour l'américanisation par extrapolation du V2, donnant ainsi le PGM-11 Redstone.

Course à l'espace

Wernher von Braun a proposé en 1954 l'idée de mettre un satellite en orbite lors d'une réunion du comité de vol spatial de l'américain Rocket Society. Il baptisait son projet « Orbiter », et son plan était d'utiliser une fusée de recherche et développement, dérivée du PGM-11 Redstone, le Jupiter-C, avec des grappes de petits propulseurs à propulsion solide au sommet.

En pleine année géophysique internationale, qui doit s’étaler de juillet 1957 à décembre 1958, Les États-Unis et l’Union des républiques socialistes soviétiques déclarent vouloir chacun placer un satellite artificiel en orbite terrestre basse. Aux États-Unis, deux camps de recherches voient le jour, pour réussir la mise en orbite d’un satellite avant les Soviétiques. Le premier, est le projet Orbiter, dirigé par Wernher von Braun et son équipe d’ingénieurs allemands, avec une étroite collaboration de l’US Army. L’autre camp est celui du Naval Research Laboratory, travaillant sur le programme Vanguard, une fusée-sonde Viking modifiée qui permettra l’envoie d’un petit satellite d'un kilogramme. Pour se charger de sélectionner le vainqueur, le comité scientifique suit les directives présidentielles qui stipulent que le projet doit conserver un caractère civil.

Le 29 juillet 1955, au détriment d’Orbiter pourtant plus abouti, le président Eisenhower approuve le programme Vanguard.

Le 4 octobre 1957, les Soviétiques réussissent la première mise en orbite d’un satellite, Spoutnik 1, suivie par Spoutnik 2 un moins plus tard, contenant la chienne Laïka. Les Américains répliquent le 6 décembre 1957, avec un vol d’une fusée Vanguard, ne volant seulement deux secondes avant d’exploser en se crashant sur le pas de tir. Après cette défaite, les États-Unis se tournent vers Wernher von Braun et ses fusées Redstone, plus particulièrement son Jupiter-C, pour les transformer en lanceurs. Mais un problème apparait : tel que conçu, le Jupiter-C n'avait pas une capacité de levage suffisante pour atteindre l'orbite. Wernher von Braun avait calculé que si on augmentait l’efficacité du carburant de 8 %, la fusée serait capable de mettre un satellite en orbite. Avant la création de l’Hydyne, les fusées de la famille Redstone utilisaient de l’éthanol coupé à 25 % d’eau comme carburant, et de l’oxygène liquide comme comburant (oxydant). Pour la conception d’un nouveau carburant, mais aussi un oxydant, l’armée insiste pour que la NAA mette à la tête du projet une personne. Ainsi, lorsqu’un colonel vient au bureau de la NAA avec des nouvelles du contrat, la NAA lui répondit sans hésiter que Mary Sherman MorganMary Sherman Morgan sera à la tête du projet. Le colonel s’en oppose, car Mary ne possède pas de diplôme universitaire, et se trouvait également être une femme. Mais après insistance, Mary est mise à la tête du projet, pour la conception du nouveau carburant, mais aussi d’un nouvel oxydant.

Développement

Lancement du satellite Explorer 1 par une fusée Juno I le 1^er février 1958, dont le premier étage était propulsé à l’Hydyne avec de l’oxygène liquide (LOx).

Durant le développement de l'Hydyne, Mary est aidée pour les calculs par Bill Weber et Toru Shimizu, qui venaient d'obtenir une maîtrise en génie chimique et avaient été embauchés lors d'un salon de l'emploi. Travaillant jour et nuit, ils essayent de faire des suppositions éclairées sur les combinaisons qui fonctionneraient, puis de faire le calcul pour prouver les résultats. Mis à part le carburant, la NAA et l’armée avaient aussi demandé à Mary de concevoir une alternative à l’oxygène liquide, mais sachant qu'il y avait des centaines de combinaisons de combustibles, mais peu d'options pour les oxydants, elle continue le développement du carburant, car elle savait qu'il y avait de bien meilleures chances de trouver une alternative pour le carburant.

Le lendemain, les trois chercheurs trouvent la masse volumique, et Mary commande quatre tonnes de diéthylènetriamine, mais le ratio n’est pas encore établi. En peu de temps, Mary suppose que le ratio UDMH/DETA est 60/40, confirmé par le calcul. Elle baptise sa substance « Bagel ». Le choix de ce nom est un jeu de mot avec l’oxydant utilisé, l’oxygène liquide, abrégé en « LOx », qui porte le même nom qu’un filet de saumon baptisé Lox (en), servi avec du bagel. Mais l’armée, n’acceptant pas ce nom, le renomme « Hydyne ». Grâce à ce nouveau carburant, le gain est augmenté de 8 % au minimum, et le moteur devrait continuer pendant 155 s dans trois tests distincts. Dans les premiers temps, des suppositions ont été établies. Un jour, la manière dont l’Hydyne est introduit et mélangé dans le moteur-fusée est légèrement modifié. Après trois essais, le moteur-fusée consommait le carburant pendant parfaitement 155 s. Le carburant est alors validé. L’Hydyne pouvait produire une poussée de 83 000 lbf (369 kN) mélangé à de l’oxygène liquide, avec un ratio de 1,73, plus que l’alcool éthylique. De plus, son impulsion spécifique est supérieure à celui de l’éthanol, et est aussi plus dense, ce qui permettait une charge propulsive accrue.

Essais

Le premier test de l'Hydyne a eu lieu au Santa Susana Field Laboratory, sur le Vertical Test Stand 1 (« Banc d’essai vertical 1 ») (VTS-1), le 5 janvier 1955 ; Mary Sherman MorganMary Sherman Morgan est venue assister au test, qui consistait en un allumage de quarante secondes. En entendant le commentateur annoncer les différentes procédures, elle est subjuguée que l'oxydant soit nommé « LOx », pour liquid oxygen (oxygène liquide), mais son carburant par « Carburant », au lieu de « Hydyne ».

À 10 h 10, le moteur-fusée NAA Redstone A-7 s'est enflammé. Un « Pop » apparaît, puis une lumière intense apparaît pendant trois secondes, puis plus rien. En colère, Mary entre dans la salle de contrôle en ignorant le panneau « Personnel autorisé » et demande la raison de l'arrêt du moteur-fusée A-7. Art Fischer, un technicien, a répondu que le système de sécurité demandait un arrêt automatique, en raison de l'instabilité de la chambre de combustion du moteur-fusée. Mary lui a demandé pourquoi cette instabilité a eu lieu, et tous les ingénieurs de la salle ont ri. L'un des ingénieurs lui dit qu'elle est l’experte et que c’est elle qui doit savoir la cause de la panne.

Période d'utilisation

La première utilisation de l’Hydyne est sur un vol de recherche et de développement baptisé sous le nom de code de RS-22, lancé le 29 novembre 1956, sur une fusée Jupiter-A, un missile PGM-11 Redstone reconverti en une fusée expérimentale. L'objectif principal du test était de tester le contrôle d'une configuration de missile instable en utilisant un compteur d'angle d'attaque dans la phase ascendante. Le point de visée est manqué de 157 200 m. Le vol fut un échec, car l'impulsion spécifique a dépassé les valeurs prévues.

Par la suite, il fut utilisé à deux reprises sur les fusées Jupiter-C. Le 6 décembre 1958, le pilote John B. McKay prend le contrôle du Bell X-1 modèle E, un avion expérimental à moteur-fusée pour effectuer un vol de recherche afin de tester les changements du moteur. Sur ce vol d’essai à basse altitude et à basse vitesse, de l’Hydyne est utilisé comme carburant. Cela permet d’atteindre la vitesse maximale du X-1E à près de Mach 3. Par la suite, l’Hydyne est utilisé sur les six lancements du Juno I, dont celui de l’envoi d’Explorer 1, premier satellite américain.

Abandon

À partir du programme Mercury, l’Hydyne ne fut plus utilisé.

Pour le programme Mercury, la NASA doit trouver un missile pour le reconvertir en lanceur spatial, pour lancer une capsule Mercury avec un astronaute à son bord. L’agence choisie le missile SM-65 Atlas pour l’envoi de l’astronaute, mais les essais en vols sont peu satisfaisants : au premier vol, il subit une défaillance structurelle peu après le lancement, elle n'a donc pu atteindre sa trajectoire prévue. Un autre échec a eu lieu lors du lancement en vol orbital de Mercury-Atlas 3. Par précaution, la NASA est forcée de désigner un nouveau lanceur pour le programme, en attendant que l’Atlas devienne opérationnel. La NASA se tourne alors vers le missile PGM-11 Redstone, et sa famille de fusée comprenant Jupiter-C et Juno I, fusées ayant fait leurs preuves grâce à l'Hydyne. Mais le carburant présente un défaut majeur : l’Hydyne est extrêmement toxique et corrosif. De plus, l’A-7, le moteur-fusée du Redstone, n'avait jamais volé avec l'Hydyne. Si l’Hydyne est utilisé sur les vols habités du programme Mercury, cela pourrait mettre en danger l’astronaute en cas de défaillances. Les deux premiers vols habités ont bien eu lieu sur une fusée Redstone, renommé pour le programme Mercury-Redstone, sans l’utilisation de l’Hydyne, mais avec de l’alcool éthylique. Après que les Atlas, alors renommés Atlas LV-3B pour le programme, deviennent opérationnels, la Mercury-Redstone est mise hors service.

Un AQM-37A sur un A-6E Intruduer. Ce modèle de AQM est celui qui donnera le AQM britannique utilisant de l’Hydyne et de l’IRFNA.

Néanmoins, l’entreprise britannique Short Brothers obtient et produit à hauteur de 75 exemplaires sous licence des drones cibles Beechcraft AQM-37 JayhawkBeechcraft AQM-37 Jayhawk, ici renommé « SD.2 Stiletto », pour le compte de la Royal Air Force, entre 1976 et 1996. Son moteur-fusée Rocketdyne LR64-NA-4 (alias P4-1 Booster) utilise comme comburant de l’acide nitrique fumant rouge (IRFNA) et de l’Hydyne comme carburant, produisant ainsi 850 lb, soit 3,781 kN.

Propriétés

Apparence

Le moteur-fusée A-7, le propulseur dans lequel l’Hydyne est injecté avec de l’oxygène liquide, provoquant une poussée élevée.

L’Hydyne se présente sous l’apparence d’un liquide hygroscopique, clair à température ambiante, et incolore, dégageant une odeur ammoniacale. Il est miscible en toutes proportions avec l’eau, l'UDMH, l'acétonitrile, la DETA, l'hydrazine, l'éthanol et le MMH. Sa miscibilité avec le JP-4 et le RP-1 n’est que partielle.

Propriétés physiques

Point d'ébullition

Le point d’ébullition a été mesuré à 69,57 °C, par ajustement de la courbe des moindres carrés de la pression de vapeur à partir de deux mesures rapportées par Rocketdyne et FMC Corporation. Rocketdyne a obtenu un résultat de 71,7 °C, alors que FMC Corporation trouve 64,4 °C.

Point de fusion

Rocketdyne rapporte un point de fusion de l’Hydyne à −84,4 °C, mais cette valeur, dû à l’aspect visqueux et vitreux que l’Hydyne prend à cette température, présente une incertitude considérable.

Pression de vapeur

La pression de vapeur a été mesurée et rapportée par Food Machinery and Chemical Corporation (FMC) et Rocketdyne. Cependant, la pureté et les données de composition faisaient défaut et relativement peu de points de données avec une dispersion considérable ont été obtenus. Basée sur les données disponibles, la pression de vapeur peut être décrite :

$log_{10}P\,{\text{(mmHg)}}=8,2762-{\frac {1\,849,4}{T\,{\text{(K)}}}}$

$log_{10}P\,{\text{(psia)}}=6,5626-{\frac {3\,329,0}{T\,(^{\circ }{\text{R}})}}$

Masse volumique

La masse volumique a été mesurée par FMC et Reaction Motors Division (RMD) en trois ensembles de données, mais les ensembles de données comprennent des erreurs, des variations de composition, des impuretés de la DETA allant jusqu’au 9 %, faussant les données. Aucune tentative de correction des données n'a été effectuée, à cause du manque de savoir sur les conditions et les méthodes utilisées sur les mesures. Toutes les données disponibles, à l'exception d'un point manifestement en désaccord avec le reste, ont été utilisées pour dériver l'équation de masse volumique suivante :

$\rho \,({\text{g/cm}}^{3})=1,1697-0,001086\,T\,{\text{(K)}}$

Indice de réfraction

Deux valeurs de l’indice de réfraction de l’Hydyne ont été reportées. La première, mesurée par le Bureau des mines des États-Unis, a donné une fourchette entre 1,443 et 1,446 à 13 °C, alors que Cant Grant^[Qui ?] a obtenu 1,438 à 25 °C.

Propriétés chimiques

Les propriétés chimiques de l’Hydyne peuvent être déterminées grâce à ses deux composants : l'UDMH et la DETA. Ce mélange basique peut être lentement oxydé par le CO₂, contenu par exemple dans l’atmosphère terrestre. L’hydyne attaque le cuivre et le laiton, grâce à l'UDMH. Bien qu’aucune donnée spécifique sur les réactions chimiques de l’Hydyne n’ait été reportée, on peut supposer que l’Hydyne possède les mêmes propriétés que l'UDMH.

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie standard de formation

L’enthalpie standard de formation $\Delta H_{{\text{f}}(298)}^{0}$ de l'Hydyne peut être calculée à partir de l’enthalpie standard de formation des deux ingrédients et de la fraction molaire. Sachant que la composition massique exacte de l’Hydyne est de 60 % en UDMH et de 40 % en DETA, l’enthalpie standard de formation (à 298,15 K) de l’Hydyne est de 3,70 kcal/mol. La mole est définie comme 72,149 8 g avec la formule brute :

${\ce {C_{2,5595}H_{9,3986}N_{2,2797}}}$

Composé	Composition massique (%)	Fraction molaire	$\Delta H_{{\text{f}}(298)}^{0}$ (kcal/mol)
UDMH (C2H8N2, M = 60,1 g/mol)	60	0,72	12,339
DETA (C4H13N3, M = 103,2 g/mol)	40	0,28	−18,5

$\Delta H_{{\text{f}}(298)}^{0}=0,72\,(12,339)+0,28\,(-18,5)$

$\Delta H_{{\text{f}}(298)}^{0}=3,70\,{\text{kcal/mol}}$

ou :

$\Delta H_{{\text{f}}(298)}^{0}=51,3\,{\text{cal/g}}$

Constantes d'état critique

Les valeurs critiques de température et de pression, également mesurées par Rocketdyne, rapportaient respectivement 285 °C et 784 psia. Les méthodes utilisées pour obtenir ces résultats ne sont pas connues car la source originale des données n'était pas disponible, faisant ces valeurs invérifiables. De plus, comme l'Hydyne est un mélange, les données se réfèrent très probablement à un point « pseudocritique », de sorte que ces valeurs doivent donc être traitées comme provisoires.

Décomposition radiolytique

La décomposition radiolytique de l’Hydyne a été reportée à 149,4 mL de gaz d'échappement radiolytique, mesurée à 25 °C et 1 atm, lorsqu'il est irradié à 8,5 × 10⁶ rads avec des rayons gamma. Cette étude fut réalisée pour déterminer s'il est possible de supprimer la génération de gaz non condensables lorsque les carburants liquide Hydrazine, RP-1 et Hydyne sont soumis à un rayonnement gamma au cobalt 60. Plus la suppression de cette génération de gaz d'échappement est élevée, plus la capacité de stockage des combustibles par rapport aux rayonnements ionisants dans l'espace et des moteurs-fusées nucléaires est élevée.

Propriétés avec oxydants

Propriétés des combinaisons de l’Hydyne avec divers oxydants

Oxydant	Rapport oxydant/Hydyne optimal	Température de combustion	Impulsion spécifique	Impulsion spécifique au niveau de la mer	Densité
Oxygène liquide (LOx)	1,73	3 585 K	359 s	306 s	1,02
	L'oxygène liquide était le plus récent, le moins cher, le plus sûr et finalement l'oxydant de préférence des lanceurs spatiaux. C'est l'unique comburant qui était utilisé avec l'Hydyne avec l'IRFNA.
Mixed oxides of nitrogen (MON)	2,84	3 475 K	335 s	287 s	1,19
	Le MON ne fut jamais utilisé avec l’Hydyne.
Peroxyde d'azote (NTO)	2,71	3 395 K	330 s	282 s	1,22
	Le peroxyde d’azote ne fut jamais avec l’Hydyne.
Pentafluorure de brome (BrF5)	3,85	3 195 K	227 s	227 s	1,78
	Les problèmes de manipulation et les risques pour la sécurité du pentafluorure de brome toxique l'emportaient sur les avantages de performance.
Trifluorure de chlore (ClF3)	2,98	3 710 K	331 s	276 s	1,43
	Le trifluorure de chlore a eu de meilleures performances en utilisant du carburant à hydrazine.
Fluorure de perchloryle (ClO3F)	2,78	3 290 K	285 s	285 s	1,22
	Le fluorure de perchloryle n'a eu aucune application avec l'Hydyne, car il a de meilleures performances en utilisant du carburant à base d'hydrazine.

Dangerosité

Toxicité

En absence d'informations détaillées pour des mélanges spécifiques, on peut déterminer la toxicité de l’Hydyne à partir de celle de ses deux composants. L’UDMH est le composant ayant la pression de vapeur la plus élevée, il est donc de considération primordiale. L'UDMH et la famille de combustibles aminés mixtes (MAF), comprenant l’Hydyne, représentent un danger humain par :

• contact avec les yeux à l’état liquide ou gazeux ;
• inhalation de vapeur ;
• exposition à la peau à l’état liquide ou à forte concentration de vapeur ;
• explosion ou combustion.

Inflammabilité

L'UDMH est inflammable dans l'air sur une très large gamme de concentrations mais la plage d'inflammabilité pour les MAF, comprenant l’Hydyne, peuvent être légèrement plus étroite que pour l’UDMH. Toutes ces substances sont hypergoliques avec certains oxydants, tels que les acides nitriques fumants, le tétroxyde d'azote, le peroxyde d'hydrogène, le trifluorure de chlore et le fluor. Les chiffons, déchets de coton, chutes de bois, excelsior et autres matériaux de grande surface, provoquent une inflammation spontanée à l’absorption de l’UDMH ou des MAF. Ils ne doivent en aucun cas être stockés dans des conditions qui empêchent la dissipation de la chaleur qui s'accumule lors de l'oxydation progressive. Lorsqu'ils entrent en contact avec de telles matières organiques, des incendies peuvent être provoqués. Deux types d’incendies se produisent : les feux supportés librement dans l'air et les feux supportés par un oxydant (ex. : combustion de type torche). Dans les espaces clos, le personnel se trouvant dans un environnement où la limite inférieure d'explosivité (LIE) atteint 20 % doit être évacué.

Explosion

Les propriétés de l’UDMH et des combustibles aminés mixtes sont presque similaires, puisque la vapeur est principalement de l'UDMH. Une teneur d’UDMH supérieure à 2 % dans l’air peut initier une inflammation par une étincelle électrique ou une flamme nue. En raison de la pression de vapeur élevée et d'une large plage d'inflammabilité, la possibilité qu'un mélange explosif se forme sur le liquide est très élevée. L'UDMH doit être stockée et manipulée sous une atmosphère d’azote.

Logistique

Conception

L’Hydyne est un mélange massique de 60 % d’UDMH et de 40 % de DETA, la production se fait sous un rembourrage d'azote.

UDMH

L'UDMH est fournie principalement aux États-Unis par Chemical Corporation et Food Machinery, dans l’usine de fabrication de Baltimore, dans le Maryland. La synthèse de l'UDMH est réalisée par FMC Corporation via la nitrosation de la diméthylamine (DMA) en N-nitrosodiméthylamine, suivie de la réduction de cet intermédiaire en (CH₃)₂ N₂H₂ (UDMH) :

${\ce {(CH3)2NH + HNO_2 -> (CH3)2NNO + H2O}}$

${\ce {(CH3)2NNO + HN2 -> (CH3)NNH2 + H2O}}$

La substance est ensuite purifiée et distillée, donnant ainsi l'UDMH presque anhydre.

Une autre méthode de fabrication est le procédé de Olin Raschig (en), utilisé pour la production de l'hydrazine et de la méthylhydrazine. Pour l'UDMH, le procédé est modifié par la substitution de la diméthylamine à l'ammoniac dans la réaction de deuxième étape avec la chloramine.

DETA

La DETA est quant à elle disponible dans le commerce, fabriquée par Dow Chemical et Carbide and Carbon Chemicals Company ; elle est obtenue en traitant le dichlorure d'éthylène avec de l'ammoniac. Les conditions de réaction varient, mais dans tous les cas, un mélange est obtenu. À basse pression et température, elle est principalement produite avec un faible rendement ; si la pression et la température sont plus élevées, une plus grande proportion de diéthylènetriamine et d'autres polyéthylènepolyamines est produite.

Coût d'achat

Le coût d’achat de l’Hydyne en 1959 était de 0,81 US $/kg

Historique d'utilisation

Pour les neuf lancements ci-dessous, l'oxydant utilisé était l'oxygène liquide (LOx).

Chronologie d’utilisation de l’Hydyne sur les lanceurs spatiaux

No de l’Hydyne	Lanceur	No du lanceur	Date de lancement (UTC)	Résultat de la mission
1	Jupiter-A	9	18 décembre 1956	Succès
2	Jupiter-C	2	15 mai 1957	?
3		3	8 août 1957	Succès
4	Juno I	1	31 janvier 1958
5		2	5 mars 1958	Échec
6		3	26 mars 1958	Succès
7		4	26 juillet 1958
8		5	24 août 1958	Échec
9	Juno I (v. 5 étages)	6	23 octobre 1958

Culture populaire

En 2013, le fils de Mary Sherman Morgan, George D. Morgan, dramatise la création de l’Hydyne dans une pièce de théâtre intitulée « Rocket Girl », qui raconte une fiction historique de Mary Sherman Morgan et de sa création, l’Hydyne. Cette pièce fut diffusée au California Institute of Technology, en novembre 2008.

Notes et références

Annexes

Bibliographie

• (en) George D. Morgan, Rocket Girl: The Story of Mary Sherman Morgan, America's First Female Rocket Scientist, Prometheus Books, 9 juillet 2013, 334 p. (ISBN 978-1616147396).  — Ce livre, écrit par le fils de Mary Sherman Morgan, retrace toute la vie de sa mère, de sa naissance à sa mort, et de ses exploits, comme la création de l’Hydyne.

Articles connexes

• Mary Sherman MorganMary Sherman Morgan
• North American Aviation
• Jupiter-C
• Oxygène liquide
• Carburant
• A-7 (moteur-fusée)
• PGM-11 Redstone
• Juno I
• Ergol

Liens externes

• (en) [vidéo] « NASA History, The Launch of Explorer 1 », sur YouTube, 18 mars 2010 (consulté le 28 mars 2021)
• (en) [vidéo] « Reactions, The Woman Who Saved the U.S. Space Race (And Other Unsung Scientists) », sur YouTube, 2 février 2015 (consulté le 28 mars 2021)