Diseño preliminar del avión Stargazer M4 Omicrono
El revolucionario motor para tener aviones hipersónicos: se podría viajar de Madrid a Los Ángeles en menos de una hora
El motor de cohete de detonación rotativa de alto empuje de Venus Aerospace ha superado las primeras pruebas de vuelo con éxito.
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Desde que el icónico Concorde dejó de operar a principios de la década de los 2000, agencias espaciales, centros de investigación y empresas aeronáuticas de todo el mundo siguen trabajando en el desarrollo y la viabilidad de aviones comerciales capaces de romper la barrera del sonido.
Desde las pruebas de la NASA con el 'Concorde' silencioso X-59 hasta los avances de la estadounidense Boom Supersonic o la china Space Transportation, se busca una nueva generación de aviones supersónicos de pasajeros que sean fiables, seguros y económicamente viables para unir dos puntos del planeta sin escalas o interminables viajes en aviones comerciales convencionales.
Hay quien quiere ir un paso más allá y apuesta por nuevas tecnologías de propulsión hipersónica para acortar aún más los tiempos de los trayectos más largos. Venus Aerospace, con sede en Houston (Texas), ha logrado recientemente un hito crucial en ese sentido tras superar la primera prueba de vuelo desde tierra de su motor de cohete de detonación rotativa (RDRE) de alto empuje.
Primer vuelo del Motor de Cohete de Detonación Rotativa de Venus Aerospace
"Este es el momento por el que hemos trabajado durante cinco años", aseguró Sassie Duggleby, directora ejecutiva y cofundadora de Venus Aerospace, después del ensayo en el desierto de Nuevo México, en las instalaciones de Spaceport America. "Hemos demostrado que esta tecnología funciona, no solo en simulaciones o en el laboratorio, sino también en el aire. Con este hito, estamos un paso más cerca de hacer que los vuelos de alta velocidad sean accesibles, asequibles y sostenibles".
El objetivo final, además de desarrollar aplicaciones en el sector militar y aeroespacial, es hacer posible el vuelo del Stargazer M4, un avión comercial capaz de alcanzar una velocidad máxima de Mach 9 (el equivalente a 11.000 km/h), lo que permitiría viajar desde Madrid hasta Los Ángeles en menos de una hora.
El motor que lo hará posible
A diferencia de los motores de cohete convencionales que utilizan una combustión más lenta que la velocidad del sonido, los RDRE emplean un proceso de detonación continua y controlada que se produce a velocidades supersónicas. Esta diferencia fundamental no solo implica una mayor eficiencia energética, sino que también abre la puerta a diseños más compactos y ligeros, ideales para misiones espaciales de largo alcance y vehículos hipersónicos como el Stargazer M4.
“Los motores de cohetes de detonación rotativa han sido una curiosidad científica durante décadas. Venus está demostrando al mundo que no solo son interesantes académicamente, sino que se pueden construir, probar y operar en condiciones reales. Así es como debería ser la innovación aeroespacial”, sostiene Rodney Bowersox, investigador de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Texas A&M, en un comunicado de prensa.
El RDRE de Venus Aerospace durante uno de sus encendidos estáticos Omicrono
Para entender cómo funciona un motor de este tipo, es necesario distinguir entre dos conceptos clave: combustión y detonación. En los motores de cohetes actuales como los que usa SpaceX en los Falcon 9 o la Starship, la energía se genera mediante la combustión de una mezcla de combustible y oxidante en una cámara.
Esta combustión ocurre de forma controlada y relativamente lenta, generando calor y gases que se expanden a través de una tobera, produciendo el empuje necesario para propulsar los cohetes. Sin embargo, este proceso tiene ciertas limitaciones en cuanto a su eficiencia energética.
La detonación, en cambio, es un fenómeno mucho más violento y rápido. Se trata de una onda de choque que viaja a velocidades superiores a la del sonido, comprimiendo e incendiando la mezcla de combustible y oxidante en cuestión de microsegundos.
La cantidad de energía liberada en una detonación es considerablemente mayor que en una combustión convencional, lo que permite generar más empuje con menos combustible. El reto, históricamente, ha sido controlar estas detonaciones de forma continua sin que el motor colapse por la presión o el calor extremos.
Diseño del Stargazer M4 Omicrono
Aquí es donde entra en juego el diseño de los RDRE. Estos motores utilizan una cámara de combustión con forma de anillo por donde circula una onda de detonación de manera continua, generando pulsos de alta presión que se convierten en empuje. Así, los RDRE consiguen una detonación rotativa y permanente, lo que los hace más eficientes y compactos.
Velocidad hipersónica
En el caso de Venus Aerospace, su motor RDRE está diseñado para funcionar en combinación con el estatorreactor de detonación aerotransportado VDR2, que también ha superado importantes pruebas a lo largo del último año. Al funcionar conjuntamente, estos dos tipos de motor son los que permitirán al Stargazer M4 despegar desde la pista de un aeropuerto y alcanzar velocidades superiores a Mach 6 (cerca de 7.500 km/h) y mantenerlas sin necesidad de contar con cohetes propulsores.
“Este hito demuestra que nuestro motor funciona fuera del laboratorio, en condiciones reales de vuelo”, aseguró Andrew Duggleby, cofundador y director de tecnología de la compañía, tras las pruebas en el desierto de Nuevo México.
“El RDRE de Venus resolvió los últimos pero cruciales pasos para aprovechar las ventajas teóricas de la combustión con ganancia de presión", prosigue Duggleby. "Hemos construido un motor que no solo funciona, sino que lo hace de forma fiable y eficiente, y eso es lo que lo hace escalable. Esta es la base que necesitamos y que, combinada con un estatorreactor, completa el sistema desde el despegue hasta el vuelo hipersónico sostenido”.
El avión hipersónico Stargazer M4
Tras la validación del rendimiento del RDRE y la integridad del sistema en condiciones de vuelo, la empresa seguirá avanzando en la integración de sus tecnologías, con la vista puesta en la próxima década. Será entonces cuando el sistema, escalable tanto para sistemas de defensa como comerciales, esté listo para los primeros vuelos del Stargazer M4, previstos para 2030 en adelante.
Según las especificaciones provisionales del avión hipersónico, que todavía tiene pendiente importantes desafíos, vuelos de prueba tripulados y certificaciones, el vehículo acelerará desde el despegue hasta velocidades de crucero de Mach 4 (unos 5.000 km/h) a 33.500 metros de altitud, con la velocidad máxima ya citada de 11.000 km/h y una autonomía superior a los 8.000 km.
