Un cambio radical para los cohetes espaciales: combustible sólido que se puede apagar y encender a voluntad
Un combustible sólido que se puede apagar y encender varias veces promete transformar la movilidad y seguridad de los cohetes.
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La nueva era aeroespacial que estamos viviendo promete cambiar muchas de las cosas que dábamos por sentadas. Los cohetes reutilizables son, probablemente, lo más llamativo en la industria, pero no el único avance en el que se trabaja.
Los combustibles sólidos son uno de los campos de estudio en los que los ingenieros y químicos más esfuerzo ponen, por la ventaja que podrían tener en muchas de las operaciones aeroespaciales que se llevan a cabo en el presente y el futuro.
Sin embargo, estos sistemas sufren una limitación crucial desde sus orígenes. Una vez que se inicia la combustión de la mezcla, no es posible detener el proceso hasta consumir todo el material.
Esta condición de encendido único limita su uso en misiones que requieren maniobras complejas. Por ejemplo, los satélites modernos necesitan realizar múltiples correcciones de trayectoria a lo largo de su vida útil.
Para solucionar este inconveniente, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos ha desarrollado una arquitectura muy innovadora. Este nuevo concepto permite apagar y encender un propulsor sólido en repetidas ocasiones.
El avance se fundamenta en un sistema de combustible y oxidante que se mantienen completamente segregados. Esta separación física evita que los componentes reaccionen de forma descontrolada o accidental.
La estabilidad química del compuesto mejora de manera notable con esta distribución interna. Gracias a ello, se pueden emplear elementos de mayor energía sin comprometer la seguridad general del vehículo.
El mecanismo de ignición sustituye los elementos pirotécnicos habituales por un sistema basado en agua destilada. Mediante un proceso de electrólisis a bordo, el agua se divide en oxígeno e hidrógeno gaseosos.
Estos gases se inyectan directamente en la cámara de combustión justo antes de requerir el empuje. Una pequeña chispa eléctrica enciende los gases y estos activan la superficie del bloque sólido.
Dos integrantes del equipo de Aerospace NPPD Omicrono
El verdadero desafío de esta propuesta técnica residía en encontrar una manera eficiente de detener la combustión. Los ingenieros diseñaron una tobera con un área de garganta variable para controlar la presión interna.
Cuando se alcanza la velocidad deseada, la apertura de la garganta se expande de forma repentina. Esta descompresión inmediata enfría la cámara y extingue la llama del propulsor de manera efectiva.
Para un nuevo encendido, el mecanismo reduce el espacio de salida a su posición de trabajo original. El ciclo de electrólisis e inyección de gas se repite para reiniciar la marcha.
Los ensayos en bancos de pruebas estáticas han demostrado la viabilidad de este ciclo operativo. El prototipo completó con éxito múltiples encendidos y apagados sucesivos durante las pruebas de laboratorio.
![Lanzamiento del Ariane 6](["https:\/\/s3.elespanol.com\/2024\/07\/09\/omicrono\/defensa-y-espacio\/869173957_247658100_1706x960.png"])
Las aplicaciones potenciales de este diseño abarcan desde pequeños satélites hasta la gestión de basura espacial. Los aparatos en órbitas bajas podrían esquivar colisiones y desorbitarse de forma autónoma al concluir su misión.
Este desarrollo técnico acerca a la ingeniería a un control total sobre sistemas que antes eran de un solo uso.
El siguiente paso del proyecto se centrará en realizar demostraciones directas en el entorno orbital. Una validación en el espacio exterior consolidará este método como una alternativa real para el futuro de la exploración espacial.
