Probando el prototipo del motor cohete autodevorable
Bzdyk et al.
Es posible que estén en camino cohetes que se comen a sí mismos. Para alcanzar la órbita, un cohete debe elevar su propia masa y la masa de su propulsor, así como cualquier carga útil que intente transportar al espacio. Pero si un cohete pudiera quemar sus propias partes como combustible, podría liberar capacidad para transportar suministros y proyectos científicos más importantes. Un equipo de ingenieros ha construido por primera vez un prototipo de uno de estos “motores autofágicos”.
El concepto de un cohete que se alimenta de sus propias piezas se patentó por primera vez en 1938, pero nunca se construyó un prototipo funcional porque habría sido difícil ejecutarlo con el enormes cohetes que históricamente han realizado la mayoría de lanzamientos. Sin embargo, en los últimos años los satélites pequeños han ganado popularidad, por lo que existe una creciente demanda de cohetes más pequeños y más eficientes que no estén limitados por la necesidad de transportar su enorme peso al espacio.
Krzysztof Bzdyk En la Universidad de Glasgow en el Reino Unido y sus colegas han construido un pequeño prototipo de motor de cohete que se alimenta de su propio tanque de combustible. No es lo suficientemente potente como para lanzar nada al espacio, pero aun así demuestra que el concepto funciona. “Como estamos quemando el fuselaje, nos estamos deshaciendo del problema de miniaturizar el cohete, de modo que cuando quieras enviar una pequeña carga útil al espacio puedes hacerlo de inmediato en lugar de esperar a una misión de viaje compartido en un cohete más grande. ,” él dice.
Los investigadores presentarán su trabajo en el Foro SciTech del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica en Florida el 10 de enero. El motor se llama Ouroborous-3, en honor al antiguo símbolo de una serpiente que se come su propia cola.
Al igual que la emblemática serpiente, el motor está diseñado para devorar su propia parte trasera a medida que consume el combustible para cohetes contenida allí. “A medida que se queman los propulsores, quedan estos tanques vacíos donde se acumula toda esta masa estructural que no está siendo útil”, dice Bzdyk. “Así que lo que estamos haciendo es consumir ese peso muerto para que no tengas que llevarlo contigo en el camino hacia arriba, y eso te permite llevar más masa al espacio”.
En el prototipo, a medida que se queman el oxígeno y el propano que constituyen el combustible principal del motor, el tubo de plástico que contiene ese combustible también se introduce en el motor. Ese tubo constituye hasta una quinta parte del propulsor total utilizado para la combustión, que proporciona unos 100 newtons de empuje, sólo unas cuatro veces la fuerza que se necesita para romper un huevo.
El equipo está trabajando ahora en un prototipo a mayor escala que podría proporcionar alrededor de 1.000 newtons de empuje, que es aproximadamente una sexta parte de lo que el motor necesitará para alcanzar espacio suborbital y aproximadamente una vigésima parte de lo que necesitará para llegar a la órbita.
“Con pruebas adicionales, deberían poder ampliar el cohete… [but] a veces ampliar la escala no es trivial, fácil o probable”, dice Haym Benaroya en la Universidad Rutgers de Nueva Jersey. Los desafíos incluyen asegurarse de que el fuselaje de plástico se queme y se alimente al motor a una velocidad constante, y probar cómo la quema de piezas del cohete altera su forma y, por lo tanto, su trayectoria de vuelo.
Los motores autofágicos no sólo podrían aumentar la eficiencia de los lanzamientos, sino que también podrían ayudar a mitigar el problema de basura espacial – restos de naves espaciales que se precipitan en órbita y pueden poner en peligro a otros satélites. Si los tanques de combustible gastado que normalmente se arrojan a la atmósfera o se dejan en órbita se queman, esto podría ser un pequeño paso hacia la solución de ese problema, afirma. Hugo Lewis en la Universidad de Southampton en el Reino Unido.
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