Nuevos propulsores a los 75 a?os del primer cohete

Setenta y cinco a?os despu¨¦s del lanzamiento del primer cohete de la historia, la NASA est¨¢ lista para dar un salto tecnol¨®gico capaz de revolucionar los vuelos espaciales. El pasado 2 de junio, desde la base a¨¦rea californiana de Edwards despeg¨® un bombardero B-52 para subir a gran altura un cohete con alas Pegasus sobre el cual se hab¨ªa instalado el X-43, el avi¨®n hipers¨®nico sin piloto m¨¢s veloz del mundo. Se trataba del primer prototipo a escala reducida (poco m¨¢s de tres metros), pero dotado de un nuevo tipo de motor scramjet con el que pod¨ªa alcanzar una velocidad entre 7 y 10 veces superior a la del sonido, es decir, hasta cerca de 10.000 kil¨®metros por hora.

El ensayo deb¨ªa durar unos diez segundos desde el momento en que el Pegasus soltaba el X-43 a 30 kil¨®metros de altura. Pero debido a un problema a¨²n desconocido surgido poco despu¨¦s de separarse del bombardero, se perdi¨® el control del Pegasus y fue destruido. Los ingenieros llevan 40 a?os haciendo experimentos para lograr un motor scramjet que, quemando hidr¨®geno, se alimenta con el ox¨ªgeno tomado del aire. En su interior, cuando el avi¨®n vuela a alta velocidad, se crea un flujo de gas supers¨®nico capaz de acelerar el veh¨ªculo hasta 10 veces la velocidad del sonido. Hasta ahora se hab¨ªan hecho experimentos solamente en t¨²neles de viento en tierra.

En el futuro, un motor scramjet permitir¨¢ que los aviones reduzcan dr¨¢sticamente el tiempo de los vuelos transoce¨¢nicos, y las naves espaciales podr¨¢n ir al espacio m¨¢s f¨¢cilmente y con menos consumo. Un propulsor de este tipo, con las modificaciones oportunas, podr¨¢ utilizarse en ¨®rbita utilizando el ox¨ªgeno almacenado en tanques, una vez superada la atm¨®sfera.

Peque?o y corto

En los ¨²ltimos 75 a?os, la tecnolog¨ªa para salir de nuestro planeta y viajar al espacio ha seguido siendo sustancialmente la misma desde que se prob¨® con ¨¦xito el 16 de marzo de 1926.

Aquel d¨ªa de una primavera fr¨ªa y todav¨ªa blanqueada por un poco de nieve, en Adburn (Massachusetts, EE UU), Robert H. Goddard lanzaba el primer cohete de combustible l¨ªquido. No era un aparato grande ni se parec¨ªa a los lanzadores de hoy: la tobera de escape estaba arriba y los dep¨®sitos de gasolina y ox¨ªgeno abajo. En total pesaba 4,5 kilogramos.

Tampoco el vuelo fue un gran viaje. Eran las 14.30 cuando el cohete se elev¨® apenas 12 metros, trazando en el aire un arco antes de caer a unos 60 metros de distancia. Dur¨® todo 2,5 segundos, pero el ¨¦xito abri¨® la era de los vuelos espaciales que se materizalizar¨ªa el 4 de octubre de 1957 con el lanzamiento del primer Sputnik ruso.

'El profesor Goddard quiere ir a la Luna', escrib¨ªan los peri¨®dicos entonces al hablar de sus experimento. Goddard ense?aba f¨ªsica en la Universidad Clark; de car¨¢cter herm¨¦tico, tem¨ªa que le robasen las ideas, pero trabajaba intensamente con su grupo de t¨¦cnicos financiados en particular por la Fundaci¨®n Guggenheim, en la que hab¨ªa encontrado un amigo y un apoyo: Charles A. Lindbergh, el hombre que hab¨ªa realizado el primer vuelo transoce¨¢nico.

Cuando muri¨®, el 2 de junio de 1945 en Baltimore (EE UU), Goddard ten¨ªa 214 patentes que resolv¨ªan los problemas t¨¦cnicos b¨¢sicos de la tecnolog¨ªa de cohetes: desde el sistema de guiado girosc¨®pico a las turbinas para los motores, desde la aerodin¨¢mica al seguimiento de la trayectoria.

En la pr¨¢ctica, las tecnolog¨ªas esenciales se aplicaron tanto en 1969 en el gran cohete Saturno, que lanz¨® a los astronautas que pisaron la Luna, como en los motores de los transbordadores actuales: b¨¢sicamente una c¨¢mara de combusti¨®n en la que se inyectan los propelentes que se queman generando un empuje gracias a los gases que salen por la tobera divergente (en forma de campana) de escape.

Un paso adelante En m¨¢s de siete d¨¦cadas se han perfeccionado los sistemas y las t¨¦cnicas de control, se han mejorado las prestaciones, se ha aprendido a utilizar mejor la mezcla de hidr¨®geno y ox¨ªgeno, considerada la m¨¢s eficaz, pero en esencia la tecnolog¨ªa se ha mantenido igual. Hubo que esperar a los a?os noventa para presenciar un paso adelante.

En la d¨¦cada pasada, la NASA pon¨ªa en marcha el programa X-33, un veh¨ªculo espacial experimental no tripulado que deb¨ªa lograr sobre todo dos cosas: un sistema de gesti¨®n m¨¢s simple que el costos¨ªsimo y complicad¨ªsimo de los transbordadores, y probar un nuevo tipo de propulsor cohete conocido como aerospike.

Aunque el pasado mes de marzo el programa fue cancelado, el nuevo propulsor aerospike ahora est¨¢ listo para ser utilizado en cualquier nuevo veh¨ªculo espacial. Las ventajas que ofrece son notables: es m¨¢s peque?o y menos pesado que el propulsor divergente y se puede integrar mejor en la estructura del veh¨ªculo reduciendo la resistencia aerodin¨¢mica.

Conceptualmente, el aerospike es similar a su hermanastro divergente, por lo que se refiere a turbinas e inyectores, excepto que la tobera en lugar de cerrarse de la forma tradicional, c¨®nica, est¨¢ abierta. De este modo es la presi¨®n atmosf¨¦rica la que contiene y modifica la forma de los chorros del escape adapt¨¢ndola mejor a medida que cambia la cota de vuelo, proporcionando as¨ª un rendimiento m¨¢s elevado. Sin embargo, la tradicional forma de campana est¨¢ dise?ada para satisfacer un valor medio entre la presi¨®n atmosf¨¦rica existente a nivel del mar y la de la cota en que el motor deja de funcionar. As¨ª, tambi¨¦n las prestaciones obtenidas son un compromiso.

Veh¨ªculo seguro Al tiempo que se decid¨ªa cancelar el programa X-33, la nueva Administraci¨®n Bush garantizaba su apoyo al nuevo plan bautizado Space Launch Initiative, recientemente puesto en marcha y que prev¨¦ una financiaci¨®n de 4.500 millones de d¨®lares para los pr¨®ximos cinco a?os. El objetivo es siempre el mismo: desarrollar las tecnolog¨ªas necesarias para construir en la segunda mitad del decenio un veh¨ªculo seguro y econ¨®mico (con un coste por kilogramo transportado diez veces inferior al actual) para sustituir a los viejos transbordadores actuales.

Con la nueva iniciativa, Estados Unidos pretende reconquistar la supremac¨ªa del transporte espacial para las necesidades estrat¨¦gicas de Defensa, pero tambi¨¦n para el mercado civil ahora congestionado por demasiada competencia rusa, china, europea y, dentro de poco, tambi¨¦n japonesa e india. S¨®lo un salto tecnol¨®gico dar¨¢ la victoria a Estados Unidos en este competitivo sector.