Los avances tecnológicos están ampliando los límites de la exploración espacial. La idea de un motor cohete «autoalimentado» capaz de volar más allá de la atmósfera terrestre parece sacada de una película de ciencia ficción, pero podría tener aplicaciones reales en la industria espacial.

Los ingenieros de la Universidad de Glasgow han construido y disparado con éxito el primer motor cohete «autofágico» sin apoyo, que consume partes de su propio cuerpo como combustible. Esta tecnología podría ofrecer varias ventajas sobre los diseños de cohetes convencionales y ayudar al Reino Unido a tener un mayor impacto en la industria espacial.

El motor autofágico utiliza el calor residual de la combustión para fundir secuencialmente su propio fuselaje de plástico a medida que se enciende. El plástico fundido se introduce en la cámara de combustión del motor como combustible adicional que se quema junto con sus propulsores líquidos habituales.

Esto significa que un vehículo autofágico necesitaría menos propulsante en los tanques de a bordo, liberando masa para la asignación de carga útil. Además, el consumo del fuselaje podría ayudar a resolver el problema de la basura espacial, residuos desechados que orbitan la Tierra y podrían obstaculizar futuras misiones.

La mayor eficiencia podría ayudar a los cohetes autofágicos a llevar una mayor carga útil al espacio en comparación con los cohetes convencionales de la misma masa. De este modo, podrían enviarse al espacio nanosatélites más pequeños sin tener que compartir espacio en cohetes convencionales más caros.

El concepto de motor cohete autoalimentado se propuso y patentó por primera vez en 1938. Sin embargo, no fue hasta 2018 cuando una asociación de investigación entre la Universidad de Glasgow y la Universidad Nacional de Dnipro, en Ucrania, logró el hito de disparar diseños de motores autofágicos de forma controlada.

Ahora, con el apoyo de la Universidad de Kingston, los ingenieros de Glasgow han demostrado el uso de propulsantes líquidos más energéticos y que el fuselaje de plástico puede soportar las fuerzas necesarias para introducirlo en el motor sin doblarse. Se trata de pasos esenciales para desarrollar un concepto de vuelo viable.

Según el artículo, el equipo pudo realizar con éxito pruebas de combustión de su motor de autofagia Ouroborous-3, que generó 100 newtons de empuje. Los experimentos se llevaron a cabo en un entorno controlado en las instalaciones MachLab de la base aérea de Machrihanish.

El motor Ouroborous-3 utiliza tubos de plástico de polietileno de alta densidad como fuente de combustible autofágico, que se quema en combinación con los propulsores primarios del cohete, que consisten en oxígeno gaseoso y propano líquido.

Los resultados de las pruebas indicaron que el motor Ouroborous-3 es capaz de mantener una combustión estable durante la etapa de autofagia, requisito crucial para cualquier motor de cohete. Además, se demostró que el fuselaje de plástico suministra hasta una quinta parte del propulsante total utilizado.

Las recientes pruebas también demostraron que la combustión del cohete podía controlarse con éxito. El cohete no sólo se aceleró de forma eficaz, sino que también se reinició y pulsó en un patrón de encendido/apagado. Estas capacidades podrían resultar útiles para ayudar a futuros cohetes autofágicos a controlar su ascenso desde la plataforma de lanzamiento hasta la órbita.

Estos resultados son un paso fundamental en el camino hacia el desarrollo de un motor de cohete autófago plenamente funcional.

La estructura de un cohete convencional representa entre el 5% y el 12% de su masa total. Nuestras pruebas demuestran que el Ouroborous-3 puede quemar una cantidad muy similar de su propia masa estructural como propulsante. Si pudiéramos destinar al menos parte de esa masa a la carga útil, sería una perspectiva atractiva para futuros diseños de cohetes.

Patrick Harkness, director desarrollo del motor autófago Ourouboros-3.

El desarrollo del motor autofágico del equipo continuará con el apoyo de la nueva financiación de la Agencia Espacial Británica (UKSA) y el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC), parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI).

Más información: www.gla.ac.uk