Cuando se trata del futuro de la exploración espacial, el nombre del juego es "ahorrar dinero". Para hacer esto, las agencias espaciales y las compañías aeroespaciales de todo el mundo están invirtiendo en cosas como cohetes reutilizables, cohetes de una etapa a órbita (SSTO) y aviones espaciales reutilizables. Este último concepto se basa en la tradición establecida por el transbordador espacial y la nave espacial Buran, dos vehículos reutilizables diseñados para hacer que los lanzamientos espaciales sean más asequibles.
El único inconveniente de estas naves espaciales fue el hecho de que todavía se necesitaban dos propulsores de cohetes y un enorme tanque de combustible externo para ponerlos en órbita. Aquí es donde entra en juego el motor de cohete de respiración de aire sinérgico (SABRE). Con la ayuda de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial del Reino Unido (UKSA), este revolucionario motor hipersónico recientemente dio un gran paso hacia la fructificación.
La idea detrás del motor SABRE es elegante y directa. Durante el despegue y el ascenso, el motor recoge la atmósfera y la usa para generar empuje (alcanzando velocidades de hasta Mach 5.4). Después de alcanzar una altitud de aproximadamente 25 km (15.5 millas), cambia al modo de cohete y acelera a Mach 25 para alcanzar la órbita y el vuelo en el espacio.
El motor es una creación del fabricante aeroespacial británico Reaction Engines, quien lo propuso originalmente como parte de su concepto de avión espacial Skylon. La compañía fue fundada en 1989 con el propósito de desarrollar las tecnologías necesarias para crear un motor hipersónico que pudiera combinar la eficiencia de combustible de un avión con la potencia y la capacidad de alta velocidad de un cohete.
Junto con UKSA, la ESA revisó recientemente el diseño preliminar del núcleo del demostrador del motor, llevando así el motor a gran escala un paso más cerca de la realización. Como Mark Ford, jefe de la sección de Ingeniería de Propulsión de la ESA, indicó en un reciente comunicado de prensa de la ESA:
“La conclusión positiva de nuestra revisión preliminar del diseño marca un hito importante en el desarrollo de SABRE. Confirma que la versión de prueba de esta nueva y revolucionaria clase de motor está lista para la implementación ”.
Esto representa el último paso en el esfuerzo conjunto de la ESA y los motores de reacción para desarrollar el motor SABRE. En 2010, la ESA se involucró oficialmente después de realizar una revisión independiente de la viabilidad del motor, lo que abrió la puerta para que el gobierno británico invierta en nombre de UKSA.
En 2012, la ESA y los motores de reacción colaboraron en la prueba del preenfriador del motor. Este elemento, que es esencial para el SABRE, asegura que la corriente de aire caliente que ingresa a velocidades hipersónicas se mantenga a temperaturas constantes. Estas pruebas validaron completamente el preenfriador, lo que demuestra que funcionó bien a temperatura ambiente.
Según Richard Varvill, director de tecnología de motores de reacción, este proceso de validación paso a paso es una de las cosas que distingue al SABRE:
“Una de las grandes ventajas del concepto de propulsión SABRE es que es totalmente modular tanto desde el punto de vista del diseño como desde el operativo. Por lo tanto, es posible someter cada uno de los componentes clave del motor a rigurosas pruebas en tierra, que imitan completamente las condiciones operativas que el motor enfrentará hasta el vuelo Mach 5 a 25 km de altitud ".
El desarrollo del núcleo del motor comenzó en octubre de 2016 cuando la compañía decidió crear el elemento central del SABRE. Cuando se prueben, los motores de reacción y la ESA buscarán validar los intercambios de calor del motor, los módulos de turbomaquinaria y la capacidad de mezclar aire e hidrógeno líquido para generar combustión.
La prueba del demostrador central se llevará a cabo en las instalaciones de prueba dedicadas de la compañía en Westcott Venture Park, Buckinghamshire (que se está construyendo actualmente). Este sitio tiene una rica historia cuando se trata de probar cohetes británicos, ya que era donde se encontraba el histórico Raya azul y Flecha negra Los cohetes se lanzaron por primera vez.
Como dijo Chris Castelli, Director de Programas de la Agencia Espacial del Reino Unido:
“Como el hogar del motor a reacción, el Reino Unido tiene una rica herencia aeroespacial y habilidades y experiencia de renombre mundial. Este es un hito emocionante para los motores de reacción en el desarrollo de su motor SABRE, que podría revolucionar tanto el acceso al espacio como los viajes internacionales al impulsar los aviones a cinco veces la velocidad del sonido.
“La estrategia industrial moderna del gobierno está colocando al Reino Unido a la vanguardia de las tecnologías aeroespaciales pioneras y asegurando que prosperemos en la nueva era espacial comercial. Nuestra inversión de £ 60 millones en SABRE es un gran ejemplo de cómo respaldamos los negocios del mañana ”.
Según las declaraciones hechas por los funcionarios de Reaction Engine, esta última revisión abre la puerta a varios hitos de prueba que la compañía llevará a cabo durante los próximos 18 meses. Estos culminarán en la primera prueba a gran escala del motor completado, que (si tiene éxito) podría revolucionar el vuelo espacial tal como lo conocemos.
Al igual que con el progreso realizado en la recuperación y relanzamiento de cohetes en los últimos años, la posibilidad de aviones espaciales reutilizables que no requieren propulsores de cohetes externos o tanques de combustible para llegar al espacio significará reducciones drásticas en el costo de los lanzamientos individuales. También ofrecerá un tipo especializado de servicio de lanzamiento que podría facilitar el despliegue de satélites, pequeñas cargas útiles y tripulaciones en órbita.
Y eso ni siquiera incluye la forma en que este motor podría impulsar los desarrollos en la industria del turismo espacial. ¡Al final, los aviones espaciales que son capaces de despegar, alcanzar el espacio y aterrizar sin ninguna ayuda adicional cambiarán el juego!
