Los sistemas de propulsión y los carburantes   Leave a comment


El medio esencial de propulsión que tienen las naves espaciales, especialmente en su etapa de despegue, es el uso del sistema de cohetes alimentado por propergoles especiales; también son usados para su evolución orbital o para la navegación profunda. Una vez en órbita las naves pueden aprovechar el impulso inercial-a la manera de un proyectil lanzado por una honda- que les da el propio movimiento en torno a la Tierra para impulsarse en dirección al espacio profundo, sea en dirección a la Luna, los otros planetas o fuera del Sistema Solar.

En su forma básica los cohetes destinados a la astronáutica responden al siguiente diseño: una forma más o menos cilíndrica que tiene en su interior, por regla general, dos contenedores en que se encuentran los propergoles a reaccionar: el de combustible(p.ej: hidrógeno líquido) y el de comburente(p.ej: oxígeno líquido). Ambos se ponen en contacto en el momento del encendido en una cámara de ignición inferior; los gases provocados en la combustión son eyectados al exterior través de una tobera. Gracias al principio de acción y reacción la eyección del gas en un sentido provoca el movimiento de la nave en el sentido opuesto. La velocidad de la nave, si sólo se toma en cuenta la fuerza de empuje proporcionada por los cohetes, dependerá de la velocidad de eyección de los gases, y ésta aumentará en la medida en que se calienten y disminuyan su densidad.

Los combustibles más usados son la hidrazina, el queroseno, el hidrógeno líquido, el amoníaco líquido. Los oxidantes más usados son el oxígeno líquido, el peróxido de nitrógeno, el peróxido de hidrógeno.

Las técnicas de lanzamiento suponen, dada la casi imposibilidad de obtener el empuje a partir de un único sistema de cohetes, la aplicación de un sistema compuesto, es decir, un vehículo en varias etapas o secciones dotadas de carburante propio, que se van desprendiendo en la medida en que lo van agotando. Este diseño llegó al extremo con los gigantescos y poderosos cohetes Saturno V(de tres fases) capaces de elevar 130 toneladas a una órbita baja y lanzar 45 toneladas en dirección a la Luna; un nuevo avance lo constituyó el sistema compuesto de los trasbordadores espaciales, estructurado en base a dos cohetes laterales y un gran contenedor central que alimenta el motor de las lanzaderas.

El tipo de propulsante que utilizan las astronaves en la actualidad, tanto para despegar como para navegar en el espacio, es el constituido por los combustibles químicos, ya sean en estado líquido o sólido, aunque tienen el inconveniente que sirven sólo para cortos períodos de aceleración, ya que se agotan rápidamente una vez producida la ignición. Un futuro prometedor tiene la aplicación de propulsión iónica, la cual permite largos períodos de aceleración en viajes de mayor distancia, con un costo relativamente bajo y con la posibilidad teórica de alcanzar grandes velocidades.

Otros sistemas de propulsión propuestos se encuentran en etapa de investigación teórica. Está la propulsión lumínica (la aceleración se obtendría mediante la proyección de rayos luminosos), la propulsión mediante velas solares(la aceleración se obtendría mediante la captación del viento solar), la propulsión nuclear(la aceleración se obtendría mediante una serie de explosiones nucleares controladas). Esta última ha sido prohibida por tratados internacionales, poniendo fin a antiguos proyectos, como el Orión, consistente en una nave interestelar capaz de alcanzar, teóricamente, velocidades prácticamente lumínicas. Todos estos proyectos tienen como dificultad práctica el que las aceleraciones obtenidas son muy progresivas, lo que implica dificultad en su aplicación en los espacios cercanos a la Tierra, estando más bien diseñados para vuelos en el espacio profundo.

Mientras no se descubra algún principio de propulsión totalmente ajeno a la ciencia y tecnología actuales, seguirá siendo la propulsión convencional mediante cohetes, a partir de la ignición de combustibles químicos, el principal medio de obtener una aceleración rápida de las naves espaciales

Publicado noviembre 2, 2011 por sbabri en Tecnología espacial

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