Lunes, 28 de mayo de 2007
La NASA prob? recientemente una novedosa turbina para cohetes propulsada por metano, la cual podr?a convertirse en la tecnolog?a clave para futuras exploraciones del sistema solar externo


El 16 de enero de 2006, una deslumbrante llama de color azul atraves? las arenas del desierto de Mojave. En muchos aspectos, parec?a una prueba habitual de una turbina para cohetes, pero en este caso fue diferente. Mientras que la mayor?a de los cohetes de la NASA usan hidr?geno y ox?geno l?quido, o bien compuestos qu?micos s?lidos, como combustible, "esta vez estamos probando una turbina propulsada por metano", dice la encargada del proyecto, Terri Tramel, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales (MSFC, por su sigla en ingl?s).

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Arriba: Encendido de prueba de una turbina propulsada por LOX/metano, con un empuje de 3400 kg. Cr?dito de la imagen: Mike Massee/XCOR Aerospace

La turbina principal, construida y probada por el equipo de contratistas de la NASA, Alliant Techsystems y XCOR Aerospace, a?n se encuentra en fase de desarrollo y, por lo tanto, no est? lista todav?a para ser llevada al espacio. Pero si se logra demostrar que esta tecnolog?a es viable, las turbinas como esta, propulsadas con metano, podr?an finalmente ser cruciales para la exploraci?n del espacio profundo.

El metano (CH4) que es, por cierto, el principal componente del gas natural, abunda en las zonas exteriores del sistema solar. Se lo puede recolectar de Marte, de Tit?n, de J?piter y de muchos otros planetas y lunas. Al tener la fuente de combustible en el punto de destino, un cohete que despegase de la Tierra no tendr?a que llevar tanto combustible a bordo, lo cual reducir?a los costos de la misi?n.

En cierto modo, es curioso que este gas inflamable nunca antes haya sido usado para propulsar naves espaciales. Pero ahora los cient?ficos e ingenieros del Centro Marshall, del Centro de Investigaciones Glenn y del Centro Espacial Johnson, est?n creando turbinas propulsadas por LOX/metano como opci?n para el futuro. "Ya se est?n desarrollando varios proyectos, dentro de los cuales se incluye otra turbina 'rival' que utiliza LOX/metano, dise?ado por KT Engineering", comenta Tramel.


"Este proyecto est? financiado por el Programa de la NASA para el Desarrollo de Tecnolog?as para Exploraci?n (Exploration Technology Development Program) y demuestra c?mo las tecnolog?as en desarrollo destinadas a la exploraci?n podr?an alg?n d?a ayudar en futuras misiones cient?ficas", dice Mark D. Klem, encargado del Proyecto de Desarrollo Avanzado de Propulsi?n y Criogenia (Propulsion and Cryogenics Advanced Development Project), en el Centro de Investigaciones Glenn.

"El metano tiene muchas ventajas", contin?a Tramel. "La pregunta es, ?por qu? no hab?amos hecho esto antes?"

Tenga en cuenta lo siguiente: el combustible de hidr?geno l?quido que utiliza el transbordador espacial debe ser almacenado a una temperatura de -252.9?C, ?apenas 20 grados por encima del cero absoluto! El metano l?quido, por otro lado, puede ser almacenado a una temperatura mucho m?s elevada: -161.6?C. Esto significa que los tanques de combustible de metano no necesitar?an tanto aislamiento, lo que los tornar?a m?s livianos y, en consecuencia, su lanzamiento ser?a m?s econ?mico. Adem?s, los tanques podr?an ser m?s peque?os porque el metano l?quido es m?s denso que el hidr?geno l?quido, lo cual, nuevamente, se traducir?a en un ahorro de dinero y de peso.

El metano tambi?n obtiene buenas califaciones en relaci?n con la seguridad de los seres humanos. Mientras que algunos combustibles para cohete son potencialmente t?xicos, "el metano es uno de los llamados propulsantes verdes", dice Tramel. "A diferencia de otros combustibles que se usan en muchos veh?culos espaciales, no es necesario colocarse un traje HAZMAT para trabajar con metano".

Pero el mayor atractivo de este gas es que existe o que puede ser creado u obtenido directamente de los muchos mundos que la NASA podr?a visitar alg?n d?a, incluido Marte.

Aunque Marte no es rico en metano, dicho gas puede ser fabricado en este planeta por medio del proceso Sabatier: mezclar di?xido de carbono (CO2) con hidr?geno (H) y luego calentar esta mezcla para producir CH4 y H20 (metano y agua). La atm?sfera marciana es una fuente abundante de di?xido de carbono y la cantidad de hidr?geno que se requiere para el proceso descrito es relativamente peque?a, por lo que se puede transportar desde la Tierra o incluso se puede obtener in situ del hielo de Marte.

Si se viaja m?s hacia el exterior del sistema solar, el metano es incluso m?s f?cil de obtener. En la luna Tit?n, del planeta Saturno, literalmente llueve metano l?quido. Tit?n est? salpicado de lagos y r?os de metano y otros hidrocarburos, que podr?an alg?n d?a servir como dep?sitos de combustible. Imag?nelo: un cohete propulsado por metano podr?a transportar una sonda rob?tica que aterrizara en la superficie de Tit?n, tomara muestras gel?gicas, recargara sus tanques de combustible y despegara nuevamente para traer las muestras de regreso a la Tierra. Ese tipo de misi?n de recolecci?n de muestras del sistema solar externo nunca se ha intentado.

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Arriba: Esta imagen de radar en colores falsos muestra lo que los investigadores creen que son lagos de metano l?quido en Tit?n. Cr?dito de la imagen: NASA/ESA/Cassini.



Las atm?sferas de J?piter, Saturno, Urano y Neptuno contienen metano, y Plut?n tiene hielo de metano en su superficie. Nuevos tipos de misiones hacia estos mundos podr?an ser posibles con cohetes propulsados por este gas.

Esta primera serie de pruebas del encendido de turbinas de 3400 kg. de empuje, llevada a cabo en el desierto, fue un ?xito. Pero a?n se deben superar algunos retos antes de que los cohetes propulsados por metano puedan estar listos para ser utilizados en una misi?n real. "Uno de los grandes problemas en relaci?n con el metano tiene que ver con su capacidad de ignici?n", dice Tramel. Algunos combustibles para cohetes se encienden espont?neamente cuando se mezclan con un oxidante, pero el metano, en cambio, requiere de una fuente de encendido. Es posible que estas fuentes sean dif?ciles de hacer funcionar en el sistema solar externo, donde las temperaturas descienden hasta cientos de grados bajo cero. Tramel y sus colegas de los centros Marshall y Glenn est?n actualmente trabajando para asegurar que se pueda encender el metano de los cohetes de manera confiable bajo cualquier tipo de condici?n ambiental.

Estos desaf?os podr?n ser superados mediante el esfuerzo continuo de la NASA, afirma Tramel, quien cree que las turbinas que utilizan LOX/metano ser?n usadas en los cohetes del futuro. La llama azul en el desierto fue un hermoso primer paso.



:-: FUENTE: "[email protected]"
www.ciencia.nasa.gov

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Publicado por zameex @ 10:29 AM  | [email protected]
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