Lunes, 30 de julio de 2007
Alunizar no es una tarea sencilla, por eso la NASA ensaya nuevas tecnolog?as para las turbinas de sus futuros m?dulos de descenso.


Para un autom?vil com?n, acelerar de 0 a 60 km/h y luego desacelerar al acercarse a un sem?foro no es un problema. Pero si usted condujera un cohete espacial, esto no ser?a tan f?cil. La mayor?a de las turbinas para cohetes est?n dise?adas para encenderse completamente (?despegue!) o para apagarse completamente (extingui?ndose en el espacio), sin un modo intermedio. Y eso puede ser un problema ?espec?ficamente, ?c?mo se hace para descender con este aparato?

La regulaci?n del impulso de la turbina es crucial para una nave que desea posarse sobre otro planeta. Descender desde una ?rbita es un delicado acto de equilibrio, que consiste en reducir la potencia de la m?quina a medida que el m?dulo de descenso pierde masa a trav?s del escape, lo cual lo desacelera hasta que las patas del veh?culo apenas besan la superficie. Para realizar un alunizaje, se debe disminuir la velocidad desde casi 6800 a 0 km/h en aproximadamente una hora

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Arriba: El M?dulo Lunar ?guila (Eagle) de la misi?n Apolo 11.

La turbina para descenso del M?dulo Lunar (ML) de la misi?n Apolo, que es la campeona de todos los tiempos en acciones de regulaci?n de velocidad, efectu? seis alunizajes perfectos entre 1969 y 1972 y pudo modificar el impulso del veh?culo de 4593 kg hasta 567 kg. Era tambi?n una turbina simple, capaz de quemar combustible corrosivo y oxidante que se encend?an por contacto, y estaba alimentada por tanques presurizados, lo cual eliminaba la necesidad de utilizar un sistema de bombeo.

La NASA piensa regresar a la Luna en la pr?xima d?cada y "queremos colocar sobre la superficie lunar cargas m?s pesadas que las que llev? la misi?n Apolo. Eso significa que necesitamos una turbina de mayor rendimiento", dice el ingeniero Tony Kim, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA. "La turbina para descenso del M?dulo Lunar del Apolo era muy buena, muy confiable, pero no tiene el rendimiento que necesitamos para las futuras exploraciones".


Con el prop?sito de investigar tecnolog?as para una nueva generaci?n de m?dulos de descenso lunar, ingenieros de dos centros de la NASA ?el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, en Alabama, y el Centro de Investigaci?n Glenn, en Ohio? respaldan a la empresa Pratt & Whitney Rocketdyne en el desarrollo de la Turbina Com?n Criog?nica y Extensible (Common Extensible Cryogenic Engine, en idioma ingl?s, o "CECE").

En el n?cleo de la CECE se encuentra la turbina RL10, que impuls? hasta la Luna a siete robots de reconocimiento Surveyor, entre 1966 y 1968, y luego traslad? a docenas de otras misiones durante operaciones de m?s de 2.200.000 segundos (casi 26 d?as) y 718 encendidos espaciales. La RL10 es una bestia mucho m?s compleja y poderosa que la turbina del ML del Apolo. Quema hidr?geno y ox?geno que se guardan como l?quidos superfr?os en tanques aislados. Estos no son s?lo propulsantes de alta energ?a sino tambi?n propulsantes amigables para el ambiente, en comparaci?n con el combustible corrosivo del ML original.

Ahora se pretende que la turbina demuestre algo nuevo: que puede regular el impulso del 100 por ciento de su empuje de 6260 kg al 10 por ciento, lo mismo que se requiere en una nave que transporta seres humanos. Pero realizar la regulaci?n del impulso no es tan simple como apretar y soltar el pedal del acelerador. Como la mayor?a de las turbinas para cohete, la RL10 fue dise?ada para funcionar a m?xima potencia. Casi como si fuese un ser viviente, si se producen cambios en una parte del sistema, se sienten en el resto. Por ejemplo, a baja potencia, el hidr?geno l?quido se torna lento y se evapora en los tubos de enfriamiento, posiblemente atascando la m?quina.


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Arriba: Las im?genes de la izquierda ilustran diferentes niveles de regulaci?n del impulso en la turbina de la CECE.

En las pruebas Demo 1 de la Fase 1, "pudimos modificar la turbina y demostrar que es posible la regulaci?n del impulso, aunque debe ser hecha con cuidado", dice Kim. La CECE sum? un total de 932 segundos de tiempo de encendido en ocho pruebas, aunque algunas de ellas se detuvieron antes "porque estamos experimentando".

El reto principal fue "el traqueteo". Algo provoc? que la turbina vibrara 100 veces por segundo. Pratt & Whitney Rocketdyne llev? a cabo una prueba denominada "Demo 1.5" para investigar y aislar el problema: al parecer, se formaron vapores de ox?geno en la placa del inyector y esto inhibi? el flujo normal en los niveles m?s bajos de regulaci?n del impulso.

"Estamos considerando hacer modificaciones al inyector y a las v?lvulas para mejorar el funcionamiento", dice Kim. La CECE ya ha demostrado que el proceso de combusti?n es estable (sin traqueteo), su porcentaje de regulaci?n es 5 a 1, y en operabilidad (con cierto traqueteo), su porcentaje de regulaci?n es 11 a 1.

A pesar de que la CECE a?n no est? lista para ser lanzada al espacio, enfatiza Kim, es un campo de pruebas importante para desarrollar tecnolog?a. "Este trabajo tiene el potencial suficiente como para influir en el dise?o del pr?ximo m?dulo de descenso lunar".




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Publicado por zameex @ 8:00 AM  | [email protected]
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