La NASA ha concedido una subvención de 900.000 dólares a investigadores de la Universidad de Texas en Arlington (UTA) para desarrollar diseños avanzados de motores de cohetes de detonación rotativos (RDRE).

Desarrollado por primera vez por investigadores de la Universidad de Florida Central (UCF) en 2020, los RDRE tienen como objetivo reemplazar los motores de cohetes de etapa superior en lanzamientos convencionales con un sistema completamente nuevo que permita a las naves espaciales volverse más livianas, viajar más lejos y ser más eficientes que los diseños actuales. .

“La detonación es una combustión muy rápida”, explicó Liwei Zhang, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial (MAE) e investigador principal del esfuerzo financiado por la NASA. “Dentro de un RDRE, las ondas de detonación giran en círculos a velocidades supersónicas. En comparación con los motores convencionales que dependen de la combustión regular, un RDRE tiene una eficiencia teóricamente mayor y puede hacerse más pequeño y compacto”.

Según los términos de la subvención, Zhang y sus colegas se centrarán en mejorar los RDRE a nivel de componentes. Esto incluye aumentar el rendimiento y la eficiencia de los inyectores, cámaras de combustión y boquillas.

“También estudiaremos configuraciones a nivel de sistema para realizar pruebas”, añadió Zhang. “Es un esfuerzo colaborativo entre análisis teóricos, simulaciones computacionales y mediciones experimentales para evaluar y mejorar el rendimiento de este tipo de motores”.

MOTORES DE COHETES DE DETONACIÓN GIRATORIA EXTREMADAMENTE COMPLEJOS

Cuando los investigadores de la UCF desarrollaron por primera vez el RDRE, dijeron que la tecnología se consideraba “imposible”. Esto se debe a que la dinámica para hacer que un RDRE funcione de manera eficiente es increíblemente compleja.

“Las detonaciones giratorias son continuas, explosiones de Mach 5 que giran alrededor del interior de un motor de cohete”, explicaron en ese momento, “y las explosiones se sostienen alimentando el sistema con propulsor de hidrógeno y oxígeno en las cantidades justas”.

Ese desafío ha perseguido los esfuerzos por diseñar un RDRE que funcione desde la década de 1950. Aun así, los investigadores de la UCF tuvieron éxito y demostraron que una tecnología con la que se había soñado durante décadas finalmente estaba lista para ser considerada de manera realista por parte de los planificadores de misiones. De hecho, el equipo de la UCF incluso observó que sus resultados positivos ya estaban “teniendo repercusiones en toda la comunidad investigadora internacional”, lo que en última instancia condujo a esfuerzos como este.

Ahora, la NASA ha encomendado a los investigadores de la UTA la tarea de mejorar el trabajo realizado hace sólo tres años. Y si tiene éxito, la agencia espacial finalmente podría alcanzar su objetivo de utilizar algún día esta tecnología de propulsión en el espacio.

LA INNOVADORA TECNOLOGÍA DE PROPULSIÓN PODRÍA AFECTAR DRÁSTICAMENTE LOS VIAJES ESPACIALES Y LAS CARRERAS EN CIENCIAS ESPACIALES

Entre los colaboradores del estudio, incluidas Grace Brannon y Monica Mengqi Zhan, profesoras asistentes en el Departamento de Comunicación, se encuentra el veterano Frank Liu. En particular, Liu y el fallecido profesor Don Wilson iniciaron el Centro de Investigación Aerodinámica (ARC), donde se llevará a cabo la nueva investigación, hace más de 37 años.

“(Estoy) contento de ser reconocido por la NASA por nuestra experiencia en motores de detonación rotativos que pueden desempeñar un papel en esta tecnología revolucionaria”, dijo Liu en respuesta al nuevo premio.

Los investigadores de la UTA señalan además que su proyecto también tiene objetivos educativos. El primer puesto de esa lista es la creación de oportunidades para “comunidades de estudiantes subrepresentadas” que normalmente no consideran viable una carrera en ciencias espaciales.

“Queremos reclutarlos y retenerlos y capacitarlos para que establezcan carreras en el espacio”, dijo Zhang. “Queremos que los más jóvenes comprendan que hay maneras de entrar en este camino”.

Zhang señala que muchas personas consideran la educación espacial como un “tipo de estudio de élite” y se desaniman de seguir ese tipo de carrera. Entonces, además de ejecutar sus objetivos de mejorar los motores de cohetes de detonación rotativos, el equipo de la UTA dice que quiere ayudar a esos estudiantes a superar el “obstáculo mental” y darles una oportunidad a una carrera en ciencias espaciales.

“Si tienes algún interés, sigue tu corazón”, dice Zhang.

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