Moto cohete a baterías: ¿El futuro del viaje espacial?

La última tecnología espacial disruptiva es un motor de cohete a pilas

En el calor de la noche. (Laboratorios Rocket)

ESCRITO POR

Tim Fernholz - Quartz


La próxima tecnología que podría invertir el negocio espacial podría ser baterías.
Rocket Lab, una compañía de investigación de defensa con sede en Estados Unidos y Nueva Zelanda, se ha aprovechado el poder creciente embalado por pequeñas baterías para desarrollar un nuevo cohete que está llamando a la del electrón. Dice que le costará $ 4.9 millones para lanzar pequeñas cargas útiles de hasta 100 kilogramos en el espacio. CEO Peter Beck dice cuarzo la empresa cuenta con 30 compromisos de lanzamiento hasta el momento, y pretende lanzar mensual de su sitio de Nueva Zelanda en 2016 y si la demanda se mantiene, semanal en 2017.
Para el contexto, el satélite promedio actualmente en órbita alrededor de la tierra pesa 2.097 kg. El electrón se centrará en el levantamiento de la nueva generación de satélites en miniatura con un peso de tan sólo 2 kg que algunos empresarios dicen que van a utilizar para crear la infraestructura de una red mundial de internet.

Pero la tecnología detrás de Rutherford de la compañía del motor nombrado-por el famoso físico Kiwi-habla de la promesa de hacer las partes más complejas de cohetes más barato.
En el corazón de un motor de cohete es el "turbo bomba," un mecanismo que suministra el combustible en la cámara de combustión del motor a una presión extremadamente alta. Esa alta presión es necesaria para generar la gran fuerza necesaria para levantar el cohete y su carga útil en el espacio. El turbo bomba está bajo un estrés constante. Tom Mueller, vicepresidente de SpaceX de propulsión y el diseñador del motor de cohete Merlin de la compañía, describió cómo una versión de ese motor presuriza combustible a partir de 50 libras por pulgada cuadrada (psi) a 1400 psi. En el motor Merlin, la turbo bomba está propulsado por un motor de combustión de gas separado que funciona a 1400 fahrenheit, Mueller dice que es "al rojo vivo ... pero no tan caliente que destruiría el dispositivo." Aquí está el motor Merlin está probando:


El motor Merlin pruebas sometidos. (SpaceX)

Note la profusión de tubos y tuberías alrededor de la parte superior del motor, y la corriente separada de escape desde la turbobomba de gas. Ahora echa un vistazo a el motor Rutherford está probando menos tubería, y también hay corriente de escape independiente. Esto se debe a su turbo bomba es un motor eléctrico del tamaño de una lata de refresco:


El motor sometido a prueba Rutherford. (Laboratorios Rocket)

El motor es totalmente 3-D impreso, y porque es eléctrico y puede ser controlado por software, Beck dice que puede prescindir de muchos de los tubos y válvulas requeridas por la turbina de gas. En lugar de utilizar el combustible de cohetes, se utiliza el valor de un megavatio de ultraligeros baterías de a bordo, más o menos equivalente a tres de las pilas que alimentan un Tesla Model X.
Es fácil ver cómo este nuevo turbo bomba puede hacer un motor de cohete más eficiente. Pero hay una razón por la que Merlín y el nuevo motor está desarrollando de Jeff Bezo Blue Origin va a utilizar tanto combustible para alimentar sus turbobombas: Las baterías son todavía demasiado pesada para generar la energía para presurizar los motores más grandes cohetes. Ingenieros midan la fuerza en newtons, la cantidad de energía necesaria para mover un kilogramo un metro por segundo al cuadrado, por ejemplo, la fuerza generada por clase mundial velocista Usain Bolt cuando sale de los bloques se estima en 817 newtons. El motor de Rutherford genera 20.461 newtons de empuje; Mucho más grande Merlin de SpaceX genera 716.000 newtons.
Y el tamaño importa. El costo anunciado por kilogramo de carga del electrón es 49.000 dólares, significativamente más alto que el SpaceX Falcon 9, que puede llevar a 13.000 kg a la órbita terrestre baja y es la opción más económica actual en $ 4,653 por kilogramo de carga.
Pero el Falcon 9 sólo lanzó seis veces el año pasado, y sobre todo para los clientes con grandes cargas. Entregas más pequeñas tienen que encajar en el espacio lo permite. Aunque podría ser más barato para poner en marcha en el Falcon 9, la creación de empresas, universidades y otras con pequeñas cargas útiles pueden encontrar más fácil para evitar la espera para el gran cohete, donde cada lanzamiento cuesta alrededor de $ 61.000.000, y elegir un paseo en el $ 4.900.000 Electron. Eso, si la empresa puede hacer valer su pretensión de ofrecer una alta frecuencia de lanzamientos en la demanda.