La NASA probará una centrifugadora para lanzar cohetes sin combustible



La NASA necesita ser más respetuosa con el medioambiente, los constantes lanzamientos de satélites y las futuras misiones a la Luna o Marte, plantean altos niveles de contaminación por culpa del combustible de los cohetes. Todo con el reciente ultimátum de la ONU sobre el calentamiento global planeando. Así, la agencia estadounidense ha firmado un acuerdo con SpinLaunch para impulsar lanzamientos espaciales con cero emisiones.


La tecnología de SpinLaunch para convertir la industria espacial en una actividad más sostenible le ha valido un puesto en la lista de la revista Time de las 100 empresas más influyentes de 2022. Este año, la NASA probará su centrifugadora eléctrica gigante en un vuelo de prueba que servirá de preámbulo para futuros lanzamientos no contaminantes.


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El acuerdo es parte del Programa de Oportunidades de Vuelo de la NASA, que ayuda a demostrar tecnologías que podrían ayudar a las carteras de ciencia y exploración de la agencia en el futuro. Como un gran tirachinas, el vuelo se realizará desde Spaceport América, Nuevo México, en los próximos meses con la promesa de usar solo energías sostenibles. Tras las pruebas, la compañía espera comenzar a realizar lanzamientos por encargo en 2025.


¿Cómo funciona la centrifugadora?


Ese vuelo de prueba en colaboración con la NASA se realizará desde esta curiosa estructura circular gigante. Se trata del Acelerador Suborbital con un tamaño de 50,4 metros de alto y en posición vertical. Está diseñado para operar a velocidades hipersónicas de hasta 8.000 km/h y actúa principalmente como un banco de pruebas para el Sistema de Lanzamiento Orbital, una estructura similar, aunque inclinada según las imágenes, que aún no se ha construido.



El 22 de octubre de 2021, realizaron su primer lanzamiento de prueba con éxito, un exámen que finalizó con la recuperación del cohete reutilizable como los de SpaceX. ¿Pero cómo se consigue enviar al espacio una nave cargada de satélites solo con darle vueltas?


Seguro que alguna vez has visto por televisión una competición del lanzamiento de disco, esas en las que deportistas enormes dan vueltas hasta soltar un disco a gran velocidad. La culpa la tiene la fuerza centrífuga, en la que se basa la tecnología de esta compañía y que se muestra en el siguiente vídeo.



La estructura esconde una cámara vacía de aire para reducir la resistencia y en la que gira una aguja de fibra de carbono que sujeta en su extremo el cohete hasta impulsarlo a una velocidad máxima de 5.000 mph (8.047 km/h), más de seis veces la velocidad del sonido. No se puede someter a un astronauta a este centrifugado con una aceleración de 10.000 G, diez mil veces la fuerza de la gravedad terrestre. Una vez se consigue la velocidad suficiente el cohete se suelta para que salga disparado por el túnel lateral en línea recta hacia el espacio. Según explica Popular Mechanics, también se liberará un contrapeso que gira en la dirección opuesta para evitar que la aguja se desequilibre.


No se desvía de esa trayectoria marcada ni sigue girando por el propio principio de la fuerza centrífuga. Según la primera ley de Newton, un objeto tiende a moverse en línea recta, salvo si una fuerza se lo impide; en este caso, esa fuerza es la centrífuga que mantiene girando el cohete hasta que es liberado y recupera la línea recta a la misma velocidad.


La prueba se puede realizar en casa, con una canica o un guisante congelado y un vaso. Coloca el vaso boca abajo y realiza círculos con él sobre la mesa para que la bola empiece a rodar por la pared del vaso. Detén el movimiento y levanta el vaso cuando la bola se acerque girando a la mesa, ésta saldrá rodando en línea recta.


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Al lanzarse la nave con la carga, las puertas al final del túnel se abren para dejar salir al cohete. La compañía asegura que estas puertas son más rápidas que el parpadeo de los ojos. Cerradas preservan la presurización de la cámara de vació que se genera en la rueda donde el sistema gira a gran velocidad.


Para los futuros vuelos orbitales en los que se necesitará más empuje, el cohete volará a través de la estratosfera sin gastar combustible hasta encender sus motores en la periferia de la atmósfera. Después de aproximadamente un minuto, la nave puede encender sus motores a aproximadamente 200.000 pies de altura (60,96 km); es el momento justo para que no quede presión atmosférica que frene su ascenso.


De esta forma, solo se requiere gastar combustible durante un minuto aproximadamente para alcanzar velocidades orbitales de aproximadamente 17,500 millas por hora. Los últimos 10 minutos quemando combustible servirían para empujar la nave hasta la órbita, una última quema de 10 segundos empujará el cohete a la órbita.


Más carga, menos gastos


Los cohetes de hoy solo pueden transportar cargas útiles que ocupan una pequeña fracción de su masa total, la mayor parte de ese peso se destina a la inmensa cantidad de combustible del que dependen. El cohete SpinLaunch de 7,62 metros de largo, en comparación, promete ser más robusto y capaz de soportar cargas útiles de hasta 90 kilogramos.



En este próximo vuelo de prueba, el lanzamiento suborbital será más lento con una velocidad cercana a las 1.000 mph (1.600 km/h). La carga útil servirá para tomar una serie de medidas que después se analizarán para perfeccionar el sistema hasta estar listos para llevar a cabo los lanzamientos orbitales que la empresa tiene previsto en 2025.


Usando la fuerza centrífuga, la compañía ha abierto una puerta inesperada con la que reducir hasta 4 veces el gasto de combustible requerido para alcanzar la órbita. Esto también supone reducir 10 veces el coste y facilitar la posibilidad de lanzar varias veces al día distintas naves que se podrán reutilizar a su vuelta.

Emisiones cero


El desarrollo de sistemas espaciales más sostenibles no ha sido hasta ahora una preocupación en la industria, el tráfico aéreo de mercancías y pasajeros dentro de la atmósfera contamina más que la exploración espacial al año. Sin embargo, al mismo tiempo que crece la concienciación medioambiental, aumentan las empresas y agencias interesadas en esta actividad.


Por poner un ejemplo rotundo, el nuevo gigantesco cohete SLS con el que la NASA espera volver a conquistar la Luna en la misión Artemis, depende de una carga de 700.000 galones de oxígeno líquido superfrío e hidrógeno líquido propulsor del cohete. Esta cantidad equivaldría a unas 2.000 toneladas en comparación con las 400 toneladas de combustible y oxígeno líquido que necesita el Falcon Heavy de SpaceX que genera en un lanzamiento unas 1.352 toneladas de CO₂ de contaminante, según los cálculos de Seeker.


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De ahí la necesidad de dar con nuevas fórmulas de lanzamiento, sobre todo para los constantes lanzamientos de satélites y carga que se envían a la órbita o a la Estación Espacial Internacional. El Acelerador Suborbital utiliza motores eléctricos impulsados por energías renovables para poder presumir de ser un sistema de lanzamiento con cero emisiones.


"Para que decenas de miles de personas trabajen y vivan algún día en el espacio, se deben lanzar millones de toneladas de infraestructura y suministros. SpinLaunch asegura que se puede hacer con el menor impacto ambiental posible", aseguran en su página web.