Los motores principales de un transbordador espacial son los cohetes químicos más eficientes de la Tierra. Puede escuchar el estruendo producido durante una retransmisión en la red de un test de prueba de encendido de un motor el 8 de noviembre (de 2002)|

Pueden levantar 375.000 libras y adelantar a una bala en aceleración. El combustible que consumen está más frío que el espacio interestelar, aún así su escape alcanza una temperatura similar a la de una pequeña estrella. Tres de ellos trabajando juntos desatan una fuerza de 23 Hoover dams.

Son los motores principales de las lanzaderas espaciales (Spacial Shuttle Main Engines o SSMEs). Se puede excusar a los espectadores que hayan presenciado muchas veces el despegue y el aterrizaje de una lanzadera por pensar que los motores estén obsoletos. ¿Qué otra cosa podría ser tan fiable? De hecho, según el ingeniero de la NASA, Everett Runkle, los motores de una lanzadera son tecnología punta.

“Los SSMEs son los motores más eficientes de la Tierra” comenta Runkle. “Tienen un impulso específico (una medida de la eficiencia de la combustión) de 420 segundos, mayor que el de ninguno de los otros cohetes químicos. Si quisiéramos encontrar una combinación mejor entre fuerza y consumo de combustible tendríamos que recurrir a la propulsión nuclear”.

Arriba: Un motor principal de una lanzadera espacial pasando un test de prueba de lanzamiento a plena potencia en el Centro Espacial Stennis en Mississipi. [más]

Incluso más destacable quizás es su capacidad de recuperación.

Piense que la mayoría de los motores principales de cohetes que han sido lanzados yacen ahora en pedazos en el fondo del mar o esparcidos en terrenos lejanos. “La mayoría de los motores de cohetes se construyen para realizar un solo vuelo” explica Runkle. Transportan su carga al espacio para después caer de nuevo a la Tierra. Un buen ejemplo de esto es el Cohete Lunar Apolo. “Cuando lanzamos los cohetes Saturno V durante el Programa Apolo”, recuerda, “los dos primeros módulos del cohete se desprendieron durante el ascenso y fueron a parar al Océano Pacífico. El tercer módulo, el S-IVB, lo estrellaron contra la Luna o bien fue puesto en órbita alrededor del Sol”.

Sin embargo, los motores de la lanzadera no son desechables. “Los traemos de vuelta intactos después de cada viaje”, dice. La mayoría han volado veinte veces o más y han sido desarrollados para llevar a cabo 100 misiones.
¿Cómo funcionan estos motores?

“Se parecen un poco al motor de un coche”, responde. “En un automóvil, se inyecta el combustible en una cámara de combustión y una bujía lo enciende. La explosión empuja un pistón el cual produce la fuerza que mueve el coche”.



Arriba: Un diagrama de motor de una lanzadera espacial. [más]

“La lanzadera usa una clase diferente de combustible: hidrógeno líquido (LH2) y oxígeno líquido (LO2). Ambos son pulverizados en una fina neblina dentro de una cámara de combustión donde una bujía de última generación inicia el fuego. Es un fuego permanente realimentado por un continuo flujo de gotitas de LH2 y LO2”.

La temperatura dentro de una cámara de combustión puede alcanzar los 6000º F (3300º C), más o menos como la temperatura de la superficie de una estrella de Clase-M; una ironía si tenemos en cuenta que la temperatura del combustible de hidrógeno, -423º F (-253º C), es más baja que la de la mayoría de gases que llenan el espacio interestelar. El oxígeno líquido a -298º F (-183º C) está frío también, pero no tanto como el hidrógeno.

Los gases calientes fluyen a través de los inyectores y así proporcionan el impulso. El escape (de gases) está formado en su mayoría por vapor de agua, de ahí las nubes blancas que se arremolinan alrededor de los motores durante el lanzamiento de la lanzadera. “Nuestros motores son muy limpios” apunta Runkle. “No contaminan el medioambiente”.

Izquierda: Los tres motores principales de la lanzadera son alimentados con oxígeno líquido e hidrógeno líquido a través del gigantesco tanque color naranja exterior cargado de combustible.

Aunque los motores de la lanzadera son la crema y nata de los cohetes químicos, los ingenieros de la NASA están constantemente trabajando para mejorarlos.

“Empezamos hace veinte años con un “Modelo –T”, ahora es un V8”, dice Runkle.

Innovaciones recientes introducen una cámara de combustión de cuello ancho. El cuello es por donde el hidrógeno líquido y el oxígeno líquido se introducen en la cámara para el quemado. El nuevo cuello es un 10% más largo que el antiguo- un cambio que reduce la presión y la temperatura y, por tanto, el desgaste del motor.

Las bombas de combustible han mejorado también.

Cada motor tiene dos turbobombas que suministran hasta 970 libras (440 kilogramos) de oxígeno líquido por segundo y hasta 162 libras (73 kilogramos) de hidrógeno líquido por segundo a la cámara de combustión. “Estas bombas son tan poderosas”, dice Runkle, “que podrían lanzar un chorro de hidrógeno líquido a 40 millas de altura”.

Las bombas originales de la lanzadera se ensamblan por medio de soldaduras. Después de cada vuelo, estas soldaduras se retiran y se inspeccionan cuidadosamente. Los ingenieros han desarrollado nuevas bombas de una sola pieza con materiales resistentes a la presión. “El uso de menos soldaduras y materiales más duros significa que podremos ir a más misiones sin necesidad de recambiar los componentes,” dice Runkle.

Estos y otros muchos adelantos requieren pruebas constantes. De hecho, en el Centro Espacial Stennis de Mississippi, se prueba el encendido de los motores de las lanzaderas del orden de una vez por semana como media. Se diría que las pruebas de encendido llaman la atención como mínimo. Blancas nubes ondean a millas de distancia en la atmósfera. El suelo vibra, el aire se sacude y los espectadores sienten el retumbo en sus huesos. Es una experiencia emocionante.

Derecha: Una vasta multitud contempla la prueba de encendido del motor principal de una lanzadera en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA.

La mayoría de las pruebas de encendido de las lanzaderas no están abiertas al público pero una que tuvo lugar el 8 de noviembre de 2002 sí lo estuvo. Miles de personas visitaron el Centro Espacial Stennis en aquella ocasión y contemplaron las pruebas desde una distancia de unos pocos cientos de yardas.

Si no vives en Mississippi no te preocupes. Science@NASA retransmitió la prueba en directo en la web. Puedes escuchar el rugido de los motores, observar su escape de gases y escuchar al narrador describiéndolo todo. Es lo mejor que te puede pasar después de haber estado allí.
Pincha aquí para acceder a la retransmisión. Los comentarios en directo comenzaron a las 5:30 p.m. CST (23:30 UT) el 8 de noviembre de 2002; la prueba en sí empezó a las 6:00 p.m. CST.

No te olvides de subir el volumen de los altavoces de tu ordenador. Así no te perderás el estruendo de la innovación.


Nota del editor: Nuestra retransmisión podrá soportar 3000 visitas simultáneas aproximadamente. Sin embargo, es probable que la audiencia exceda esa cifra. Si no puedes establecer la conexión el 8 de noviembre de 2002, por favor vuelve a intentarlo más tarde y ve la grabación, la cual mantendremos en nuestro servidor por un periodo indefinido.