11/09/2013

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MOTORES COHETEEspacialidad PA

Juan Manuel Tizón Pulido (Teoría)jm.tizon@upm.es

Departamento de Motopropulsión y Termofluidodinámica

Lección 2b: Evolución histórica, estado actual y perspectivas futuras

• Repaso histórico– Estudio históricos y pioneros– Los primeros lanzamientos GMII– La carrera espacial– La explotación del espacio– Turismo espacial

• Algunos datos sobre sistemas de propulsion– Los primeros motores, V2, RD 170, ..– Los motores del proyecto Apollo, F1, J‐2– Motores modernos, SSME, Voyager– Desarrollos modernos, motores eléctricos, scramjet…

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AntigüedadArquitas de Tarento (siglo V a. d. C.)

Fue el primero en adecuar la geometría a la mecánica y en solucionar el problema de la duplicación del cubo, hizo descubrimientos sobre la polea y un autómata llamado: La Paloma Volante, un pequeño artilugio de madera, parecido a una

paloma, que era impulsado por vapor contenido en su interior, es el primer dispositivo conocido que usó los principios de la propulsión de manera premeditada, aunque no se trataba de un resultado con respaldo científico (hay que esperar a que

Newton enuncie sus leyes).

Herón de Alejandría (siglo I d. C.)Físico y matemático griego que vivió en Alejandría. Destacó, como cultivador de las

ciencias aplicadas convirtiéndose, en la época tolemaica, el científico más ilustre después de Claudio Tolomeo. Su mayor logro fue la invención de la primera

máquina de vapor, conocida como eopila, y la Fuente de Herón, cuya aplicación práctica en los templos le granjearon el pseudónimo de El Mago. La eropila

consistía en un recipiente que contenía agua y que después de ser calentado giraba rápidamente sobre un eje soporte impulsado por el vapor de agua que se

expelía por sendas toberas contrapeadas. Herón fue autor de numerosos tratados de mecánica, atribuyéndosele el primer libro de robótica de la historia y la

descripción de numerosos aparatos como el teodolito o el odómetro.

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Precedentes

Wu Tsung Ching YaoLiteralmente "Colección de las técnicas militares más importantes" fue un compendio

militar chino escrito en 1044. El libro cubre una amplia gama de temas, desde buques de guerra a diferentes tipos de catapultas.

Aunque el filósofo Inglés y fraile Roger Bacon fue el primer occidental en describir los ingredientes de la pólvora negra, el Wu Tsung Ching Yao fue el primer libro de la

historia en registrar las fórmulas escritas para formulaciones de pólvora negra con salitre, azufre y carbón.

Isaac newton (1642-1727)Newton describió las leyes de la mecánica, en su obra Philosophiæ Naturalis

Principia Mathematica (1687) enunció la Ley de la Gravitación Universal, estudió la fuerza existente entre la Tierra y la Luna y describió las leyes físicas que rigen el

movimiento de los cuerpos. Además hizo aportaciones fundamentales en terrenos dispares como el de la óptica o el calculo diferencial.

La primera aplicación del principio de acción-reacción, sin embargo, no se debe a Newton, sino a un amigo suyo, Willian Grevesande que en una obra dedicada a los trabajos de éste ilustra la tercera ley mediante un carro impulsado por un chorro de vapor a través de una tobera convergente, el denominado, erróneamente, Carro de

Newton.

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AntecedentesWilliam Congreve (1772-1828)Las guerras libradas entre la Compañía Británica de las Indias Orientales y el reino de Mysore en la India hizo uso de cohetes como un arma. Después de la guerra, varios cohetes de Mysore fueron enviados a Inglaterra, y desde 1801, William Congreve llevó a cabo un programa de investigación y desarrollo en laboratorio. La primera demostración de cohetes de combustible sólido fue en 1805. El cohete Congreve típico constaba de un cuerpo cilíndrico metálico y una punta u ojiva cónica también de metal. En el interior del cilindro se atacaba la pólvora que se prendía mediante un sistema de mecha. La camisa metálica poseía en el costado una guía ajustada a la plataforma de lanzamiento y, finalmente, para afinar la puntería una cola que estabilizaba el vuelo. Los cohetes fueron utilizados con efectividad durante la guerra napoleónica y la Guerra de 1812 .

Karl Gustaf Patrik de Laval (1845 - 1913) Fue un prestigioso ingeniero sueco que realizó aportaciones en el campo de las turbinas de gas y la industria láctea. En 1882 presentó su concepto de una turbina de vapor de impulso y en su mejora desarrolló una boquilla para aumentar la velocidad del chorro de vapor a velocidad supersónica. La boquilla, ahora conocida como tobera de Laval, es una tobera convergente – divergente que se utiliza en los modernos motores a reacción.

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Siglo XIXAlfred Nobel (1833-1896)

Nació en una familia de ingenieros; a los nueve años de edad su familia se trasladó a Rusia, donde él y sus hermanos recibieron una esmerada educación en ciencias

naturales y humanidades. En 1863 consiguió controlar mediante un detonador las explosiones de la nitroglicerina (inventada en 1846 por el italiano Ascanio Sobrero) y

en 1867 consiguió la dinamita. Aún produjo otras invenciones en el terreno de los explosivos, como la gelignita (1875) o la balistita (1887). Nobel patentó todos sus

inventos y fundó compañías para fabricarlos y comercializarlos.

Paul Vieille (1854-1934)Graduado de la Ecole Polytechnique , fue un químico francés e inventor de los

propulsantes basados en nitrocelulosa en 1884. La nueva pólvora sin humo era tres veces más potente que la pólvora negra para el mismo peso y prácticamente sin

residuos de combustión. Paul Vieille pronto se convirtió en director de la "Laboratoiredes central Poudres et Salpetres" en París, donde había desarrollado su

investigación. Su invento fue seguido ampliamente dentro de un corto período de tiempo por todas las grandes potencias militares. Vieille recibió el Premio de Leconte

en 1889 en reconocimiento a su descubrimiento.

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PionerosKonstantin Tsiolkovsky (1857-1035)

En 1903 publica su estudio teórico de combustibles para cohetes y propone el uso de hidrógeno líquido y oxígeno líquido como propulsantes. Reconocido como el

padre de la astronáutica, este maestro autodidacta de escuela elaboró las teorías que mostraron por qué los cohetes son necesarios para los viajes espaciales. Dijo

que los combustibles líquidos y etapas múltiples probablemente serían las técnicas de propulsión más eficientes. A él se debe el desarrollo de la Ecuación de Cohete

que relaciona la velocidad que adquiere el vehículo con las características propulsivas del motor.

Robert H. Goddard (1882–1945)Fue uno de los pioneros en el campo de los cohetes. Aunque su trabajo en este

campo fue revolucionario, a menudo fue ridiculizado por sus teorías, que estaban muy por delante de su tiempo. Recibió poco reconocimiento durante su vida, pero

actualmente es reconocido como uno de los padres de los cohetes espaciales.En 1919 publica un documento de 69 páginas sobre sus actividades de

investigación, titulado “Un método para alcanzar altitudes extremas”.

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Pioneros

Experimentos en Alemania (1930)Miembros del Verein für Raumschiffahrt hacia 1930. Se trataba de una sociedad de aficionados para el desarrollo y construcción de sistemas que posibilitaran la exploración espacial. Durante los primeras años de la década de los 1930 realizaron numerosos experimentos con cohetes cada vez mas potentes llegando a alturas superiores al kilometro.El hombre que está a la derecha del cohete es Hermann Oberth, los dos de blanco son Rudolf Nebel y Klaus Riedel, el del sombrero Franz Ritter y el joven de la derecha es Wernher von Braun, por entonces un simple ayudante.

Motor cohete de propulsante líquido (1926)Goddard lanzó el primer cohete de combustible líquido el 16 de marzo de 1926, en Auburn. En la entrada de su diario recogió: "El primer vuelo con un cohete usando

propulsantes líquidos se realizó ayer en la granja de la Tía Effie." El cohete, que se denominaba "Nell“, funcionaba con gasolina y oxigeno y tenía el tamaño de un brazo

humano, se elevó apenas 12 metros durante un vuelo de dos segundos y medio, aunque sería una importante demostración de que los propulsores de combustible líquido eran posibles y el primer vuelo de un motor cohete de propulsante liquido.

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Precursores

Hermann Oberth (1894-1989)El libro de Hermann Oberth "El cohete en el espacio interplanetario", escrito en 1923, provocó no pocas vocaciones entre profesionales y aficionados. Formó parte de un grupo de aficionados del cohete, Verein für Raumschiffahrt (Sociedad del vuelo espacial), que habían tomado su libro como inspiración, y actuaba como un mentor para los entusiastas que había creado. Más tarde ayudó en la investigación en tiempos de guerra con cohetes en Alemania, y en 1955 se unió al equipo de Arsenal Redstone Estados Unidos.

Theodore von Karman.(1881-1963)Estudio ingeniería en Budapest y se graduó en 1902 incorporándose al grupo de Ludwig Prandtl en la Universidad de Göttingen, Disconforme con los eventos que se suceden en Europa, en 1930 acepta la jefatura del Guggenheim AeronauticalLaboratory en el Instituto Tecnológico de California (GALCIT) emigrando a Estados Unidos. En 1936, junto con Frank Malina y Jack Parsons, funda la empresa Aerojet y en 1944 junto con otros que trabajaban en el GALCIT fundan el Jet Propulsion Laboratory(JPL). Colabora en el establecimiento de numerosas entidades como el AGARD, ICAS, o VKI. Su trabajo en aeronáutica y astronáutica conlleva importantes contribuciones a la mecánica de fluidos, la teoría de turbulencia, el vuelo supersónico, las matemáticas en ingeniería y la estructura de aviones.

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Tecnología

Fotografía de 1956 en la que aparecen los directores del programa de desarrollo de misiles para el ejército estadounidense. El que está en primer término es Hermann

Oberth. Sentado en la mesa, detrás de él a su izquierda Wernher von Braun, antiguo discípulo suyo y en aquella época su jefe (era el director del programa). Los otros

dos civiles son el doctor Ernst Stuhlinger, sentado a la derecha de Oberth, y el doctor Robert Lusser, de pie detrás de Von Braun, ambos alemanes y colaboradores de Von

Braun desde los tiempos de Peenemünde. El militar es el general estadounidense Holger Toftoy

Lanzamiento de prueba de un A-4 en Peenemünde, en el verano de 1943. El A-4 fabricado en serie pasó a denominarse V-2 (Vergeltungswaffe Zwei, "Arma de Represalia 2"), el primer misil balístico de la historia. En los últimos meses de la guerra fueron lanzados más de 4300, la mayor parte de ellos contra las ciudades de Amberes y Londres, que causaron la muerte de un número estimado de 7.250 personas. Además las V-2 se producían en la gran fábrica subterránea Mittelwerk, que utilizaba como mano de obra esclava a prisioneros provenientes del campo de concentración de Buchenwald,

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PosguerraWernher von Braun (1912-1977)

A la edad de 20 años W. Von Braun fue contratado como primer empleado civil del ejército alemán en la investigación de cohetes y a los 25 años se convirtió en el

director técnico de este tipo de investigación en Alemania. Presidió el desarrollo del cohete V-2. Después de la guerra se trasladó a los EE.UU. Von Braun se convirtió en el director del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA y el principal diseñador

del Saturno V,3 que durante los años de 1969 y 1972 llevarían a los estadounidenses a la Luna.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Project_Paperclip_Team_at_Fort_Bliss.jpg

Operación PaperclipLa Operación Paperclip (originalmente Operación Overcast) fue el nombre en clave de la operación realizada por el Servicio de Inteligencia y Militar de los Estados Unidos para extraer de Alemania científicos especializados en las llamadas Armas Maravillosas del Tercer Reich.

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URSSValentin Glushko (1908-1989)Un ingeniero soviético de origen ucraniano fue uno de los principales diseñadores de naves espaciales y cohetes soviético. En 1946 se convirtió en el jefe de diseño de su propia oficina, que jugaría un papel destacado en el desarrollo de motores de cohetes en la Unión Soviética.

Sergei Korolev (1906-1966)Creció en Odesa, actual Ucrania, y se formo en el campo de la aeronáutica de una

forma un tanto ecléctica obteniendo sus ultimas cualificaciones al abrigo de los programas de formación acelerada comunistas. Fue capturado durante las purgas

estalinistas de 1938 y pasó seis años en un gulag siberiano. Después de su liberación se convirtió en diseñador de cohetes y fue una figura clave en el desarrollo del programa ICBM ruso. Como diseñador principal del programa espacial soviético,

supervisó los programas Spútnik y Vostok, y los planes para enviar un hombre a la Luna. Murió repentinamente a la edad de 59 años debido a problemas de salud

causados por su dura estancia en el gulag.

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La Era EspacialSputnik (1957)

Marcó el comienzo de la era espacial el 4 de octubre de 1957.El Sputnik 1 tenía una masa aproximada de 83 kg, contaba con dos transmisores de

radio y orbitó la Tierra a una distancia de entre 938 km en su apogeo y 214 km, en su perigeo. El análisis de las señales de radio se usó para obtener información sobre la

concentración de los electrones en la ionosfera. La temperatura y la presión se codificaron en la duración de los pitidos de radio que emitía, indicando que el satélite

no había sido perforado por un meteorito.

Y Laika (1957)Como se sabía poco sobre los efectos que los vuelos espaciales podían producir

sobre los seres vivos en el momento de la misión de Laika, y la tecnología de suborbital no se había desarrollado todavía, no había ninguna expectativa de que

Laika sobreviviera. Algunos científicos creían que los humanos no podrían sobrevivir al lanzamiento o a las condiciones del espacio exterior, por eso los ingenieros de vuelos vieron a los vuelos de animales como los precursores necesarios para las misiones humanas. A sabiendas enviado a su muerte, Laika sobrevivió en órbita

durante varias horas antes de sucumbir al estrés y sobrecalentamiento.

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La Carrera EspacialExplorer 1William Pickering, James Van Allen y Wernher von Braun mostrar un modelo del primer satélite estadounidense, el Explorer 1, en una conferencia de prensa de 01 de febrero 1958. Explorer 1 descubrió lo que sería conocido como los cinturones de radiación de Van Allen.

Yuri A. Gagarin (1934-1968)Como teniente de la fuerza aérea, Gagarin fue seleccionado en el primer grupo de cosmonautas soviéticos. El 12 de abril de 1961, Gagarin se convirtió en el primer ser humano en viajar al espacio en la nave Vostok 1. La nave espacial de las Vostokestaban formadas por una cabina esférica de una persona, con una masa de 2,46 toneladas, y diámetro de 2,3 metros y un módulo cónico para el equipamiento, la cabina tripulada y comandada por el tripulante y eran propulsados por el motor RD-107 que se diseño entre 1954 y 1957, en la Agencia de Diseño y Laboratorio experimental de Dinámica de Gases (OKB-456), bajo la dirección de Valentín Glushkó. Estos laboratorios estaban perfeccionando el material capturado a los alemanes al final de la Segunda Guerra Mundial.

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La visita a Luna y la ExploraciónApolo 8(1968)

Apolo 8 despega del Centro Espacial Kennedy almohadilla 39-A el 21 de diciembre de 1968. El cohete Saturno V, el más grande jamás lanzado, envió a los primeros seres humanos más allá de la órbita de la Tierra y la Luna. La nave completó diez

órbitas de la Luna y regresó a la Tierra el 27 de diciembre.

Apollo 11 (1969)El módulo lunar Apollo 11 "Eagle", visto desde el módulo de mando "Columbia"

después de desacoplar el 20 de julio de 1969. La nave espacial desgarbado llevaría a los astronautas Neil Armstrong y Buzz Aldrin en la superficie de la Luna, mientras

que Michael Collins permanecía en órbita.

Voyager I y II (1997-)Las dos sondas fueron enviadas para la exploración de los planetas exteriores.

Como curiosidad cabe citar que portan un disco de oro ideado por el divulgador Carl Sagan en el que se incluye una variopinta información sobre la Civilización Humana

en el planeta Tierra. En la actualidad se espera que la vida útil de las sondas se alargue lo suficiente como para estudiar la zona denominada heliopausa en la que

interacciona el viento solar con las partículas eléctricas que componen el medio interestelar.

Por tanto, las sondas Voyager se han convertido en los instrumentos artificiales más lejanos jamás enviados por el hombre.

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Actual: Uso comercial

Mir (1986-2001)Estaba situada en una órbita entre los 300 y 400 kilómetros de la superficie terrestre, orbitando completamente la Tierra en unas dos horas. Sirvió como laboratorio de pruebas para numerosos experimentos científicos y observaciones astronómicas, estableciendo récords de permanencia de seres humanos en el espacio.

International Space Station (1998-)También conocida como la Estación Orbital Internacional, es una estación espacial tripulada que también funciona como un centro de investigación en la órbita terrestre, cuya administración, gestión y desarrollo está a cargo de la cooperación internacional. Está considerada como uno de los logros más grandes de la ingeniería

Transbordador, Space Transport System (STS) (1977-2011)La primera nave espacial reutilizable y la primera capaz de poner satélites en órbita (LEO), y traerlos de vuelta a la superficie. Cada transbordador (5) tenía una vida útil proyectada de 100 lanzamientos. La flota de transbordadores espaciales, junto con los vehículos soviéticos, fueron los encargados de elevar los distintos módulos de la Estación Espacial Internacional, así como de la provisión regular de suministros.,

El uso comercial del espacioEl numero actual de satélites en orbita operativos es de 1045, sin embargo hace 10 años había 10,000 objetos catalogados y cerca de 50,000 de tamaño inferior al centímetro orbitando la tierra lo que sin duda pone de manifiesto el “uso comercial” que estamos haciendo del espacio que nos rodea.

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El FuturoTransporte espacial privado 2012

La SpaceX Dragon es una nave espacial reutilizable, desarrollada por la empresa privada estadounidense SpaceX, capaz de llevar carga y hasta siete tripulantes a

órbita terrestre baja (LEO). Actualmente tiene un contrato con la NASA para reemplazar las operaciones de reabastecimiento y transporte de tripulaciones que

antes realizaba la flota de transbordadores.El 25 de mayo de 2012, la sonda fue lanzada desde Cabo Cañaveral con destino a la

Estación Espacial Internacional, llevando suministros para la tripulación de astronautas, siendo la primera misión privada de transporte a la EEI de la historia.

Turismo espacial 2013Desde que en 2004 la nave ShipSpaceOne gano el premio Ansari X-Prize, dotado con 10 millones de dólares, se han sucedido las iniciativas privadas por poner en

marcha empresas que oferten los viajes espaciales al publico en general.

Exploración e investigación ("To infinity ... and beyond!")Puede consultarse http://www.nasa.gov/missions/current/index.htm o

http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Newspara repasar la gran cantidad de interés que el espacio a nuestro alrededor suscita

en la mente humana.

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Bomba volante (V‐2)

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Sputnik (1957): Motor RD 107

• APLICACIONES: Inserción en órbita

del satélite SPUTNIK (1957) y del

astronauta Gagarin (1961) 

• PROPULSANTES: LOx/Keroseno

• CICLO: G.G. (H2O2 + catalizador)

• PRESIÓN DE CÁMARA: 5 Mpa

• Alta fiabilidad (97.5%) en mas de 1500 lanzamientos

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Amartizaje del Viking (1976)

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Viking: Sistema de Alimentación

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Viaje Tripulado a la Luna (1969)

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Peso: 8,098 kgPresión de cámara: 70.00 barRelación de áreas: 16.00Empuje/Peso: 115.71 

F‐1AEmpresa: Rocketdyne (1967)Propulsantes: Lox/QuerosenoEmpuje (vac): 9,189.600 NIsp: 310 secTiempo: 158 segundos

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VULCAINEmpresa: SEP (Francia, 1996)Propulsantes: LOx/LH2Empuje (vac): 1,075.000 NIsp: 431 sec.Tiempo: 605 sec.Peso: 1,300 kg

Diámetro: 2.00 mLongitud: 3.00 mPresión de cámara: 102 barRelación de áreas: 45O/F: 6.2Empuje/peso: 84

MOTOR VULCANO (ARIAN‐ESA)

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MOTORES DE LANZADORES DE PROPULSANTE LÍQUIDO

Lanzador Escalón Motores PropulsantesImpulso

específico

Atlas/Centaur (1962)012

Rocketdyne YLR89-NA7 (x2)Rocketdyne YLR105-NA7P&W RL-10A-3-3 (x2)

LOX/RP-1LOX/RP-1LOX/LH2

259s sl / 292s vac220s sl / 309s vac

444s vac

Titan II (1964) 12

Aerojet LR-87-AJ-5 (x2)Aerojet LR-91-AJ-5

NTO/Aerozine 50NTO/Aerozine 50

259s sl / 285s vac312s vac

Saturn V (1967)123

Rocketdyne F-1 (x5)Rocketdyne J-2 (x5)Rocketdyne J-2

LOX/RP-1LOX/LH2

LOX/LH2

265s sl / 304s vac424s vac424s vac

Space Shuttle (1981)01

OMSRCS

Thiokol SRB (x2) Rocketdyne SSME (x3)Aerojet OMS (x2)Kaiser Marquardt R-40 & R-1E

PBAN SolidLOX/LH2

NTO/MMHNTO/MMH

242s sl / 268s vac 363s sl / 453s vac

313s vac280s vac

Delta II (1989)012

Castor 4A (x9)Rocketdyne RS-27Aerojet AJ10-118K

HTPB SolidLOX/RP-1

NTO/Aerozine 50

238s sl / 266s vac264s sl / 295s vac

320s vac

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Voyager I y II (1977)

Empresa: JPL

El sistema de propulsión de la sonda Voyager (lanzada en 1979 para el estudio de los planetasexteriores) consiste en un motor de propulsante sólido para ayuda en el lanzamiento inicial y unabatería de motores de hidracina para maniobras de ajuste orbital, control del vector empuje en elfuncionamiento del motor cohete sólido y control de actitud.

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Deep Space 1 (1998‐2001)

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Smart‐1 (2003)

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EstadoActual• PROGRAMAS, DESARROLLOS Y LOGROS ESPECTACULARES

• FIABILIDAD Y SEGURIDAD  Programa “Apollo”: fiabilidad 83%, seguridad 92%Datos estadísticos globales de los lanzadores actuales: fiabilidad 95‐98%

• COSTES DE EXPLOTACIÓN– 7000–10.000 $/kg con lanzadores fungibles modernos– 20.000 $/kg con el Shutltle– 20 M$/turista

• INVERSIONES/PRESUPUESTOS– Coste  desarrollo del Saturno V …………..  7.500 M$ (1966); 43.000 M$ (2004)– Coste total programa Shuttle hasta 2005 …  145.000 M$– Coste del Ariane 5 ………………………….      10.000 M€

• TIEMPOS DE VIAJE Y FUENTES DE ENERGÍA

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OBJETIVOS Y PERSPECTIVAS FUTURAS

• Abaratar el transporte de cargas y tripulaciones a la órbita terrestre baja.

• Continuar la explotación robotizada del sistema solar (Proyectos JIMO y Bepi‐Colombo p.e.).

• Explotación del turismo espacial.

• Viaje tripulado a Marte(Programas Aurora y Space Exploration Vision)

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Opciones Propulsivas

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Scramjet

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PROGRAMAS SCRAMJET• 1974. Proyecto X‐15. Ensayo de vuelo con motor cohete. Problemas térmicos. 

Exploración del vuelo hipersónico, M6‐7.• 1962‐1978. Proyecto SCRAM (Supersonic Combustion Ramjet Missile) Rango de 

vuelo M =4‐10, H= 25.000 m. Bajas eficiencias de combustión.

• 1986‐1994. Proyecto NASP. Utilización del H2 como combustible. Problemas tecnológicos diversos. Cancelación por falta de financiación.

• 1995‐2002. Proyecto HyShot. Ensayos conducidos por la Universidad de Qeensland. Éxito al conseguir mayor empuje que resistencia.

• 1994‐2000’s. Proyecto X‐43. 

– X‐43 A: 2001 accidente, 2004 Vuelos con éxito M=7 y 10.

– X‐43 B ISTAR, X‐43 C Hytech, X‐43 D M=15

• 2005 Proyecto FASST. Ensayo en vuelo usando hidrocarburos.

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Scramjet: Ensayo en Vuelo

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X‐30 NASP (1986)

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Sänger II (1988)

EHTV Temperatures at Stage Separation Conditions

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HOTOL (años 80s)

RB545 (1985)Motor secreto de Rolls‐Royce que utilizaba hidrógeno líquido, aire líquido y oxígeno líquido, combinándolos según la fase de vuelo. Capaz de 700 segundos de impulso y unos 368 kN de empuje. La primera fase de vuelo es como un aerorreactor convencional hasta Mach 5 y unos 26 km de altura en el que se produce la transición a funcionamiento como motor cohete.

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VentureStar (años 90s)

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Ares I Crew Launch Vehicle

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Ares V Cargo Launch Vehicle

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Avanzados: VELAS SOLARESProyectosEstá previsto que en 2010 la Agencia de Exploración Espacial de Japón lance al espacio la primera nave propulsada poruna vela solar, el proyecto "IKAROS" (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun) que viajará aVenus. También la Planetary Society de EEUU lanzará un satélite el "LightSail-1" en orbita terrestre.

Tras dos fracasos (en 2001 y 2005) la Planetary Society utilizará la tecnología de la Cosmos 1 para lanzar la vela solar LightSail 1 en una órbita baja de 800 km de altura a finales de 2010. El coste total del 

proyecto es de 1,8 millones de dólares y la financiación es exclusivamente privada.

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Turismo EspacialProyectosEl 4 de octubre de 2004, el SpaceShipOne consiguió alcanzar el espaciopor segunda vez en 15 días, consiguiendo con ello ganar el premio AnsariX-Prize, dotado con 10 millones de dólares, y proclamarse el primervehículo espacial tripulado de capital privado. La SpaceShipOne es unanave espacial suborbital con espacio para un tripulante con dos pasajeros.Posee un motor de cohete que consume una mezcla de combustiblesólido y óxido nitroso.Antes de iniciar el descenso, la nave pliega sus alas de forma quepresenta un perfil aerodinámico estable hasta que llega a cotas bajas,donde devuelve las alas a su forma original y planea hasta aterrizar en unaeropuerto convencional.SpaceShipTwo es una nave espacial suborbital destinada a llevar a losturistas espaciales, bajo desarrollo de The Spaceship Company, queplanea operar una flota de cinco de estas naves de transporte depasajeros en servicio de vuelos espaciales privados a partir de 2011

Durante estos últimos años muchas empresas están trabajando paraenviar civiles-turistas al espacio, como por ejemplo, ARCASPACE,Bigelow Aerospace, Blue Origin, da Vinci Project, EADS Astrium, ExcaliburAlmaz, Galactic Suite Ltd., Interorbital Systems, PlanetSpace, ReactionEngines Ltd., Rocketplane Kistler, Rotary Rocket, Scaled Composites,Space Adventures, Space Transport Corp., SpaceX, Spotel Foundation,Inc., t/Space, Venturer Aerospace, Virgin Galactic o XCOR Aerospace.Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Turismo_espacial

© J. M. Tizón

Planteamiento inicialLa aniquilación de materia y antimateria (con la producción de energía radiante en forma de rayos gamma) es la mayor fuente de energía conocida, en término de densidad de energía, Z:

Reacción química: 1 107 J/kg

Fisión nuclear: 8 1013 J/kg

Fusión nuclear: 3 1014 J/kg

Antimateria: 1 1017 J/kg

Sin embargo el uso de esta fuente de energía lleva asociados una serie de problemas:

– No existe antimateria en la Naturaleza, debe ser creada.

– Almacenamiento (en espacio y tiempo)

Además:

La creación de antiprotones, la antimateria masusual, es por medio de la colisión de protonesmuy energéticos (acelerados hasta casi lavelocidad de la luz) con un blanco de tungsteno detal forma que la energía cinética de los protonesse convierte en materia, partículas subatómicasde las cuales algunas son antimateria ( del ordende nanogramos)

Para el almacenamiento se utilizan confinadoreselectromagnéticos súper‐enfriados

max spV I Z

Especulativo: Antimateria

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