Combustibles de alta energía para aumentar la propulsión
Los sistemas de propulsión de cohetes modernos pueden dividirse en tres categorías principales en función de si el tipo de combustible utilizado es líquido, sólido o híbrido. Si bien cada uno de ellos ofrece ciertas ventajas con respecto al resto en determinadas aplicaciones espaciales, los sólidos son relativamente estables y fáciles de almacenar. No obstante, su desempeño es menor que el de los líquidos. Los avances recientes en materiales con una densidad elevada de energía han hecho viable el desarrollo de propergoles sólidos de alto rendimiento. Investigadores europeos pusieron en marcha el proyecto «High performance solid propellants for in-space propulsion» (HISP) para aprovechar todo su potencial. El objetivo fue obtener un rendimiento similar a los propergoles líquidos más eficientes y un aumento del 10 % en comparación con los sólidos disponibles. Los investigadores de HISP analizaron en un entorno experimental cuatro combustibles de alta densidad energética y basados en el aluminio: aluminio micrométrico, aluminio nanométrico, aluminio activado e hidruro de aluminio. Una alternativa prometedora para superar las limitaciones de desempeño podría residir en la utilización de dinitroamida de amonio (ADN) como agente oxidante en lugar del más común perclorato de amonio (AP). Uno de los productos de la combustión de los propergoles basados en el AP es el cloruro de hidrógeno, el cual corroe la base de lanzamiento y resulta perjudicial para el medio ambiente. Por otro lado, el ADN muestra una gran reactividad con algunos aglutinantes poliméricos. El polímero azidaglicidílico, un aglutinante ideal, permitió desarrollar un propergol que podría aumentar en más de un 30 % la carga útil del lanzador Vega. Los socios industriales de HISP mejoraron los métodos de fabricación de estos materiales para aumentar su estabilidad química y lograr la compatibilidad deseada. El proceso aún no está listo para proceder a la ampliación de su escala, pero sí se realizó una evaluación de las posibilidades de industrializarlo. De hecho, se han seleccionado misiones de referencia para determinar las ventajas globales de los nuevos propergoles sólidos sobre las misiones. HISP no solo reforzó la competitividad del sector europeo de la propulsión espacial sino que, al aumentar el nivel de preparación tecnológica de los propergoles sólidos con compuestos de alta densidad de energía, contribuirá a hacer preparar misiones nuevas a destinos lejanos y logrará que la UE amplíe las fronteras de la exploración espacial.
Palabras clave
Propulsión, materiales de alta energía, aplicaciones espaciales, propergoles sólidos, alta densidad de energía
