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Aviación

La tecnología espacial se encuentra con la aviación: la revolución hipersónica

Por CNN

Miquel Ros (CNN)– ¿De Londres a Melbourne en 90 minutos? ¿De París a San Francisco en menos de una hora?

Eso sería viajar a 25 veces la velocidad del sonido… o apenas el tiempo suficiente para disfrutar una película en el vuelo.

Pocas áreas de la aviación generan predicciones más salvajes que el vuelo hipersónico… pero un equipo en Alemania podría haberlo descifrado.

Hipersónico significa velocidades de Mach 5 o superiores, o más de cinco veces la velocidad del sonido. Supersónico es Mach 1, o la velocidad del sonido.

Desde que el Concorde fue retirado en el 2003, la aviación comercial se ha mantenido puramente subsónica, pero eso podría cambiar en las próximas décadas.

Como por ejemplo, los nuevos modelos de aviones como el HYTEX japonés, el cual es capaz de alcanzar velocidades Mach 5, o el Europeo Lapcat-II, que espera alcanzar una velocidad Mach 8.

Luego está la industria del turismo espacial naciente, con empresas como Virgin Galactic y XCOR Aerospace que tienen la esperanza de llevar a unos pocos elegidos en viajes de placer al borde del espacio.

Los investigadores en el Centro Aeroespacial Alemán (DLR, por sus siglas en alemán) están tomando su propio enfoque.

Un equipo ha aplicado los principios de tecnología espacial para proponer lo que posiblemente será el concepto de avión hipersónico más avanzado a la fecha.

El SpaceLiner

El resultado de 10 años de investigación continua por parte del departamento de Análisis del Sistema de Lanzamiento Espacial (SART) del Instituto de Sistemas Espaciales en Bremen, el SpaceLiner es un revolucionario concepto de avión espacial hipersónico capaz de volar con unos 50 pasajeros alrededor del mundo a una velocidades hasta 25 veces la velocidad del sonido.

Está basado en un concepto de dos etapas, no muy diferente al Sistema de Transporte Espacial, donde tanto la etapa de propulsión como la de pasajeros comienza en una configuración vertical.

Impulsado por 11 motores de cohetes durante el lanzamiento (nueve en la fase de propulsión y dos en la etapa de pasajeros), el sistema acelera en la mesosfera usando una tradicional propulsión criogénica de cohetes.

Una vez que la fase de propulsión está vacía, el vehículo de pasajeros más pequeño se separa de la fase de propulsión y sigue acelerando, volando de forma autónoma, al igual que un avión… excepto que lo hace mientras alcanza una asombrosa velocidad de hasta Mach 25.

Después de alcanzar una altitud máxima de 80 kilómetros, la etapa de pasajeros comienza un descenso de planeación hacia su destino.

No solo es el concepto SpaceLiner increíblemente rápido, sino que también es ecológico.

Utiliza propulsores de oxígeno líquido e hidrógeno líquido (LOX/LH2), así que solo se produce vapor de agua.

La mayor parte de los procesos de vuelo serán totalmente automatizados, pero aún contará con dos pilotos para controlar todo a bordo y los procedimientos de vuelo… y para tranquilizar a los pasajeros.

La reutilización es clave


¿Viajar a Mach 25? Es mejor que elijas una de las películas más cortas para ver durante el vuelo

Con un rendimiento como este, sería posible ir de Europa a Australia en 90 minutos.

El SpaceLiner espera captar una porción del mercado de transporte aéreo de primera que recorren distancias muy largas, pero esto solo será posible si los costos pueden reducirse a un nivel razonable.

Hasta ahora todo lo que se refiere a los viajes espaciales ha sido prohibitivo, lo que explica por qué este campo sigue siendo el dominio exclusivo de un puñado de gobiernos e individuos extremadamente ricos.

La investigadora de SART, la Dra. Olga Trivailo, explica que los altos costos son “debido a la limitada aplicación de tecnología y, por lo tanto, la demanda, la cual sustenta bajas tasas de producción de los sistemas espaciales”.

Una de las claves para la reducción de costos, y una piedra angular del proyecto SpaceLiner, es la reutilización.

El vehículo SpaceLiner está diseñado para ser totalmente reutilizable, desde los motores del sistema hasta el vehículo de pasajeros y la etapa de propulsión, lo cual tendría la capacidad de regresar de forma independiente al sitio de lanzamiento después de separarse de la fase de pasajeros.

Se espera que los motores de cohetes soporten al menos 25 lanzamientos, aunque las dos etapas podrían durar hasta 150 ciclos.

Los ingenieros del DLR han evitado depender de cualquier tecnología no probada.

Eso le agregaría demasiada complejidad, riesgo y tiempo de desarrollo a lo que ya es un proyecto extremadamente complejo.

Un laboratorio de nuevas ideas

La etapa de pasajeros del SpaceLiner iniciará en posición vertical, lo que significa que la organización de los asientos diferirá de los aviones convencionales.

Durante los primeros 10 minutos de vuelo, los pasajeros experimentarán fuerzas de hasta 2,5G… 2,5 veces su peso corporal en la Tierra, o casi la mitad de las fuerzas G que tendrías en una montaña rusa.

No es necesario que los pasajeros se sometan a un entrenamiento especial como lo harían con los viajes espaciales, pero la llegada del vuelo hipersónico todavía presenta una gran oportunidad para probar nuevos conceptos de cabina de pasajeros.

Los arquitectos y los diseñadores han sido involucrados en el proyecto SpaceLiner para ayudar a diseñar la experiencia de los pasajeros de la era hipersónica.


Se necesitarán inversionistas ricos para que funcione el concepto

El mercado de los vuelos hipersónicos

Incluso si los costos pueden reducirse, es probable que siga siendo un producto de primera calidad, al menos al inicio del vuelo hipersónico.

El número de las posibles rutas en las que volará el SpaceLiner estaría limitada a distancias intercontinentales de más de 9.000 kilómetros, donde el ahorro de tiempo sería más beneficioso.

Las posibles rutas podrían incluir desde Australia hasta Europa, así como los destinos de enlace en el Lejano Oriente, Europa, la Costa Oeste de Estados Unidos y el mercado del Transpacífico.

El SpaceLiner necesitaría puertos espaciales que estén estratégicamente ubicados cerca de los principales centros de población y centros de negocios con el fin de capturar el tráfico de negocios, mientras que al mismo tiempo lo suficiente lejos de zonas densamente pobladas con el fin de minimizar los problemas de ruido durante el despegue.

Las ubicaciones costeras son las más deseables, así que la fase de inicio podría ocurrir sobre el agua.

SART ya ha identificado varios sitios de lanzamiento adecuados en Europa, Australia y Estados Unidos que cumplen con estos criterios, siendo la costa norte de los Países Bajos uno de los favoritos.

Tomará algún tiempo volar un hipersónico

Según las propias estimaciones de SART, para que los vuelos de SpaceLiner tengan lugar aún faltan algunas décadas, tal vez hasta unos 30 años.

Si alguna vez se vuelve realidad, el SpaceLiner necesitará la participación de la industria aeroespacial, así como inversionistas con mucho dinero.

La Dra. Trivailo estima que el SpaceLiner requeriría una inversión inicial de 28.000 a 30.000 millones de euros (30.000 hasta 32.000 millones de dólares) para llegar a la fase de prototipo.

Sin embargo, el SpaceLiner ofrece mucho más que vuelos de pasajeros más rápidos en todos los continentes.

Mediante el diseño de un sistema espacial totalmente reutilizable para el tráfico regular de pasajeros, los investigadores de SART esperan que su trabajo permita que los viajes espaciales sean más rentables.

Si se inicia una producción en serie de su hardware espacial, los costos podrían ser derribados y los viajes espaciales serían más accesibles para más personas.

No empaques tu maleta por el momento, pero el turismo espacial asequible podría ser algo un poco más cercano a la realidad.

Miquel Ros es un bloguero de la aviación. Un economista por experiencia, él ha trabajado para Flightglobal y Bloomberg. Actualmente cubre la industria aérea a través de Allplane.tv y colabora con el sitio web de viajes de lujo Trovel y otros medios de comunicación en línea.