La ESA y ArianeGroup están desarrollando el motor Prometheus, precursor de una primera etapa alimentada con metano, producida con impresión 3D, para ser utilizada en futuras evoluciones del lanzador Ariane-6.
En la reunión del Consejo Space19 + en Sevilla, España, realizado en noviembre de 2019, la ESA recibió fondos completos para llevar el diseño actual del motor Prometheus a una madurez técnica adecuada para la industria. Desarrollado por ArianeGroup, Prometheus ahora se considera clave en el esfuerzo por preparar el futuro acceso al Espacio europeo competitivo.
Al aplicar un enfoque de diseño a costo (Design-to-Cost) para la fabricación de Prometheus, ESA apunta a reducir el costo de producción en un factor de diez con respecto al motor Vulcain-2 la etapa principal actual del lanzador Ariane-5.
Las características como empuje variable, reencendidos múltiples, idoneidad para la aplicación del motor en la etapa principal y superior, y operaciones minimizadas en tierra antes y después del vuelo también hacen de Prometheus un motor altamente flexible.
Prometheus funciona con oxígeno líquido-metano que brinda una alta eficiencia y permite la estandarización y la simplicidad operativa. El metano como combustible es ampliamente disponible y fácil de manejar.
A corto plazo, es probable que los motores europeos operativos se beneficien de la aplicación de las tecnologías Prometheus.
Las próximas pruebas supervisadas por ArianeGroup en las instalaciones de prueba de Lampoldshausen del Centro Alemán Aeroespacial DLR en Alemania validarán los componentes de hardware para el primer modelo de prueba de motor Prometheus (M1).
En el banco de pruebas P5 se instalará un tanque propulsor de 250 metros cúbicos de metano. Esto permitirá a los ingenieros cambiar eficientemente las configuraciones de prueba entre Prometheus y el motor de etapa principal Vulcain-2.1 de Ariane-6, también en desarrollo.
Se están fabricando los principales subsistemas. Los primeros elementos construidos el año pasado se beneficiaron de nuevos métodos, como la fabricación de capas aditivas (ALM), que acelera la producción, logra menos piezas y reduce en gran medida los costos.
ALM construye una estructura capa por capa, que es mucho más rápida y fácil que el proceso tradicional de mecanizado. Las piezas complejas y optimizadas, imposibles de fabricar mediante métodos clásicos, se pueden crear utilizando menos material y energía, y en muchos menos pasos de fabricación.
Los componentes fabricados que ya están listos para probar incluyen la turbina de la turbobomba, la entrada de la bomba y las válvulas del generador de gas. También, estarán disponibles las válvulas de la cámara de combustión y la computadora de abordo del motor utilizada para la gestión y supervisión del motor, sistema que convierte a Prometheus en un motor inteligente y potencialmente reutilizable.
El primer modelo de cámara de combustión se espera para fines de junio, mientras que la cámara de combustión para el modelo de prueba M1 estará listo en diciembre de 2020. Los ingenieros ensamblarán el demostrador a gran escala del M1 a fines de este año para realizar pruebas en el terreno en 2021. Está pensado construir más motores Prometheus para continuar las pruebas en el futuro.
También dentro del Programa Preparatorio de Futuros Lanzadores (FLPP) de la ESA, Arianeworks está preparando actualmente un demostrador de vehículo reutilizable llamado Themis, que incorporará el motor precursor Prometheus. El gran avance en términos de costo y fabricación, y su diseño robusto, hacen que Prometheus sea la base de las futuras evoluciones del lanzador Ariane hasta el año 2030.
Fuentes: ArianeGroup, ESA
