Acceso al Espacio

La NASA y Virgin Orbit ensayan una cámara de combustión impresa en 3D

En el corazón de los futuros motores cohete que despeguen con destino a la Luna o Marte podría estar una cámara de combustión impresa en 3D. Varios centros de la NASA se asociaron con Virgin Orbit para desarrollar y probar este componente fabricado con esa novedosa técnica.

Virgin Orbit, que está desarrollando un cohete de lanzamiento aéreo para transportar pequeños satélites al espacio, se asoció con expertos de la NASA del área de fabricación aditiva, o impresión en 3D, y combustión. Los centros de la NASA involucrados son el Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama; el centro de Investigación Glenn en Cleveland; y el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong en Edwards, California. El objetivo del trabajo conjunto es crear una cámara de combustión impresa en 3D que combine múltiples materiales y aproveche las ventajas de los procesos de fabricación de vanguardia.

“Tradicionalmente, lleva muchos meses fabricar, probar y entregar una cámara de combustión convencional. Podemos reducir ese tiempo considerablemente “, dijo el ingeniero senior de la NASA, Paul Gradl, quien lidera el proyecto conjunto en el centro Marshall. “La fabricación aditiva está preparada para aumentar y mejorar los procesos tradicionales. Brinda nuevas oportunidades de diseño y rendimiento y proporciona una pieza de hardware muy duradera, y con esta asociación, estamos avanzando aún más esa capacidad”.

El trabajo incorpora una probada aleación de cobre en el campo de la manufactura aditiva de la NASA, GRCop-84, que se desarrolló en los centros Marshall y Glenn en 2014 para imprimir en 3D y probar con éxito la primera pieza de un motor cohete de cobre a gran escala. Para fortalecer aún más esta nueva cámara de empuje, Virgin Orbit usó su propia máquina aditiva para aplicar una segunda camisa de súper aleación bimetálica que luego mecanizó con precisión.

A finales de 2018 y principios de 2019, el centro Marshall, en consulta con los ingenieros del centro Glenn y Virgin Orbit, probó la cámara de combustión utilizando propelentes de oxígeno líquido/queroseno a alta presión. La pieza probada entregó casi una tonelada de empuje con éxito en casi dos docenas de ensayos de 60 segundos de duración.

“La combinación de múltiples materiales optimizados y tecnologías de fabricación aditiva que hemos empleado representa un avance significativo en la producción de cámaras de combustión de motores cohete impresas en 3D”, dijo Kevin Zagorski, gerente de Propulsión y Manufactura Avanzada en Virgin Orbit.

“La información obtenida en nuestra asociación con la NASA será clave en la aplicación de estas tecnologías para mejorar aún más el costo, el rendimiento y el tiempo de entrega de los sistemas de propulsión de Virgin Orbit para el vehículo LauncherOne”, agregó.

El objetivo de la NASA es continuar trabajando con la industria para avanzar en la tecnología y mejorar el acceso al Espacio haciendo que la tecnología de lanzamiento sea más segura, más rápida y más rentable, dijo Ed Hamlin, gerente de proyectos del centro Armstrong.

“Las asociaciones público-privadas como esta son útiles para madurar tecnologías crítica y lograr los objetivos estratégicos de la nación en el Espacio durante las próximas décadas”, dijo Hamlin.

En el centro Marshall, se mejorarán los dispositivos de combustión impresos en 3D aún más al explorar aleaciones de cobre de mayor rendimiento. Con el tiempo, dijo Gradl, las soluciones de fabricación aditiva podrían soportar una variedad de misiones de exploración del espacio profundo con tripulación o robótica, incluidos los módulos de aterrizaje lunar y los sistemas avanzados de propulsión. Otras aplicaciones no espaciales también pueden presentarse.

La colaboración entre la NASA y Virgin Orbit, creada a través de un Anuncio de Oportunidad de Colaboración de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA, busca avanzar en la tecnología en todo el sector comercial y beneficiar las futuras misiones de la NASA, reduciendo los costos de lanzamiento y permitiendo una exploración científica más sólida de la Luna y Marte.

Fuentes: NASA

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