El diseño de cohetes necesita ser más eficiente, dice un científico

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Anonim

Hay un interés renovado en explorar el espacio, pero la forma en que diseñamos los cohetes y los sistemas de propulsión que realmente llevan a las personas a la última frontera es súper Ineficiente y terriblemente caro. Si la humanidad realmente quiere explorar el espacio profundo, eso tiene que cambiar.

Así lo dice Vigor Yang, profesor y presidente de William R. T. Oakes en la Escuela de Ingeniería Aeroespacial del Instituto de Tecnología de Georgia. Explicó cómo debemos "repensar" la forma en que abordamos este aspecto crucial de la exploración espacial durante una conferencia en el foro del 2016 del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica.

En el pasado, la NASA y otras agencias han gastado hasta el 75 por ciento de sus recursos en probar y rediseñar los sistemas de propulsión. Para Yang, eso es demasiado costoso y no lo suficientemente rápido. Diseños de alta fidelidad: planificación cuidadosa y precisa antes de la etapa de prueba, y un enfoque de “defensa en profundidad” podría hacer que los sistemas más avanzados se conviertan en realidad.

Considere cómo los ingenieros probaron casi todo al diseñar los cohetes que eventualmente impulsarían las misiones Apollo a la Luna. Por ejemplo, los cohetes requerían deflectores, divisores utilizados para restringir o dirigir el flujo de gas o combustible. Yang dijo que los científicos probaron diseños que tenían números de deflectores que iban desde un modesto tres hasta un absurdo 81.

"Este diseño de 81 deflectores obviamente no es maravilloso, pero muestra lo desesperados que estaban", dijo Yang, señalando que el presidente John F. Kennedy los había puesto en una fecha límite con su famoso discurso de 1962.

Yang dijo que nadie realmente sabe con certeza cuánto gastó la NASA en este nivel extremo de pruebas de cohetes de prueba y error, pero según su investigación, fue alrededor de $ 2.4 mil millones para hacer el último cohete F-1 y $ 1.7 mil millones en el J-2. En el dinero de hoy, eso es $ 17.85 billones y $ 12.57 billones, respectivamente. Desarrollar el motor que movió el transbordador espacial fue igualmente costoso.

Gastar ese tipo de dinero simplemente no es sostenible. Yang dijo que era "casi un llamado Tom Cruise". Misión imposible.”

Los cohetes sólidos y líquidos tienen sus ventajas e inconvenientes, explicó Yang, pero es el "diseño, no la arquitectura" lo que realmente marcará la diferencia. Una estrategia de diseño de alta fidelidad podría reducir el número de variaciones posibles para los inyectores de un cohete de un billón a 120, para empezar. Dijo que el uso inteligente de la impresión 3D y otros métodos de fabricación avanzados podrían reducir aún más los costos.

Yang admitió que es más fácil señalar problemas y hacer sugerencias que implementar soluciones.

El otro aspecto del viaje espacial que mencionó, aparte de la propulsión de lanzamiento, fue la propulsión en el espacio. Las velas solares y la propulsión nuclear son tecnologías en ciernes, pero Yang dice que es un rendimiento, en lugar de una eficiencia de costos, en el que debemos centrarnos una vez que hayamos conseguido un vehículo en el espacio. De lo contrario, un viaje a Marte tomará "varios cientos de días", y regresar tardará "años".

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