El proyecto HERCCULES, diseñado y desarrollado por un equipo multidisciplinar de estudiantes de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), que estudia la transferencia de calor por convección en la estratosfera, se lanzará en globo estratosférico en septiembre. HERCCULES (Heat-transfer and Environment Radiative and Convective Characterization in a University Laboratory for Experimentation in the Stratosphere), fue seleccionado por la Agencia Espacial Europea (ESA) a finales de 2021 para participar en su programa BEXUS.
Los programas REXUS/BEXUS, en virtud de un acuerdo bilateral entre el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y la Agencia Espacial Nacional Sueca (SNSA) y a través de una colaboración con la ESA, permiten que los estudiantes de universidades y escuelas superiores de toda Europa realicen experimentos científicos y tecnológicos siguiendo todas las fases de desarrollo de un proyecto espacial: diseño, construcción, ensayos y vuelo.
HERCCULES estudia la transferencia de calor por convección en la estratosfera, con el objetivo de mejorar la fase de modelización térmica de este tipo de experimentos para reducir la incertidumbre asociada a la transferencia de calor y el entorno térmico y al mismo tiempo optimizar los diseños actuales.
Elementos principales
Consta de cuatro elementos principales: el Heat Transfer Lab, un experimento para evaluar la transferencia de calor por convección en la estratosfera; el Environmental Lab, que caracterizará el entorno térmico durante el vuelo; el Attitude Lab, que consta de una serie de sensores para medir la orientación de la góndola, y un sensor de nadir experimental para globos estratosféricos.
HERCCULES, que ya ha sido integrado, se encuentra actualmente inmerso en la fase de ensayos cuya finalidad es analizar y comprobar el comportamiento térmico de los diferentes sistemas en unas condiciones muy parecidas a las que se enfrentará el experimento durante el vuelo.
Por un lado, es necesario comprobar la compatibilidad entre la estación de tierra y del software de a bordo, estudiando la telemetría, así como comprobando que los telecomandos enviados permiten controlar el experimento de forma adecuada.
Por otro lado, “debido a las cargas que pueden aparecer durante el lanzamiento y el aterrizaje de la góndola, es necesario verificar que la estructura que sobresale de la misma y que soporta los sensores de radiación resistirá las cargas durante el vuelo”, explica Blanca Boado, estudiante de doctorado encargada del diseño estructural. Esto se corroborará mediante un ensayo de vibraciones en las instalaciones del Instituto Universitario de Microgravedad Ignacio Da Riva en el campus de Montegancedo.
Finalmente, el experimento tiene que probarse bajo las condiciones térmicas que se darán durante el vuelo. “Estas se caracterizan principalmente por una caída de presión durante el ascenso hasta los 600 Pa, lo cual cambia la forma mediante la cual se transmite el calor y unas temperaturas de hasta -50ºC en la tropopausa. Una vez alcanzada la altitud de crucero (unos 35 kilómetros) la baja densidad del aire hace que la disipación de calor al entorno se produzca principalmente por radiación. Sin embargo, en zonas internas la convección puede aún tener un peso importante (es precisamente esto lo que el Heat Transfer Lab pretende medir)”. Para ello, el experimento será analizado dentro de una cámara de vacío térmico, en el laboratorio de Termodinámica de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE).
HERCCULES tiene que estar completamente listo para el próximo 30 de junio, día que la encargada de la integración del vuelo BEXUS32, de la SNSB, acudirá a la ETSIAE-UPM para la revisión final.
