La Agencia Espacial Europea (ESA) ha ayudado a la empresa suiza RUAG Space a desarrollar nuevos carenados de cohetes que ofrecen un viaje al espacio más suave y silencioso. Los satélites están diseñados para vivir en el duro entorno del espacio, pero los ingenieros también deben tener en cuenta los rigores del viaje hasta allí.
RUAG fabrica carenados para los lanzadores europeos Ariane y Vega y recientemente ha demostrado cómo una microperforación de la lámina frontal de los paneles del carenado puede reducir el ruido y las vibraciones, y cómo un nuevo sistema de bisagra y accionamiento podría reducir el impacto de separar el carenado del vehículo de lanzamiento cuando llega al espacio.
«La tecnología actual se basa en un sistema simple, compacto y altamente fiable que elimina el carenado protector en aproximadamente tres minutos en el vuelo a una altitud de unos 100 km, que es cuando el cohete entra en el espacio», explicó Jorgen Bru, gerente de Tecnología del Programa Future Launchers Preparatory de la ESA.
“Por lo general, dos mecanismos pirotécnicos detonan para reventar las bisagras, lo que permite que las medias conchas del carenado se separen y giren con seguridad de la carga útil almacenada en el interior. Todo sucede en una fracción de segundo y es un evento sincronizado de alta precisión«, añade.
Estos dispositivos pirotécnicos se tiran con el carenado. Entregan una fuerza poderosa mientras son relativamente ligeros y compactos, y son tecnología probada. “Sin embargo, cuando se activan estos dispositivos pirotécnicos, se crea un fuerte efecto de choque que se transfiere al lanzador y su carga útil. Los satélites están diseñados para resistir esto, pero las empresas ahora solicitan más comodidad ”, agregó Jorgen Bru.
Los sistemas pirotécnicos requieren pruebas exhaustivas antes de calificar para el vuelo, que es intenso, costoso y requiere condiciones de vacío. Una de las principales ventajas del reemplazo de RUAG para el sistema de separación y descarga de bajo impacto es que no se necesita una cámara de vacío costosa para las pruebas, porque la separación se basa en un proceso no pirotécnico un poco más lento, lo que hace que la fricción con el aire en las pruebas en tierra sea mucho menos significativa.
RUAG puede lograr los mismos resultados utilizando un conjunto de bisagras precargadas y actuadores neumáticos combinados con un sistema de vaciado pasivo que empuja las piezas una vez que se activan los sistemas de separación. «Este nuevo sistema de separación, basado en bisagras y actuadores, reduce los golpes y aumenta la comodidad de la carga útil durante el evento de separación», agregó Alberto Sánchez Cebrián, gerente de Proyecto en RUAG.
Cada sistema de separación es discreto. Este enfoque modular reduce los costos de desarrollo ya que las piezas se pueden mejorar o reemplazar sin afectar todo el sistema. La prueba es más simple y el mecanismo tampoco requiere sincronización.
Se realizaron pruebas en un carenado Vega de 2,6 m, pero el nuevo sistema es escalable para carenados del pesado lanzador europeo Ariane. Junto con las pruebas de separación, el modelado de una capa de aislamiento perforada con reducción de ruido incorporada dentro de los paneles sándwich del carenado proporcionó una solución prometedora de reducción de ruido sin aumento de masa o volumen.
Se logró una reducción significativa de ruido sin impacto aparente en el rendimiento estructural de los paneles sándwich. Este sistema podría reemplazar las esteras absorbentes acústicas utilizadas actualmente en los carenados de cohetes. Las pruebas de paneles más grandes continuarán en la próxima fase del proyecto.
Estas actividades han sido financiadas y realizadas dentro del Programa Preparatorio Future Launchers de la ESA. Las modificaciones de carenado de RUAG permitirán diseños de satélites más delicados y requisitos de relajación en el vehículo de lanzamiento.
