Phoebus, un proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA), en colaboración con ArianeGroup y MT Aerospace, forma parte del Programa Preparatorio de Futuros Lanzadores (FLPP) de la ESA, que contribuye al desarrollo de la tecnología para los futuros sistemas de transporte espacial. Al concebir, diseñar e invertir en tecnología aún inexistente, este programa reduce el riesgo que conlleva el desarrollo de proyectos espaciales no probados ni comprobados
Phoebus tiene por objeto evaluar la viabilidad y los beneficios de sustituir los tanques metálicos de la etapa superior del Ariane 6 de la ESA por tanques de plástico reforzado con fibra de carbono. Si bien este material ligero ofrece la posibilidad de ahorrar varias toneladas de masa, este enfoque nunca se ha implementado y presenta importantes desafíos técnicos.
El núcleo central del cohete Ariane 6 de la ESA funciona con oxígeno líquido e hidrógeno líquido, dos moléculas muy diferentes. Por lo tanto, el proyecto Phoebus necesita desarrollar y producir dos tipos de tanques capaces de soportar condiciones extremas. Este artículo se centra en los avances del tanque de hidrógeno; encontrará enlaces a otras noticias de Phoebus al final de este artículo.
El hidrógeno es la molécula más pequeña del Universo, y cuando se utiliza como combustible en el cohete Ariane 6 debe enfriarse a -253°C, sólo 20 grados por encima del cero absoluto, la temperatura más fría del Universo. Generalmente, los compuestos de fibra de carbono no toleran el frío, como la piel en invierno. Con el frío, la piel se reseca y se vuelve quebradiza, de modo que al moverse puede agrietarse. Lo mismo ocurre con los tanques de fibra de carbono: al llenarse con propulsores fríos a presión, pueden formarse pequeñas grietas, algo indeseable en un tanque de cohete.
Con estas condiciones extremas, el equipo del proyecto Phoebus superó muchos obstáculos técnicos, no solo en el desarrollo y los conceptos de tanque, sino también en la medición: no existen dispositivos comerciales que midan con precisión tasas de fugas minúsculas a temperaturas criogénicas tan bajas como -253°C.
Phoebus ya ha demostrado que es posible: unos pequeños tanques de demostración en forma de botella de 60 litros han demostrado que el plástico reforzado con fibra de carbono puede contener hidrógeno en forma líquida, sin fugas.
Ahora, el equipo de Phoebus trabaja en una versión más grande con un diseño actualizado que tendrá una capacidad de casi 2.600 litros. Este tanque de hidrógeno de dos metros de diámetro se probará llenándolo con hidrógeno el próximo año.
El tanque completó las primeras etapas de fabricación de su recipiente de presión interno en MT Aerospace, Augsburgo, Alemania, en septiembre de 2025, y se espera que la producción finalice en diciembre. ArianeGroup se encargará de las pruebas y sus ingenieros están trabajando en el diseño de las instalaciones de prueba.
Se planea una campaña de pruebas para abril del próximo año. A pesar de mantenerse a -253°C, el hidrógeno se incendia con mucha facilidad, por lo que requiere un manejo cuidadoso, habilidades especiales y estrictas normas de seguridad para garantizar que todo transcurra sin problemas. Las pruebas se realizarán en un centro de pruebas de ArianeGroup en Trauen, Alemania. El tanque se empujará paso a paso hasta su punto de ruptura, creando el efecto de agrietamiento, pero no más allá: el equipo se detendrá antes de alcanzar el punto de falla total del tanque. Las obras en el nuevo centro de pruebas comenzaron en febrero de 2025, con un diseño preliminar confirmado en junio de 2025. Una revisión crítica del diseño a finales de este año permitirá el inicio de las obras civiles en el sitio.
Se realizarán múltiples pruebas para comprender al máximo el comportamiento del tanque en la plataforma de lanzamiento y durante el despegue, a fin de comprender cómo y dónde podrían aparecer las primeras grietas. Los sensores, tanto en el interior como en el exterior del tanque, proporcionarán datos de presión, temperatura y tensión para monitorizarlos durante las pruebas y evaluarlos en profundidad entre cada prueba.
