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Pocket Rockets empaca un puñetazo
El cohete se enciende. Un chorro de llama al rojo vivo se dispara debajo. Sus operadores aumentan la potencia y la llama crece, hasta que el cohete explota en una bola de fuego.
Exactamente como se esperaba. ¿Un experimento peligroso para realizar en un laboratorio? No cuando el cohete es un sistema microelectromecánico del tamaño de una moneda de diez centavos, un llamado MEMS, hecho de silicio. Los laboratorios de todo el país están buscando cohetes MEMS y otros dispositivos de micropropulsión para alimentar una nueva generación de satélites diminutos y baratos y otros dispositivos.
Rumbo a la órbita
El proyecto más ambicioso se encuentra en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Con el apoyo de la NASA, los ingenieros del MIT están construyendo un microrocket que funciona más o menos como el motor del transbordador espacial. La NASA espera utilizar el microrocket para el control de actitud en futuros vehículos espaciales, dice Alan Epstein, director del Proyecto de Micro Motores del MIT.
Los cadetes espaciales del MIT, dice Epstein, también quieren desplegar matrices de microrockets para lanzar satélites diminutos del tamaño de una lata de Coca-Cola. Las redes de nano-satélites podrían soportar la observación de la Tierra o el mantenimiento de satélites.
La conclusión de un motor es la cantidad de empuje que genera en relación con su propio peso. El motor principal del transbordador espacial produce una relación de empuje a peso de 70. El microcohete del MIT ha llegado a 85, y sus constructores estiman una relación potencial más de 10 veces mayor que suficiente para lanzar un satélite al espacio.
Estamos buscando un empuje muy alto, el extremo de alto rendimiento de los motores de microcohetes, dice Epstein. Eso es lo que distingue al proyecto del MIT de los esfuerzos de microcohetes en la Universidad de California en Berkeley, Caltech y en otros lugares, explicó.
Epstein dice que el proyecto del MIT está en camino de producir un microrocket integrado y funcional para fines de 2003. El próximo hito se produce en septiembre, cuando Epstein apunta a construir una turbobomba MEMS que funcione, un componente clave que inyectará combustible en la cámara de combustión del cohete. a muy alta presión.
En este momento, tenemos una sala llena de equipos que suministran el combustible, dice Epstein. La turbobomba miniaturiza todo eso con una microturbina en forma de ventilador que bombea combustible a la cámara de combustión.
La turbobomba en construcción es significativamente más grande que el propio microenchufe. Para integrar los dos, todavía un objetivo distante, los ingenieros pueden tomar una página de cohetes como el RD-170 de diseño ruso, que alimenta cuatro cámaras de combustión con una sola turbobomba.
Berkeley despega
Por impresionante que sea, el microrocket del MIT todavía se encuentra en una mesa de laboratorio. Ese no es el caso en Berkeley, donde los ingenieros del Sensor and Actuator Center ya han lanzado un cohete MEMS más modesto.
El microrocket de Berkeley, una versión avanzada de un cohete de palo de fósforo , es la mitad del tamaño del dispositivo MIT, con una relación peso-empuje promedio de cinco.
Eso sigue siendo un gran impulso para el asesor de proyectos Kris Pister. Él encabeza un esfuerzo para diseñar dispositivos MEMS inteligentes de polvo a escala milimétrica capaces de detección, computación, comunicación y movilidad. Todo mi trabajo se centra en fabricar los vehículos más pequeños que puedan ser controlados por humanos, explica.
Las redes de polvo inteligente, dice Pister, podrían estudiar un sistema meteorológico, campo de batalla, dosel de la selva tropical o cualquier área de difícil acceso.
Solo queremos darle a un sensor la capacidad de saltar, moverse y aterrizar, dice Pister. El truco, dice, es desplegar el polvo. Los diseños más prometedores son las obleas planas de silicio, una forma que les permite aprovechar la energía solar pero que los convierte en un pésimo proyectil debido al arrastre. Explica que un microrocket a bordo impulsará el polvo inteligente mucho más lejos que un lanzador separado que utilice la misma cantidad de combustible.
El micro-cohete Berkeley del tamaño de una moneda de diez centavos vuela de borde (como el Halcón Milenario, dice Pister) a una distancia vertical de tres metros. La altura máxima teórica del cohete está más cerca de los 50 metros, lo suficientemente alto, dice, para un dispositivo que podría derivar millas en las corrientes de aire antes de aterrizar.