Viajar al espacio en avión en vez de en cohete

Un nuevo avance tecnológico podría hacer realidad un sueño abandonado en el amanecer de la astronáutica.

Estamos acostumbrados a que sean cohetes los vehículos que transportan naves desde la superficie de la Tierra al espacio, para ponerlas en órbita a la Tierra o enviarlas a otros lugares. Pero hay otra posibilidad, en la que se trabajó en los albores de la astronáutica: aviones que por sus propios medios asciendan lo bastante como para llegar al espacio y alcancen una velocidad suficiente como para ponerse en órbita a la Tierra. Esa opción se abandonó en favor de los cohetes, esencialmente porque parecía imposible para un avión volar tan rápido. Sin embargo, un avance tecnológico reciente, sumado a un logro alcanzado hace veinte años, ha dado fuelle repentina e inesperadamente a la idea de los aviones para viajar al espacio.

Aunque los cuantiosos vuelos de las lanzaderas espaciales estadounidenses, y la prueba de una lanzadera rusa análoga, recuperaron la idea del avión para el trayecto de descenso desde el espacio, el de ascenso no era en absoluto como el de un avión. Por su parte, los vuelos de aviones como el X-15 estadounidense, que batieron récords de velocidad, no llegaron a ser lo bastante rápidos, aunque durante algún tiempo no pocos de sus pilotos creyeron que por esta vía acabarían realizando viajes espaciales de la magnitud de los efectuados por los astronautas del programa Mercury e incluso mayor.

Las cosas parecieron tomar otro cariz en 2004, con los vuelos del avión experimental X-43A de la NASA, no tripulado, que culminaron con un récord de velocidad para un avión,  mach 10 (10 veces la velocidad del sonido), una velocidad que hasta entonces solo los cohetes podían lograr. No obstante, la tecnología distaba mucho de ser operativa. El reto era controlar el motor, porque la tecnología se basaba en sensores de hace décadas, demasiado lentos para la velocidad del vehículo.

Recientemente, sin embargo, se ha conseguido un avance tecnológico que podría comenzar a cambiar las cosas radicalmente.

Como parte de un nuevo estudio financiado por la NASA, unos investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencia Aplicada de la Universidad de Virginia, en Estados Unidos, han demostrado por vez primera que el flujo de aire en motores supersónicos de reacción de combustión puede controlarse mediante un sensor óptico. El hallazgo podría conducir a una estabilización más eficiente de los aviones a reacción hipersónicos.

 Además, este equipo, integrado, entre otros, por Christopher Goyne, Max Chern y Chloe Dedic, los tres de la citada universidad, logró el control adaptativo de un motor de tipo scramjet, lo que constituye otro hito para la propulsión hipersónica. Los sistemas de control adaptativo de motores responden a los cambios en la dinámica para mantener óptimo el rendimiento general del sistema.

 "Una de nuestras prioridades aeroespaciales nacionales desde la década de 1960 ha sido construir vehículos de una sola etapa que vuelen desde la superficie de la Tierra a la órbita, despegando de manera horizontal como un avión tradicional y que también aterricen luego en tierra como un avión tradicional, resume Goyne, director del Laboratorio de Investigación Aeroespacial de la Universidad de Virginia, el laboratorio donde el nuevo estudio se ha llevado a cabo.

"Actualmente, la nave más puntera es la Starship de SpaceX. Tiene dos etapas, con lanzamiento y aterrizaje verticales. Pero para optimizar la seguridad, la comodidad y la reutilización, a la comunidad aeroespacial le gustaría construir algo más parecido a un Boeing 737", explica Goyne.

 "Nos pareció lógico que, si un avión funciona a velocidades hipersónicas de Mach 5 y superiores, sería preferible incorporar sensores que funcionen más cerca de la velocidad de la luz que de la del sonido", puntualiza Goyne.

Aunque aún queda mucho trabajo por hacer, los sensores ópticos pueden ser un componente clave para un futuro que Goyne cree que se hará realidad en el transcurso de su vida: los viajes de ida y vuelta al espacio en avión.

Goyne, Chern, Dedic y sus colegas exponen los detalles técnicos de sus innovaciones en la revista académica Aerospace Science and Technology, bajo el título “Control of a dual-mode scramjet flow path utilizing optical emission spectroscopy”. 

NCYT