Manteniendo frío el motor de un cohete
Cliente Orbital ATK
Ubicación Utah (EE. UU.)
Fabricación
El reto
Mantener los motores fríos en un sitio muy caliente
Cuando Orbital ATK tuvo que poner a prueba su Development Motor-2, también conocido como «DM-2» (el segundo motor de cohete Ares sólido de cinco segmentos íntegramente desarrollado por la NASA), se toparon con un problema.
Era vital probar el motor en frío para demostrar que era capaz de funcionar a bajas temperaturas, pero esto requería mantener tanto el motor como el propulsor a 5 ºC (40 ºF). Teniendo en cuenta que la temperatura ambiente en el recinto de pruebas de Utah superaba los 38 ºC (100 ºF), parecía bastante complicado mantener la temperatura necesaria. El equipo de Orbital ATK nos pidió que diseñáramos un sistema de refrigeración que simulara condiciones cercanas a la congelación en los edificios de pruebas provisionales que albergaban el motor y el propulsor.
En este tipo de sistema, el agua a temperatura bajo cero tiene tendencia a condensarse y congelar los serpentines, así que necesitábamos incorporar un sistema de descongelación eléctrica. Otro problema era el pequeño tamaño de los edificios, lo que obligaba a instalar nuestros equipos de refrigeración en el exterior.
Finalmente, el equipo de campo tenía que hacer rodar los edificios alejándolos y acercándolos al cohete, de modo que nuestro sistema debía tener la flexibilidad suficiente para mantener el aire a la temperatura correcta a pesar de todos estos retos.
Ficha de datos del proyecto
El motor de cohete sólido más potente
Temperaturas en el recinto de pruebas de Utah
Temperatura necesaria en las instalaciones de prueba
Condiciones necesarias para realizar pruebas de motor en frío
Unidades de tratamiento de aire a baja temperatura con modo de descongelación
La solución
Un sistema de enfriamiento de aire especialmente diseñado y adaptable
Diseñamos un sistema de enfriamiento de aire con sistemas de refrigeración incluidos y tres pilas de dos unidades de tratamiento de aire a baja temperatura capaces también de descongelar. Dos de las unidades de tratamiento de aire extraían el aire del interior de la construcción, lo refrigeraban a -6,7 ºC (20 ºF) y lo devolvían al interior, mientras que la otra unidad estaba en stand-by o en modo descongelación. Después instalamos una séptima unidad de tratamiento de aire para enviar aire fresco al interior y aumentar la presión del aire a fin de mantener el aire húmedo y cálido fuera.
Justo antes del ensayo en directo, desconectamos los equipos de la construcción y tendimos un sistema de conductos de acondicionamiento de aire hecho a medida para refrigerar las juntas del DM-2 hasta un minuto antes de la ignición del cohete.
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El resultado
Dentro de plazo y listo para el despegue
Los ensayos se realizaron dentro del plazo previsto, lo que constituyó un enorme éxito para todos los participantes. No hay duda de que nuestra estrecha cooperación con Orbital ATK, combinada con nuestro enfoque especializado, desempeñó un gran papel en el éxito del proyecto, a saber, poner a prueba el cohete de motor sólido más grande y potente jamás diseñado para el vuelo tripulado.
«No hay duda de que nuestra estrecha cooperación con Orbital ATK, combinada con nuestro enfoque especializado, desempeñó un gran papel en el éxito del proyecto».
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