¿Cómo ha evolucionado la tecnología para los motores de cohetes en los últimos 50 años? ¿Qué innovaciones se han producido y es probable que se vean en los próximos 50 años?

Answer 1

Buen tiempo. De hecho, leí algo muy interesante sobre un cohete impreso en 3D.

Aquí está:

UN MOTOR DE ROCKET IMPRESO EN 3D, CON BATERÍA

EL VIAJE ESPACIAL SE VA ELÉCTRICO

Nada demuestra destreza en ingeniería y conocimientos técnicos como la ciencia espacial. Tampoco hay nada tan costoso tampoco. Para lanzar incluso un cohete liviano al espacio, el costo es fácilmente superior a $ 100 millones, y eso tiene que ver principalmente con la complejidad del hardware del motor.
“Si observas un vehículo de lanzamiento y de dónde proviene la mayor parte del costo, rápidamente llegas al motor de cohete”, dice Peter Beck, CEO de la compañía de vuelos espaciales privados con sede en Nueva Zelanda Rocket Lab, a Popular Science . “Es realmente difícil construir un motor de cohete de bajo costo, y uno que puedas producir en grandes cantidades”.
Para combatir los costos exorbitantes de los viajes espaciales, Rocket Lab está cambiando la forma en que se fabrican los motores de cohetes y la forma en que funcionan. Hoy en el simposio del espacio en Colorado, la compañía presentó su nuevo motor, llamado Rutherford, el primer motor de cohete a batería. El diseño, hecho casi en su totalidad con piezas impresas en 3D, se usará en el vehículo de lanzamiento orbital Electron de Rocket Lab, que tendrá su primer giro de prueba más adelante este año.
“El programa trata de reducir los costos y aumentar la frecuencia de lanzamiento para crear una infraestructura espacial sólida”
Los motores de cohetes hoy más o menos siguen la misma fórmula. Combustible líquido y un oxidante líquido se combinan dentro de una cámara de combustión y se encienden. En última instancia, es esta combustión la que empuja el cohete hacia adelante. Sin embargo, la alimentación de los propelentes en la cámara es un proceso complicado, que requiere bombas separadas para transportar los líquidos a velocidades súper altas a un área de alta presión. Normalmente, se necesita otro motor solo para operar estas bombas, lo que requiere
Hardware extra y combustible adicional.
Pero con Rutherford, las turbobombas del motor obtienen una fuente de energía mucho más condensada. En lugar de funcionar con propelente líquido, las bombas funcionan con motores eléctricos con baterías de polímero de litio. Esto elimina la necesidad de tubos y válvulas de espagueti adicionales, que agregan peso al motor y con frecuencia son la fuente de falla del motor. Luego, las bombas eléctricas combinan fácilmente el oxígeno y el combustible de hidrocarburo en la cámara de combustión.
“En realidad, solo es el avance en la tecnología de la batería lo que nos ha permitido ir a las turbobombas eléctricas”, dice Beck. “Incluso hace tres o cuatro años, la tecnología no habría sido suficiente. Pero ha habido enormes avances en un corto período de tiempo, y ahora el motor eléctrico es aproximadamente un 95 por ciento eficiente, en comparación con el 60 por ciento de eficiencia del motor de gas “.

La idea de la propulsión eléctrica no es nada nuevo; los tipos más notables de motores eléctricos incluyen propulsores de iones, que impulsan los cohetes al acelerar los iones. Tal motor se está utilizando actualmente en la misión Dawn al planeta enano Ceres. Sin embargo, Rutherford es el primero en incorporar la energía de la batería en su motor.
Si eso no fuera lo suficientemente único, Rutherford también se produce a través de la fusión por haz de electrones, una forma avanzada de impresión 3D. La cámara de su motor, el inyector, las bombas turbo y las válvulas principales de propelente están impresas y ensambladas en una forma liviana.
El motor Rutherford será la principal fuente de propulsión para el vehículo Electron de Rocket Lab, que la compañía espera usar como un método de bajo costo para lanzar satélites y otras cargas útiles pequeñas de hasta 220 libras al espacio. Ellos estiman que su cohete, que mide 65 pies de largo y 3 pies de ancho, solo costará alrededor de $ 4.9 millones por cada despegue. Mientras la nación observa de cerca los intentos de SpaceX de reducir el costo del vuelo espacial al reutilizar sus cohetes, Rocket Lab espera que este nuevo diseño también alivie parte de la carga financiera que conlleva el viaje espacial.
“El programa trata de reducir los costos y aumentar la frecuencia de lanzamiento para crear una infraestructura espacial sólida”, dice Beck. Y mientras más constelaciones de satélites de comunicación circulen en nuestro planeta, más nos acercamos a un mundo más conectado.

Fuente; Un motor de cohete a batería, impreso en 3D

Answer 2

Los sistemas de control que están involucrados con los motores de cohetes han avanzado mucho. Son más receptivos y más precisos.

Recuerde que un motor de cohete es más que un tanque de combustible y una boquilla, al igual que un motor de automóvil es más que pistones y cilindros.