¿Es un avión? ¿Es una sonda espacial? ¿Un extraño pájaro? Nada de esto, o un poco de cada… El “Intermediate eXperimental Vehicle” (IXV), es un avión espacial no tripulado del tamaño de un coche grande y unas dos toneladas de peso. Ha sido diseñado por la Agencia Espacial Europea para probar nuevas tecnologías relacionadas con la reentrada atmosférica desde el espacio.
El lanzamiento de este novedoso vehículo está programado para hoy miércoles a las 8 de la mañana (EST), lo que significa que en México (Ciudad de México) serán las 7:00 horas, en Colombia las 8:00 horas y en España las 14:00 horas. Podéis seguir el lanzamiento y el desarrollo de la misión en directo en el siguiente enlace:
La misión (esquematizada en el diagrama inferior) empezará cuando el lanzador Vega despegue desde la base espacial de Kourou (Guayana francesa) con el avión espacial IXV en el interior de su cofia. Si todo va según el plan previsto, el IXV se separará de manera autónoma del lanzador Vega a una altitud de 320 kilómetros. Entonces empezará la fase suborbital durante la cual ascenderá hasta los 450 kilómetros y empezará a descender de nuevo. El regreso a la Tierra seguirá con la fase de re-entrada atmosférica, para terminar la aventura en un descenso en paracaídas hasta posarse suavemente en el océano Pacífico. Ahí, será recuperado por el buque Nos Aries.
Un total de 100 minutos durante los cuales 300 sensores y la cámara infrarroja del IXV tomarán millones de datos sobre la trayectoria, la actitud, las cargas y temperaturas experimentadas por el vehículo, así como sobre el comportamiento de sus sistemas de control y de guiado.
“Los momentos más tensos de la misión serán, sin duda, los posteriores al apagón que sucede durante la re-entrada atmosférica” explica Giorgio Tumino, director del proyecto IXV de la ESA. “La recepción de la telemetría después de esta fase será crucial para el éxito de la misión”, añade.
Y es que el apagón del que habla Tumino no permitirá que se reciba señal alguna de lo que está sucediendo en el vehículo durante la re-entrada atmosférica, la fase más crítica de la misión. Pero… ¿Porqué sucede el apagón? ¿Y porqué es tan importante la re-entrada atmosférica?
El problema de la re-entrada
La re-entrada atmosférica es la fase durante la cual un vehículo que retorna del espacio atraviesa las primeras capas de la atmósfera para llegar hasta la superficie de la Tierra (o de cualquier otro planeta con atmósfera).
El principal problema de esta fase es que el vehículo llega a una velocidad 25 veces mayor que la del sonido. Y a medida que el vehículo desciende, la atmósfera va siendo cada vez más densa, de manera que la fricción entre ambos aumenta muchísimo.
Imaginad un cuerpo que llega del vacío espacial a 8 kilómetros por segundo (sí: ¡8 kilómetros por segundo!) y se encuentra con una atmósfera llena de moléculas gaseosas. Lo que sucede entonces entra en el campo de la aerotermodinámica y, hablando en plata, es un festival de luz y color. El aumento de la fricción es tan descomunal que la temperatura del aire que rodea al vehículo se dispara. En pocos segundos se genera plasma, llegándose a alcanzar temperaturas de más de 2.000 ºC.
Y en realidad dicho plasma no es más que el propio gas de la atmósfera ionizado (leer: “El plasma, ese gran desconocido”), pero su efecto puede resultar devastador. Al tener cargas libres, el plasma apantalla gran parte de las ondas electromagnéticas, de manera tal que las señales de telemetría provenientes del vehículo dejan de llegar a la Tierra provocando el ya mencionado apagón. Pero lo más grave es que las altas energías que involucra pueden desintegrar casi cualquier material, incluyendo vehículo, carga y pasajeros.
De hecho, esto mismo les sucede a las partículas de polvo y rocas que penetran a la atmósfera terrestre constantemente: su velocidad es tan grande que la fricción crea plasma, y el plasma las volatiliza. ¿El resultado? Las bonitas “estrellas fugaces”.
Pero ni a los diseñadores de misiones espaciales ni, por supuesto, a los astronautas, les interesa que su vehículo se convierta en una inmensa estrella fugaz. Y es que, desgraciadamente, el recuerdo del terrible accidente del Columbia, desintegrado en 2003 durante una re-entrada con siete pasajeros dentro, sigue planeando sobre las futuras misiones tripuladas.
Así que por eso son tan importantes las misiones como la que intentará realizarse hoy, donde el avión espacial IXV ayudará a investigar aspectos cruciales de la re-entrada de vehículos. Con los datos obtenidos se podrá optimizar su diseño y desarrollar mejores materiales que aguanten las altas temperaturas de manera fiable.
“La reentrada del IXV, que durará unos 20 minutos, a una velocidad de 7,5 kilómetros por segundo a una altura de 120 kilómetros, creará las mismas condiciones que afronta un vehículo regresando del espacio, en órbita baja,” explicaron ingenieros de la ESA.
- Izquierda: Recreación artística de la re-entrada atmosférica de una sonda espacial tripulada. Derecha: Simulación numérica del perfil de temperaturas alrededor de una sonda durante la re-entrada. Fuente: Krishnendu Sinha
Vehículos reutilizables
La misión de hoy representa, además, una apuesta clara de la ESA por sumarse a la tendencia general de realizar sistemas de transporte espacial realmente reutilizables. Dicha tendencia está llamada a transformar la industria espacial, con proyectos más sostenibles y económicos.
“El IXV permitirá verificar sistemas avanzados y aspectos tecnológicos que proporcionen a Europa capacidad de reentrada autónoma en la atmósfera y un elemento básico para sistemas de transporte reutilizables”, declara la Agencia Europea del Espacio (ESA). “Se trata de un diseño que incorpora la simplicidad de las cápsulas y las prestaciones de los vehículos alados, con alto nivel de control y maniobra para realizar aterrizajes de precisión”.
Si la misión de hoy acaba con éxito, la Agencia Espacial Europea se verá reforzada para dar el siguiente paso: el proyecto Pride, que debe desarrollar un avión espacial con alas y reutilizable hacia 2018.
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