El término «ciencia de cohetes» se utiliza a menudo para describir un concepto que es bastante difícil de entender, pero en este contenido vamos a explicar la tecnología detrás de los cohetes y los motores de cohetes de una manera científica simplificada para mantener el cohete en movimiento, tienes que expulsar una gran cantidad de masa a alta velocidad. Esto es simplemente la tercera ley de Newton del movimiento.
Cuanto más momentum pierde el cohete, más fuerza o empuje ejerce sobre el cohete para expulsar la masa a alta velocidad, se quema una mezcla de combustible líquido y oxidante en la cámara de combustión del cohete. La cámara de combustión también ayuda a que el combustible y el oxidante se mezclen de manera eficiente debido a su diseño de mezcla inteligente, el chorro de alta velocidad pasa a través de una tobera de cohete especialmente conformada.
La función de la tobera es aumentar aún más la velocidad de escape, incrementando así el empuje del cohete. Estos tipos de toberas se llaman toberas convergentes divergentes. El flujo subsónico se convierte en flujo supersónico con la ayuda de dicha tobera. Antes de entrar en la cámara de combustión, el combustible líquido viaja alrededor del cuerpo de la tobera. Esto ayuda a reducir la temperatura de la cubierta de la tobera y también resulta en ahorro de energía. Para bombear el combustible y el oxidante a un caudal adecuado, se utilizan dos bombas.
Estas bombas son accionadas por una turbina que está conectada al mismo eje que las bombas. La unidad de turbobomba se denomina turbobomba. Un generador de gas produce gas caliente que hará girar la turbina. Un flujo de combustible y oxidante se desvía hacia el generador de gas para la combustión. Los gases de escape de la turbina se mezclan con el escape principal del cohete. Esta unidad del cohete se llama motor de cohete.
El motor de cohete que hemos discutido hasta ahora se llama específicamente motor de cohete con propulsor líquido. Son los sistemas de propulsión de cohetes más potentes y versátiles disponibles. El combustible y el oxidante necesarios para el motor de cohete se almacenan en dos tanques grandes como se muestra. Durante el despegue, el empuje producido por el motor principal puede no ser suficiente, por lo que generalmente se utilizan algunos propulsores de refuerzo de propelente sólido para ayudar al despegue. Puedes ver más detalles sobre los cohetes de propelente sólido aquí.
El cohete comienza con velocidad cero en el suelo, pero debe acelerar hasta una velocidad final de alrededor de 28,000 kilómetros por hora para lograr con éxito la órbita. Los propulsores de refuerzo de propelente sólido se queman rápidamente para reducir el peso del cohete y se abandonan después de agotarse. Este proceso se conoce como separación de etapas de cohete. Cuando el motor principal se agota, también se abandona y el siguiente motor asume el control. De esta manera, el peso del cohete se reduce considerablemente y se puede lograr una mayor aceleración.
Finalmente, después de unas etapas de funcionamiento, se coloca la carga útil en la órbita deseada. La separación de etapas de cohete ha sido probada con éxito hasta la etapa 5. Tal vez te preguntes cómo el cohete puede maniobrar para llegar a su destino. La técnica más moderna y común se llama empuje gimbal. Aquí, la tobera del cohete se inclina mediante dispositivos de alta precisión. Es claro que cualquier desviación de su ángulo normal producirá un par de torsión que hará girar el cuerpo del cohete.
Después de lograr suficiente giro, se establece el ángulo en cero. Puedes ver más detalles sobre el mecanismo de gimbal aquí. Esperamos que hayas obtenido una buena introducción sobre el funcionamiento de los cohetes y los motores de cohete. Gracias por leer el contenido.
