ESA

Al reducir la masa de las etapas de los cohetes, la ESA espera aumentar el rendimiento de la carga útil en órbita. Ese es el objetivo de un programa llamado PHOEBUS (Prototipo de una etapa superior negra altamente optimizada), que tiene como objetivo producir tanques y estructuras de etapa superior en fibra de carbono. Ahora, luego de completar la revisión del diseño preliminar del proyecto, la ESA ha contratado al contratista principal ArianeGroup para construir un demostrador de etapa superior a escala real.

El acuerdo de 50 millones de euros, un anexo a un contrato anterior para estudios de diseño, demostrará la viabilidad y los beneficios de los tanques y estructuras de fibra de carbono aplicados a propulsores criogénicos de hidrógeno y oxígeno de alto impulso. El acuerdo fue firmado en Bremen, Alemania, por Rüdeger Albat, Director de Transporte Espacial del Futuro de la ESA, en nombre del Director de Transporte Espacial de la ESA, Daniel Neuenschwander, y Karl-Heinz Servos, Director de Industria de ArianeGroup.

Estas denominadas "etapas negras", llamadas así por el color distintivo de las estructuras de fibra de carbono, podrían convertirse en una característica de los futuros cohetes europeos. La reducción de peso que ofrece una etapa Phoebus podría aumentar el rendimiento de la carga útil hasta en 2 toneladas, con el beneficio adicional de menores costos de producción en comparación con las estructuras metálicas tradicionales.

Phoebus también es un paso importante en el camino hacia las etapas superiores reutilizables, que requieren tanques ultraligeros para propulsores ecológicos.

El trabajo realizado hasta la fecha ha demostrado que los compuestos de fibra de carbono se pueden utilizar para los tanques necesarios para manejar hidrógeno y oxígeno criogénicos. Los materiales compuestos de carbono pueden ser químicamente muy reactivos con el oxígeno, lo que exige una selección cuidadosa de las resinas y los materiales de fibra que componen estas estructuras fuertes pero ligeras.

Reemplazar el metal con compuestos de carbono reducirá la masa de la etapa superior y, por lo tanto, mejorará el rendimiento de la carga útil. Estos materiales también abrirán el camino a nuevos diseños innovadores para tanques y estructuras.

Albat dijo: "Phoebus promete desbloquear ganancias significativas en costos, sostenibilidad y rendimiento. Este trabajo también puede generar beneficios derivados en otras aplicaciones aeroespaciales, por ejemplo, en aviones, donde el combustible de hidrógeno algún día puede brindar importantes beneficios ambientales".

ArianeGroup ha trabajado en estrecha colaboración con MT Aerospace para desarrollar las tecnologías de diseño y fabricación necesarias para realizar tanques criogénicos y estructuras adyacentes en fibra de carbono. MT Aerospace ha establecido en Augsburgo la capacidad de fabricar estructuras y tanques de fibra de carbono de hasta 3,5 m de diámetro.

El instituto aeroespacial DLR de Alemania estará a cargo de evaluar el desempeño del demostrador Phoebus con hidrógeno y oxígeno criogénicos en su centro de pruebas en Lampoldshausen, Alemania.

El proyecto Phoebus forma parte del Programa Preparatorio de Futuros Lanzadores de la Dirección de Transporte Espacial de la ESA.

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