Información tecnica

Parte 2

Vehículo

El VESA “Gauchito” es un cohete convencional, de lanzamiento vertical que utiliza como método de propulsión 4 motores de combustible híbrido (en cluster, o configuración de racimo). La longitud del “Gauchito” es de 12 metros (sin incluir la torre de escape), con un diámetro de 2,20 metros en el cuerpo y un diámetro total de 6,60 metros incluyendo las aletas aerodinámicas. El peso del cohete y su cápsula es de unos 8.000 Kgs, y el peso vacío es de solo 2.400 Kgs.
La cápsula puede ubicar 3 personas con un peso máximo de 300 Kgs total. Esta mantiene una atmósfera controlada de oxígeno y nitrógeno y la tripulación usará trajes de presión completa con oxígeno al 100%.

Propulsión

El sistema de propulsión del "Gauchito" fue diseñado por el Prof. Jorge Lassig.
El mismo combina seguridad, potencia, economía y reutilización. El combustible que se halla en estado sólido, se ubica en la cámara de combustión, bajo la forma de un cilindro con varios canales de configuraciones geométricas adecuadas, a esto se lo denomina "grano combustible".

Esquema de un motor cohete híbrido

Combustión

La combustión se produce en los canales, debido a la liberación de calor por parte de los compuestos químicos reaccionantes, parte de ese calor se transfiere al grano y lo ablaciona, de esta forma incorpora el combustible necesario para producir la combustión.

Los mecanismos que gobiernan la ablación del grano se deben a procesos aero-termo-químicos.

Una vez iniciada la combustión, parte del calor generado se transmite desde la llama al sólido por radiación, conducción y convección.

La capa límite gobierna gran parte del proceso de ablación del sólido, por lo que la tasa de crecimiento del radio del canal depende del caudal de gas que circula por el mismo. De esta manera la combustión puede ser controlada, a partir del control del caudal de oxidante que se inyecte.


Ventajas de los Motores de Combustible Híbrido

Se reduce mucho el riesgo de explosión, pues una grieta en el grano combustible no lleva a una explosión inmediata (como ocurre en los cohetes sólidos), ya que la reacción está gobernada por el caudal de inyección de oxidante. Otra característica a resaltar es que se puede apagar y encender repetidas veces, y en forma sencilla, caso que en los motores líquidos esto es imposible o muy riesgoso. La regulación del empuje es sencilla y le da una versatilidad muy importante. Los impulsos específicos son del orden de los 210 a 270 segundos, ubicándolos como intermedios entre los sólidos y los líquidos.

Foto muestra un prototipo en escala de motor cohete híbrido. Dicho motor funciona con Resina Poliéster como combustible, y Oxígeno como oxidante

Caracteristicas

El “Gauchito” utiliza 4 motores cohete híbridos que queman resina poliéster como combustible y oxígeno liquido como oxidante durante 60 segundos. Los motores son de potencia regulable y reencendible y posee sistemas de seguridad redundantes para apagarlo en caso de malfuncionamiento del mismo. El empuje total del sistema de propulsión es de 250,000 N (los 4 motores combinados).
El peso de resina poliéster por motor es de 380 Kg. El oxidante es oxígeno líquido (LOX), requiriéndose una masa de 1.080 kg por motor y necesitando un volumen de 4 m3 para los cuatro motores. Se impulsa el LOX con gas nitrógeno a alta presión, esto se logra con un tanque adicional de nitrógeno gaseoso.

El dibujo da una idea de la configuración de los motores del “gauchito”

El largo total del conjunto es de casi 8 metros, con un diámetro máximo de 2 metros. Se destacan: el tanque de nitrógeno presurizado de unos 500 mm de diámetro, el tanque esférico de LOX de 2.000 mm de diámetro, el largo de los motores de 3.300 mm con un diámetro de 600 mm cada uno.

Reentrada

La reentrada del “Gauchito” emula la de las cápsulas Apolo de los Estados Unidos de las cuales existe suficiente información técnica detallada. A diferencia del Transbordador Espacial, las cápsulas realizan una reentrada de tipo balístico, gracias a un escudo térmico que por ablación mantiene la temperatura en la estructura y demás componentes dentro de los valores de diseño.

Recuperación

La recuperación del “Gauchito” se realiza mediante paracaídas convencionales. Primero un paracaídas pequeño, de un metro de diámetro, tipo "drogue" o de frenado se abre para estabilizar la cápsula y reducir inicialmente la velocidad, después de lo cual se abren los paracaídas principales. Estos son paracaídas comerciales de carga con “reefing” que se abren a los 3.000 metros, lo cual permite un descenso progresivo de la velocidad de descenso hasta la recuperación en el agua con un método similar al usado por los Estados Unidos en el Proyecto Apolo.

Soporte vital

El “Gauchito” utilizará trajes de presión total como medida de seguridad adicional. Estos utilizarán oxígeno al 100% para el casco y aire para proveer refrigeración o calefacción al resto del traje. Los mismos han sido adecuadamente probados y fueron totalmente construídos en la Argentina, utilizando componentes nacionales e importados.

El traje del “Gauchito” posibilita abandonar la cápsula en caso necesario, gracias a un paracaídas personal que forma parte del mismo, más un sistema de oxígeno de emergencia que posibilita realizar un salto a gran altitud (a unos 12.000 metros o menos), además de contar con un kit de flotación y supervivencia en el agua. Como desventaja, los pilotos deberán usar el traje espacial durante más de 2 horas antes del vuelo para des-nitrogenarse y prevenir las “bends”.

 

 

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