La semana pasada echamos un vistazo al motor de cohete líquido impreso en 3D en el mundo de una empresa con sede en Brooklyn llamada Launcher . Habían impreso en 3D una boquilla, un cuello y una cámara de combustión de un cohete de cobre y habían realizado muchas pruebas en el motor. Tendrá vuelos de prueba más adelante en el año.
La ESA también está buscando formas de imprimir en 3D su propio motor de cohete como parte de su proyecto de motor Prometheus, y la semana pasada publicaron algunas imágenes de algunos componentes en su blog. La siguiente imagen muestra una representación de un grupo de motores Prometheus en alguna configuración particular de etapa superior.
Ejemplo de configuración de vuelo de Prometheus. Crédito: ESA
Prometheus es el esfuerzo europeo por mantener competitiva la industria europea de lanzamientos frente a empresas como SpaceX, que han molestado a todo el mundo al fabricar cohetes que no se tiran después de un solo uso.
Los desarrolladores del cohete europeo de próxima generación, el Ariane 6 , probablemente no contaban con competir con cohetes totalmente reutilizables cuando inicialmente forjaron el caso comercial.
Pero ahora que tienen que competir, están haciendo todo lo posible para garantizar que la próxima generación de lanzadores europeos sea lo más eficientes económicamente posible. Eso no es solo en términos de rendimiento, sino también en la fabricación.
Y por eso estamos aquí, hablando de la ESA y su motor impreso en 3D. O como le gusta llamarlo a la ESA, ALM (fabricación aditiva por capas).
Presumiblemente, la ESA no quiere que nos confundamos con otras formas de fabricación aditiva sin capas, como la formación de arcilla o el tejido de cestas.
El motor Prometheus es básicamente un banco de pruebas destinado a llevar la tecnología a un nivel de madurez en el que se pueda utilizar en la industria. Los posibles usos del motor podrían estar en el futuro lanzador europeo Ariane 6. Se espera que, al aprovechar las lecciones del proyecto precursor de Prometheus, Ariane Group pueda reducir diez veces el costo de fabricación de los nuevos motores, en comparación con el motor Ariane 5 actual.
La reutilización es un componente clave de Prometheus. Si bien la ESA no tiene un lanzador reutilizable, ha estado experimentando con varias tecnologías de retorno como parte de su hoja de ruta preparatoria del futuro lanzador (de la cual Prometheus también es parte).
Por lo tanto, Prometheus se está diseñando con la mayor flexibilidad posible, por lo que no solo puede adaptarse a las futuras evoluciones del Ariane 6, sino también a cualquier lanzador utilizable futuro que pueda desarrollar ESA / Ariane Group.
Piezas impresas en 3D
Entonces, ahora sabes por qué … echemos un vistazo a lo que se está imprimiendo … o ALM’ed en Prometheus.
Según el blog de la ESA, Prometheus tiene una cámara de empuje impresa en 3D (boquilla, garganta, cámara de combustión y cara del inyector), un montón de válvulas AM y un generador de gas AM (hasta ahora). Eso es un porcentaje bastante grande de motor.
También se han fabricado varios componentes de turbomáquinas con algún tipo de proceso de fusión en lecho de polvo, como puede ver en la imagen a continuación.
Bomba turbo impresa en 3D para motor cohete Prometheus
En la siguiente imagen, puede ver el generador de gas Prometheus que se está probando.
Prueba del generador de gas Prometheus en DLR Lampoldshausen
No se sabe si el generador de gas está completamente impreso en 3D, pero en un documento presentado en la conferencia EUCASS en 2020 se demostró que su objetivo es un generador de gas completo impreso en 3D, y básicamente un motor completamente impreso en 3D es el objetivo.
Según la ESA, «el rediseño de los esquemas de industrialización basados en el uso extensivo del proceso ALM es de hecho una de las claves para lograr el costo de producción de 1 millón de euros».
El coste de 1 millón de euros es una décima parte del coste de fabricación de los motores actuales.
Y según el documento antes mencionado, la agencia no está muy lejos de lograrlo, en gran parte debido a la existencia de las capacidades existentes en la ESA.
Con las recientes pruebas de fuego en caliente de la cámara de empuje completadas, la ESA está un paso más cerca de tener motores reutilizables … incluso si no tienen cohetes reutilizables. Todavía.
Los ingenieros ensamblarán el demostrador Prometheus a gran escala (llamado «M1») a fines de este año, y las pruebas en tierra están programadas para 2021.
