El sueño por surcar el espacio con cohetes de diseño, factura y tecnología 100% mexicanos nació en plena pandemia de Covid-19 (2020), impulsado por un colectivo de jóvenes de distintas ingenierías, cómputo y física de la UNAM, ávidos de involucrarse en las ciencias espaciales y también de congregarse a fin de animar el desarrollo de la industria aeroespacial en el ámbito de nuestras fronteras.
La aspiración afortunadamente se concretó con la creación de Propulsión UNAM, una entidad de innovación creativa que hoy cuenta con 25 miembros en promedio y anualmente recluta a más estudiantes de Ciencias de la Computación, Ingeniería Mecánica, Ingeniería Química o Ingeniería Mecatrónica con el fin de expandir el equipo y desarrollar cohetes de alta potencia cada vez más ambiciosos.
A tres años de distancia de aquel momento fundacional, este conjunto de innovadores ha creado recientemente a Xitle, cohete de competencias cuyo motor híbrido (utiliza tanto combustible sólido como líquido) es único en México; también es el primero del equipo en superar la barrera del sonido, en mandar telemetría y en estar hecho de fibra de carbono y diseñado para alcanzar los nueve kilómetros con un peso de más de 40 kilogramos, mejoras que representaron un reto para todos los subsistemas.
Además, el vehículo llega a velocidades supersónicas gracias a “un sistema de válvulas, sensores y actuadores que controlan un método de propulsión complejo que le permite alcanzar hasta cinco mil millas de altura”,
Con este prototipo “Propulsión UNAM participó —del 19 al 25 de junio pasado— en la competencia más grande de cohetería experimental en el mundo: la Spaceport America Cup, celebrada en Nuevo México, Estados Unidos. En dicho certamen figuramos en la categoría de Mayor Dificultad Técnica y obtuvimos el quinto lugar en Mejor Diseño, de entre 150 representativos”, recuerda en diálogo con Vértigo Santiago Arroyo, actual líder de la agrupación enfocada a la creación de cohetes espaciales.
Del origen de esta asociación de tecnólogos, vuelve a mirar atrás: “Pese a ser tiempos de pandemia, de urgencia, de quedarte en casa, también eran momentos de iniciativas que nos llevaron (a siete universitarios) a largas reuniones virtuales y sesiones presenciales en la cochera de Luis Bolívar (alumno de Ingeniería Mecánica). Fue precisamente ahí donde el grupo inicial se comprometió a aterrizar la iniciativa de poner en pie prototipos de proyectiles espaciales cuyo diseño, pruebas e incluso plataformas de lanzamiento fueran producto del ingenio propio y del ámbito exclusivamente universitario”.
Matriculado en Ciencias de la Computación, sostiene que “en la Máxima Casa de Estudios siempre ha habido voluntad de impulsar proyectos espaciales. Aquí el reto fue concretar esta iniciativa, desde el diseño hasta las pruebas. En un primer momento se pensó en crear cohetes con materiales accesibles y a la mano, pero el proceso era aún más complejo”.
En sus tres años de existencia la escuadra universitaria pasó de “desarrollar y manufacturar cohetes de cartón e impresión 3D, a fabricar bólidos de fibra de carbono y vidrio impulsados con combustibles sólidos o propulsión híbrida”.
Arroyo especifica que la escuadra multidisciplinaria diseña todo: computadoras, antenas, bases de lanzamiento y protocolos de seguridad, fuselaje, propulsión, diseño eléctrico, computadora de vuelo, instrumentación, manufactura y más; y de ponerlo todo a prueba, ya sea en laboratorios o a campo abierto.
Hasta el momento los jóvenes han creado tres generaciones de vehículos lanzadores. La primera se llama Komodo y cuenta con una computadora encargada de registrar los datos y liberar un paracaídas. Sus vehículos son impulsados por motores sólidos a base de nitrato de potasio y pueden elevar hasta un kilogramo a una altura de entre 500 metros y un kilómetro.
El universitario apunta que cada año buscan multiplicar su desarrollo por tres; es decir, mientras Komodo alcanzó un kilómetro de altura, el vehículo de la segunda generación —Insurgente— llegó a los tres, además de que fue el primero en usar en su fuselaje materiales compuestos con uniones de aluminio.
Insurgente puede llevar experimentos como carga útil —al igual que su antecesor—, pero utiliza un motor de combustible sólido a base de nitrato de potasio que le permite superar los 900 kilómetros por hora. Asimismo, su computadora de vuelo cuenta con microcontroladores en paralelo, técnicas de electromagnética y redundancia en hardware y software para garantizar la liberación del paracaídas, la adquisición y transmisión de datos por telemetría y la localización por GPS.
Capital humano
Respecto de Xitle, el especialista explica que un cohete, al ser un vehículo, tiene como objetivo primordial el transporte. Por ello con el bólido de la UNAM se ha probado a nivel experimental que en su CubeSat tenga una carga útil que debe resistir las altas temperaturas, la presión y la humedad, así como amortiguar el movimiento.
El objetivo es observar y analizar los efectos del viaje sobre muestras de sangre, de modo que se pueda evaluar lo que sucedería, por ejemplo, con paquetes de transfusión, y contribuir al conocimiento de la salud en el espacio.
Tema clave en los sistemas de propulsión químicos es el del combustible: hay cohetes que utilizan combustible líquido como oxígeno e hidrógeno líquido; otros usan combustible sólido. Según Arroyo, en Propulsión UNAM luego de utilizar indistintamente combustibles líquido y sólido hoy trabajan en desarrollar su propio combustible, “una formulación química que nadie más en el mundo ha utilizado en cohetes. La idea central es lograr un combustible líquido que mejore sustancialmente el funcionamiento y desempeño del motor del vehículo”.
A decir del alumno de la universidad nacional el integrarse a un grupo de innovación tecnológica multidisciplinario “te amplía tu horizonte de conocimientos, ya que más allá de tu especialidad requieres saber información clave de otras materias de distintas ingenierías, cómputo, química, física y matemáticas. Aquí se aprende a gran velocidad, porque los conocimientos se aplican y se ponen a prueba día a día. Además, tenemos la retroalimentación, la observación de los colegas que nos acompañan en esta actividad tecnológica verdaderamente apasionante”, zanja.
De acuerdo con los miembros de Propulsión UNAM en el colectivo impera un ambiente de trabajo colaborativo, superación y esfuerzo para lograr una meta. Confía Arroyo que la mayoría de sus integrantes sueña con que esta tecnología se desarrolle en México. “Muchos nos negamos a ir a Estados Unidos o a Europa a trabajar en proyectos de este tipo. Queremos que esto se quede aquí; por ello formamos a ingenieros y científicos que sepan concretar proyectos aeroespaciales”.
También reconoce que a muchos universitarios les atrae la posibilidad de introducirse en la industria aeroespacial y ven en este grupo una vía para aprender y desarrollarse para que, al egresar, tengan los conocimientos y experiencia necesarias para volverse capital humano valioso y acceder tanto al mundo laboral como al espacio.
Entretanto, uno de los objetivos más preciados de Propulsión UNAM es diseñar y manufacturar un cohete que supere los 100 kilómetros de altura, donde se ubica la línea de Kármán, la cual separa la atmósfera del espacio. Para lograrlo transmitirán todo su conocimiento a las siguientes generaciones que se integren al equipo.
Primicia
China lanzó en julio con éxito al espacio el primer cohete del mundo que usa metano y oxígeno líquidos como combustible, una tecnología que hasta ahora solo habían desarrollado las empresas estadunidenses SpaceX y Blue Origin.
El cohete, llamado Zhuque-2 Y2, despegó desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Jiuquan, en el desierto de Gobi, en el oeste de China.
Fabricado por LandSpace, una compañía privada china, este vehículo muestra que el combustible es una de las áreas de oportunidad e innovación en esta industria.
El bólido chino usa metano líquido como combustible y oxígeno líquido como oxidante, una mezcla de componentes reutilizables, no tóxicos y potentes también conocida como “methalox”.