Estudiantes universitarios de la Universidad del Sur de California (USC) superaron un récord internacional de altitud al lanzar un cohete amateur a 470.000 pies al espacio.
La nave espacial, Aftershock II, ha superado ahora un récord de 20 años que ostentaban los aficionados del Civilian Space eXploration Team (CSXT), que lograron lanzar su cohete a 380.000 pies de altura en 2004.
Pero el Aftershock II de la USC también alcanzó velocidades hipersónicas, alcanzando una velocidad máxima de 5283 pies por segundo a Mach 5,5, o más de cinco veces la velocidad del sonido.
Ahora su cohete intencionalmente liviano, que pesa alrededor de 330 libras, ha hecho historia como el primer lanzamiento realizado por individuos ajenos al gobierno o la industria privada en ascender tan lejos más allá de la atmósfera de la Tierra..
El estudiante universitario Ryan Kraemer, que trabajó como ingeniero ejecutivo en el proyecto, dijo que Aftershock II contaba con «el motor de propulsor sólido más potente jamás encendido por estudiantes y el motor de carcasa compuesta más potente fabricado por aficionados».
La nave, de 13 pies de alto y veinte centímetros de diámetro, estaba propulsada por un propulsor químico sólido ‘compuesto de perclorato de amonio’ hecho a medida, inventado por los propios estudiantes.
«Utilizando una fórmula desarrollada por los estudiantes del club», según el Laboratorio de Propulsión de Cohetes de la USC (USCRPL), «la USCRPL fabrica cada grano de propulsor a partir de productos químicos sin procesar, lo que distingue al club de muchos otros equipos universitarios de cohetes».
Oportunamente, el Aftershock II de la USC y el anterior récord del CSXT fueron lanzados desde el mismo lugar: el remoto desierto de Black Rock, 100 millas al norte de Reno, Nevada.
El Laboratorio de Propulsión de Cohetes (USCRPL), dirigido por estudiantes de la Universidad del Sur de California, diseñó y construyó el nuevo cohete que establece récords, Aftershock II. Arriba, la nariz cónica del cohete estudiantil, fotografiada en el espacio en medio de su exitoso e histórico lanzamiento espacial el 20 de octubre de 2024.
El cohete estudiantil superó un récord de 20 años mantenido por aficionados del Equipo Civil de Exploración Espacial (CSXT), que lanzó un cohete a 380.000 pies de altura en 2004, superando el límite oficial del espacio. Arriba, vídeo desde el interior del cohete de la USC que batió el récord del CSXT
Los estudiantes de la USCRPL hicieron historia por última vez en 2019, cuando el club se convirtió en el primer grupo de estudiantes en disparar un cohete por encima de la línea Kármán: el límite legal reconocido internacionalmente que divide la atmósfera de la Tierra del espacio exterior, a 62 millas sobre el nivel del mar.
Aftershock II ascendió otras 27 millas en el espacio, para un total de 89 millas.
«Este extraordinario grupo de estudiantes muestra cómo imaginar, qué se puede hacer en el laboratorio y cómo hacerlo realidad». Yannis Yortsos, decano de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC, con sede en Los Ángeles, dijo en una declaración universitaria.
«Es emocionante ver cómo ahora han destrozado no sólo su anterior récord estudiantil mundial de alcanzar la línea Kármán», añadió Yortsos, «sino también el récord de cualquier equipo amateur en la historia».
La capacidad del cohete para soportar el calor y la fricción de su ascenso hipersónico Mach 5,5 fue posible gracias al nuevo diseño de protección térmica del club, que incluyó un nuevo trabajo de pintura y Recubrimiento de titanio para las aletas del cohete.
«El titanio no sólo evitó que se deshilachara, sino que además se volvió azul debido al intenso calor durante el vuelo mediante la anodización», según Kraemer, que se especializa en ingeniería mecánica cuando no está activo en la USCRPL.
La reacción de anodizado caliente con el gas oxígeno que roza estas aletas, dijo, «realmente demuestra las condiciones extremas que nuestro cohete soportó con éxito».
«La protección térmica a velocidades hipersónicas es un desafío importante a nivel industrial», añadió el estudiante, «y el sistema de pintura protectora que desarrollamos funcionó perfectamente, lo que permitió que el cohete regresara prácticamente intacto».
Oportunamente, el Aftershock II de la USC y el anterior poseedor del récord CSXT fueron lanzados desde el árido y remoto desierto de Black Rock, 100 millas al norte de Reno, Nevada. Arriba, los estudiantes del club del Laboratorio de Propulsión de Cohetes de la USC observan cómo su Aftershock II despega el 20 de octubre de 2024.
Apodado ‘Módulo de gran altitud para detección, telemetría y recuperación electrónica’ o sistema ‘HAMSTER’ (arriba), el conjunto de aviónica personalizado de la USCRPL incluía un transpondedor basado en radio para medir la altitud y cinco placas de circuito impreso de poder computacional.
Versiones anteriores del cohete de la USCRPL las aletas tenían bordes compuestos de carbono desnudo.
La última historia del club haciendo cohete, Viajero IV lanzado en 2019, había regresado de más allá de la línea Kármán con la pintura del cohete «completamente quemada» y daños por calentamiento «excesivo» «en los bordes de ataque de las aletas».
«Para superar el estándar que nos fijamos con Traveler IV, tuvimos que resolver muchos desafíos técnicos y operativos», señaló Kraemer.
Para impulsar su avance más allá de la atmósfera de la Tierra, por ejemplo, el motor de combustible sólido de Aftershock II finalmente requirió casi 200 libras de propulsor compuesto principalmente de granos de propulsor de liberación controlada, conocidos en la industria como tipo BATES.
El equipo también tuvo que diseñar y programar un sistema de aviónica único, tanto para guiar la nave como para registrar los datos de vuelo que se utilizarían en su documento oficial sobre el histórico lanzamiento de Aftershock IIpublicado el 14 de noviembre.
Apodado ‘Módulo de gran altitud para detección, telemetría y recuperación electrónica’ o sistema ‘HAMSTER’, el conjunto de aviónica personalizado de USCRPL incluía un transpondedor basado en radio para medir la altitud y el poder computacional de cinco placas de circuito impreso.
La placa integradora de HAMSTER integró datos de sensores en vivo del magnetómetro, giroscopio y acelerómetro del cohete para identificar el punto más alto o apogeo del cohete.
Y su ‘Transpondedor Lightspeed Rangefinder’ midió su distancia a múltiples puntos en el suelo para calcular el método similar a un radar basado en radio de la nave conocido como trilateración.
