En 1967, la NASA puso en funcionamiento el avión hipersónico North American X-15. Fue un prototipo experimental, con el que se demostró que los vuelos a velocidades al menos 5 veces superiores a la del sonido eran viables. El objetivo inicial era desarrollar este tipo de aeronaves con fines militares, aunque con el tiempo se pensó que también podrían aplicarse a vuelos comerciales. Desde entonces, tanto Estados Unidos como China y Rusia han desarrollado varios de estos prototipos. Hasta ahora era las únicas potencias que se habían atrevido a experimentar con estas tecnologías, muy difíciles de llevar a la práctica. No obstante, Europa lleva años investigando en esa misma línea. Tanto que, por fin, la Agencia Espacial Europea (ESA) ha puesto fecha aproximada al lanzamiento del que sería el primer avión hipersónico europeo: Invictus.
Este sería un avión hipersónico de vuelo horizontal y reutilizable. Por lo tanto, no se lanzaría hacia arriba como un cohete, ni se desecharía tras su lanzamiento. Si todo va bien, la ESA y sus socios de la compañía Frazer-Nash esperan que se lance en 2031.
Sus aplicaciones serían tanto civiles como militares, por lo que resultaría de gran utilidad. Pero para eso será necesario hacer muchas pruebas primero. Los ingenieros de la ESA se han enfrentado a muchos retos para convertir Invictus en una realidad. Veremos cuáles han sido y cómo las han solventado, pero antes debemos dejar claros algunos conceptos.
¿Qué es un avión hipersónico?
No debemos confundir un avión hipersónico con uno supersónico. Las aeronaves supersónicas son aquellas cuyas velocidades superan ligeramente la del sonido. Generalmente, en avión se conoce a la velocidad del sonido como Mach 1. Teniendo esto en cuenta, un avión supersónico es aquel capaz de alcanzar velocidades entre Mach 1,2 y Mach 5.
En cambio, si superan Mach 5 ya estaríamos hablando de un avión hipersónico. Por lo tanto, Invictus será capaz de volar a velocidades 5 veces mayores que la velocidad del sonido. O incluso más.
Los aviones supersónicos son relativamente fáciles de obtener con las tecnologías actuales. Llegaron incluso a existir aviones de pasajeros capaces de superar la barrera del sonido. Fue, por ejemplo, el caso del Concorde. Sin embargo, dejaron de utilizarse con estos fines por su alto coste y por preocupaciones medioambientales.
En cambio, lo que ocurre con los aviones hipersónicos es que son técnicamente muy complicados. Alcanzan velocidades tan altas que la fricción entre el aire y la aeronave puede provocar un calentamiento extremo. El aire circundante se ioniza, la superficie del avión se sobrecalienta e incluso el aire que entra en los motores tiene temperaturas elevadísimas. Esto impide que los gases puedan comprimirse para que el motor funcione adecuadamente.
¿Cómo ha solucionado estos problemas la ESA con Invictus?
Según explica en un comunicado David Perigo, ingeniero de la ESA y líder del proyecto, se han enfrentado a este reto de los vuelos hipersónicos a través de un sistema de preenfriado alimentado por hidrógeno. Gracias a este, se pueden enfriar los gases que pasan al motor en una fracción de segundo, de manera que el oxígeno alcance temperaturas que permitan su compresión y utilización para la propulsión.
Es un sistema que se ha probado con muy buenos resultados en motores a reacción convencionales. Con Invictus es un reto más complicado, pero los primeros ensayos de laboratorio demuestran que puede llevarse a cabo. De hecho, esas primeras pruebas han sido tan positivas que tanto la ESA como Frazer-Nash esperan que este avión hipersónico pueda ser una realidad en 2031.
Con él, el acceso generalizado al espacio con tecnologías europeas estaría mucho más cerca. Y es que, como explican desde la Agencia Espacial Europea, Invictus será un avión capaz de despegar como un avión y alcanzar la órbita como un cohete, pudiendo reciclarse después para un nuevo uso. Desde luego, reúne lo mejor de cada casa, como suele decirse.
