Por Nivedita Bhattacharjee
BENGALURU (Reuters) – Dos astronautas de la NASA a bordo de la Starliner de Boeing permanecerán en la Estación Espacial Internacional durante meses debido a un sistema de propulsión defectuoso cuyos problemas incluyeron fugas de helio. En la Tierra, la misión Polaris Daybreak de SpaceX se ha retrasado debido a problemas con el helio en el equipo terrestre.
La nave espacial Starliner de Boeing aterrizó sin tripulación en un desierto de Nuevo México el viernes por la noche.
Entre las misiones anteriores que se vieron afectadas por molestas fugas de helio se incluyen Chandrayaan 2 de ISRO y Ariane 5 de la ESA. ¿Por qué las naves espaciales y los cohetes utilizan helio y qué tiene de complicado?
¿POR QUÉ HELIO?
El helio es inerte (no reacciona con otras sustancias ni se quema) y su número atómico es 2, lo que lo convierte en el segundo elemento más ligero después del hidrógeno.
Los cohetes necesitan alcanzar velocidades y altitudes específicas para alcanzar y mantener la órbita. Un cohete más pesado requiere más energía, lo que no solo aumenta el consumo de flamable, sino que también requiere motores más potentes, que son más costosos de desarrollar, probar y mantener.
El helio también tiene un punto de ebullición muy bajo (-268,9 °C o -452 °F), lo que le permite seguir siendo un gasoline incluso en entornos súper fríos, una característica importante porque muchos combustibles para cohetes se almacenan en ese rango de temperatura.
El gasoline no es tóxico, pero no se puede respirar por sí solo porque desplaza el oxígeno que los humanos necesitan para respirar.
¿CÓMO SE UTILIZA?
El helio se utiliza para presurizar los tanques de flamable, garantizando que el flamable fluya a los motores del cohete sin interrupciones; y para los sistemas de enfriamiento.
A medida que se queman flamable y oxidante en los motores del cohete, el helio llena el espacio vacío resultante en los tanques, manteniendo la presión normal en el inside.
Debido a que no es reactivo, puede mezclarse de forma segura con el contenido residual de los tanques.
¿ES PROPENSO A TENER FUGAS?
El pequeño tamaño atómico y el bajo peso molecular del helio significan que sus átomos pueden escapar a través de pequeños espacios o sellos en tanques de almacenamiento y sistemas de flamable.
Pero como hay muy poco helio en la atmósfera de la Tierra, las fugas se pueden detectar fácilmente, lo que hace que el gasoline sea importante para detectar posibles fallas en los sistemas de flamable de un cohete o una nave espacial.
En mayo, horas antes de que la nave espacial Starliner de Boeing hiciera un intento inicial de lanzar su primera tripulación de astronautas, pequeños sensores dentro de la nave espacial detectaron una pequeña fuga de helio en uno de los propulsores de Starliner que la NASA pasó varios días analizando antes de considerarla de bajo riesgo.
Se detectaron fugas adicionales en el espacio después del lanzamiento de Starliner en junio, lo que contribuyó a la decisión de la NASA de traer Starliner de regreso a la Tierra sin su tripulación.
La frecuencia de fugas de helio en los sistemas relacionados con el espacio, dicen algunos ingenieros, ha puesto de relieve la necesidad en toda la industria de innovar en el diseño de válvulas y de contar con mecanismos de ajuste de válvulas más precisos.
¿EXISTEN ALTERNATIVAS?
En algunos lanzamientos de cohetes se ha experimentado con gases como el argón y el nitrógeno, que también son inertes y a veces pueden resultar más económicos. Sin embargo, el helio es mucho más común en la industria.
El nuevo cohete europeo Ariane 6 abandonó el helio de su predecesor Ariane 5 para adoptar un novedoso sistema de presurización que convierte una pequeña porción de sus propulsores primarios de oxígeno líquido e hidrógeno en gasoline, que luego presuriza esos fluidos para el motor del cohete.
Ese sistema falló en el espacio durante la fase remaining del exitoso lanzamiento debut del Ariane 6 en julio, sumándose a la larga lista de desafíos de presurización de la industria international de cohetes.
