En un nuevo hito de la carrera para alcanzar velocidades hipersónicas, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), junto con tres universidades de ese país, probó, con éxito, un vehículo que alcanzó los 6.100 km/h, es decir Mach 5, cinco veces la velocidad del sonido.

Investigadores de JAXA y de las universidades de Tokio, Keio y Waseda realizaron el experimento en el Centro Espacial Kakuda con un vehículo de unos dos metros de longitud propulsado por un estatorreactor de hidrógeno. El túnel de viento simuló las condiciones de un vuelo a Mach 5 y permitió demostrar la viabilidad del motor.

Las instituciones están enfocadas en dos aplicaciones principales. Una es la posibilidad de desarrollar un avión de pasajeros hipersónico capaz de cruzar el Pacífico entre Japón y Estados Unidos en unas dos horas (el vuelo convencional tarda 12 o 13 horas).

La otra es una nave espacial que pueda alcanzar los 100 km de altura, en el límite entre la atmósfera y el espacio.

Condiciones muy especiales

Un artículo de Hispaviación agrega que “a Mach 5, las temperaturas del aire que rodea la aeronave pueden alcanzar los 1.000 grados Celsius”. Y explica que “según los datos facilitados por la agencia espacial japonesa, el sistema de protección térmica del vehículo experimental mantuvo el interior a temperaturas normales, lo que permitió que la electrónica de a bordo, fundamental para los sistemas de control, operase sin anomalías durante todo el experimento”.

Durante más de tres décadas el avión supersónico Concorde paseó su diseño innovador por los cielos. Imagen: AFP.

Además, el equipo midió la distribución de la temperatura superficial para validar sus métodos de análisis de estructuras térmicas y registró la distribución de la temperatura de escape del estatorreactor, para recopilar datos críticos sobre los posibles efectos ambientales de los futuros sistemas de propulsión hipersónica.

El artículo dice que “las aeronaves hipersónicas requieren un enfoque de diseño radicalmente diferente al de la aviación convencional debido a que la célula y el sistema de propulsión interactúan de manera muy estrecha a altas velocidades”.

“Las ondas de choque generadas alrededor del morro y el fuselaje afectan directamente al flujo de aire que entra en el motor, mientras que el empuje de este último altera el comportamiento dinámico de la aeronave. Esta interdependencia convierte al vehículo y al motor en un único sistema acoplado”, añade.

Mach 5 es una medida que equivale a cinco veces la velocidad del sonido, y que oscila entre 5.339 km/h y 6.125 km/h. El comportamiento del aire alrededor de la nave depende de la relación de ambas velocidades y no del valor absoluto. Por eso, los ingenieros utilizan Mach 5 como medida convencional.

Es a partir de Mach 5 cuando realmente empieza el régimen hipersónico, una categoría distinta al vuelo supersónico, aplicado en jets militares. En defensa, varios países ya han desarrollado misiles hipersónicos.

En este sentido, Estados Unidos moderniza el USS Zumwalt, un destructor furtivo que costó cerca de 8.000 millones de dólares y que ahora se encamina a convertirse en el primer buque de guerra del país con capacidad para lanzar misiles hipersónicos.

El destructor furtivo USS Zumwalt ha sido equipado con misiles hipersónicos. Imagen: National Museum of US Navy, Wikimedia Commons.

El USS Zumwalt se encuentra en proceso de actualización en los astilleros de Huntington Ingalls Industries, en Pascagoula, Mississippi.

Allí se trabaja en la sustitución de sus cañones automáticos por tubos lanzadores de misiles del programa Conventional Prompt Strike (CPS). La duración exacta de las obras no fue precisada, aunque la Marina fija el horizonte de entrada en servicio de esta nueva capacidad en el año 2027.