En el blog anterior: La Nave espacial de Acero de Elon Musk habíamos cuestionado la decisión de usar acero para la construcción de la nave espacial Starship, en esta ocasión analizaremos las razones por las que eligió el acero por sobre otros materiales como la fibra de Carbono, Titanio, etc.
Es obvio pensar que la fibra de Carbono es sumamente más ligera que el acero, y el peso es uno de los factores de mayor relevancia a la hora de llevar cohetes al espacio; pero el peso es sólo la mitad de la ecuación, la otra mitad es la resistencia.
1.- Resistencia a temperaturas crio-génicas.
Un cohete sufre increíbles diferencias de temperatura, el oxígeno líquido super enfriado que usa Spacex dentro de tanques con paredes tan delgadas como el papel está a una temperatura de -207 grados centígrados; el exterior al mismo tiempo puede alcanzar temperaturas de varios cientos de grados, ni siquiera tomamos en cuenta las brutales temperaturas del reingreso.
La temperatura crio-génica es la clave por la cual el acero se vuelve más importante.
Los aceros se vuelven frágiles a bajas temperaturas, pero el acero inoxidable con un alto contenido de Cromo- Níquel de hecho a temperaturas crio-génicas se vuelve más fuerte.
De hecho este acero a temperaturas crio-génicas se vuelve un 50% más fuerte, casi comparable a la fuerza de la fibra de Carbono.
2.- Características a Altas Temperaturas.
El acero parece ser muy conveniente a bajas temperaturas, pero ¿Qué pasa con las temperaturas del reingreso?, al reingresar a la atmósfera terrestre a velocidades supersónicas, el cohete recibe un castigo brutal, después de todo viaja a velocidades 10 veces superiores a las de una bala. Eso es mucha energía cinética que tiene que ser disipada en forma de calor, por lo que se alcanzan temperaturas de miles de grados, aquí es donde el acero es particularmente resistente a altas temperaturas por lo que el cohete requiere un escudo térmico de protección menos resistente que los de otras naves como el transbordador espacial, o también puede no necesitar un escudo.
3.- Facilidad de Desarrollo.
Aquí es donde se hecha por tierra la decisión de utilizar fibra de Carbono para la construcción del cohete, la fibra primero se tiene que cortar a la forma deseada, impregnarla con un adhesivo especial y luego ir creando capas hasta 120 capas del mismo proceso y luego utilizar inmensos autoclaves para curar el material, y este proceso genera al menos un 35% de desperdicio por lo que el costo de este material se eleva a niveles de $180 Dólares el kilogramo.
Entonces como se compara con el costo del Acero:
$180 Dólares por kilo de Fibra de Carbono vs. $3 Dólares por kilo de Acero
Si, así es! 60 veces menos costo que el Carbono y siempre esta disponible!.
No es de extrañar que si algo cuesta 60 veces menos y tiene mejores características de desempeño sea una opción obligada para usar.
Fuente: ¿Porqué es de acero el Starship?