¿Cuál es el combustible que usan los cohetes espaciales?

Más Allá del Humo: Una Mirada a los Combustibles de los Cohetes Espaciales

La imagen icónica de un cohete despegando, una columna de fuego y humo que se eleva hacia el cielo, evoca una sensación de poder y tecnología de vanguardia. Pero detrás de esa espectacularidad se esconde una compleja química: la propulsión del cohete depende de una cuidadosa selección de combustibles y oxidantes, una pareja de baile molecular que genera la fuerza necesaria para vencer la gravedad terrestre. Contrario a la creencia popular, no existe un único “combustible de cohete”. La elección depende de una multitud de factores, incluyendo la misión, la duración del vuelo y las consideraciones de seguridad.

El párrafo inicial menciona la hidracina (N₂H₄) y el tetróxido de nitrógeno (N₂O₄) como una combinación común. Es cierto que esta dupla, conocida como propulsor hipergólico, presenta una alta eficiencia, ya que se enciende espontáneamente al contacto, eliminando la necesidad de un sistema de ignición complejo. Sin embargo, su toxicidad extrema y su naturaleza altamente corrosiva son un serio obstáculo. El manejo y almacenamiento de estos compuestos requieren protocolos de seguridad extremadamente rigurosos, encareciendo tanto el costo de la misión como la complejidad de las operaciones. Su uso está, por lo tanto, relegado a sistemas de control de actitud, propulsión de satélites y maniobras de corrección de trayectoria, donde se requieren impulsos pequeños pero precisos, en lugar de los enormes empujes necesarios para el lanzamiento inicial.

Para el lanzamiento, se prefieren combustibles más potentes y, en muchos casos, más seguros, aunque con mayores complejidades en su gestión. Entre los más utilizados se encuentran:

• Queroseno (RP-1) y oxígeno líquido (LOX): Esta combinación es un clásico. El queroseno, un combustible relativamente barato y de fácil manejo, se quema eficientemente con oxígeno líquido, proporcionando un empuje considerable. Este sistema es utilizado en lanzadores como el Falcon 9 de SpaceX. Aunque más segura que la hidracina/tetróxido de nitrógeno, la necesidad de almacenar y manipular oxígeno líquido a temperaturas criogénicas (-183°C) representa un desafío logístico y de seguridad significativo.

• Hidrógeno líquido (LH₂) y oxígeno líquido (LOX): Esta combinación ofrece la mayor eficiencia específica de impulso, es decir, mayor impulso por unidad de masa de propelente. Esto significa que, por cada kilogramo de combustible, se obtiene un mayor empuje. Su uso se reserva, principalmente, para misiones de larga duración y a grandes distancias, como las exploraciones espaciales. Sin embargo, su densidad extremadamente baja requiere tanques de almacenamiento enormes, lo que incrementa el tamaño y el peso del cohete. Además, el hidrógeno líquido es altamente inflamable.

• Sólidos: Los propulsores sólidos son mezclas de combustible y oxidante pre-mezclados en estado sólido. Su sencillez y fiabilidad los hacen ideales para etapas de refuerzo o situaciones donde se requiere un empuje inmediato y potente. Sin embargo, una vez iniciada la combustión, no se puede detener, lo que limita su control y versatilidad.

En resumen, la elección del combustible para un cohete espacial no es un asunto trivial. Se trata de un complejo equilibrio entre eficiencia, seguridad, costo, y los objetivos específicos de cada misión. Mientras la exploración espacial continúa, la investigación en nuevos y más eficientes propelentes, incluyendo combustibles ecológicos y de mayor rendimiento, sigue siendo un área crucial de desarrollo tecnológico. La búsqueda de un “combustible perfecto” continúa, impulsando la innovación en un campo que constantemente redefine los límites de la exploración humana.