En los primeros minutos de Top Gun: Maverick, Pete “Maverick” Mitchell vuela el ficticio SR-72 Darkstar a una velocidad superior a Mach 10, convirtiéndose en el hombre más rápido sobre la Tierra. Sin embargo, en la vida real todavía estamos lejos de alcanzar semejante proeza. En naves tripuladas, al menos. Pero eso no significa que no existan proyectos de naves hipersónicas que intenten alcanzar un número Mach de dos dígitos. El caso más notorio es, sin dudas, el X-43 de la NASA.

Estamos hablando de una pequeña nave no tripulada que voló al borde de Mach 10, obteniendo el récord Guinness como el vehículo de propulsión a chorro más veloz del que existan registros oficiales. Su historia es muy interesante, puesto que ha representado el primer gran experimento hipersónico probado en el siglo XXI. Y si bien es cierto que su desarrollo se canceló cuando solamente se había completado la fase inicial del proyecto, los datos obtenidos han sido cruciales para iniciativas similares que llegaron años más tarde.

A continuación repasaremos los detalles más importantes del X-43 de la NASA, un proyecto de vida corta que ha obtenido resultados muy destacados.

NASA X-43: buscando nuevos límites

El X-43 montado en la punta de un cohete propulsor, bajo el ala de un bombardero B-52. | Foto: Dryden Flight Research Center - NASA (Dominio público).

El programa X-43 de la NASA nació a fines de los años noventa y no tenía como finalidad el desarrollo de una única aeronave. Lo que se pretendía, en realidad, era crear y probar versiones de distintos tamaños y características técnicas para experimentar con todos los aspectos relacionados con los vuelos hipersónicos; es decir, todos aquellos que superen una velocidad de Mach 5.

El proyecto contemplaba la producción de cuatro variantes en distintas fases. No obstante, solamente se fabricaron tres unidades de la versión inicial bautizadas X-43A, de las cuales dos lograron volar con éxito.

Dicho primer modelo del X-43 de la NASA medía apenas 3,7 metros de largo y pesaba alrededor de 1.400 kilogramos. La nave no tripulada prácticamente no poseía alas, puesto que había sido desarrollada bajo el concepto de fuselaje sustentador. En la parte inferior incorporaba un estatorreactor de combustión supersónica (scramjet), que se encendía una vez que el vehículo ya estaba en el aire.

Por si aún no se han percatado, la NASA no pensó al X-43 como una aeronave que pudiese despegar o aterrizar por sus propios medios. Para lanzarla se la montaba a un punto de anclaje especial de un bombardero Boeing B-52 Stratofortress preparado especialmente para la ocasión. Pero no solo eso, la nave hipersónica iba ensamblada en la punta de un cohete propulsor Pegasus que le daba el empuje inicial. Posteriormente, se desprendía y continuaba volando por sus propios medios.

Y como se trataba de prototipos de un único uso, al finalizar el experimento se estrellaban en el océano para destruirlas de forma segura.

Dos vuelos exitosos

El equipo de desarrollo del X-43 de la NASA. | Foto: Dryden Flight Research Center - NASA (Dominio público).

La NASA intentó volar el X-43 por primera vez en junio de 2001, pero la prueba terminó en fracaso. Apenas segundos después de haber sido liberado del B-52, el cohete Pegasus sufrió un desperfecto que lo desvió de su trayectoria y obligó a los ingenieros a destruirlo a distancia para evitar males mayores.

El incidente significó una demora de prácticamente tres años para que la nave no tripulada volviera a volar. La segunda unidad voló en marzo de 2004 y marcó el primer gran hito del programa. Alcanzó una velocidad máxima de Mach 6.83 en un vuelo en el que se le suministró combustible de hidrógeno al motor durante 11 segundos.

En noviembre de ese mismo año, la NASA llevó a cabo el tercer y último vuelo de pruebas del X-43. En el mismo, la nave rompió ampliamente el récord previo y alcanzó una velocidad máxima de Mach 9.6 (+10.000 kilómetros por hora). Esto le valió el reconocimiento de los Guinness World Records, con ambos registros siendo incluidos en la edición 2006 de su popular libro.

Una máquina espectacular

Las entrañas de la nave hipersónica de la NASA.

La NASA nunca dio a conocer al detalle las características del X-43, aunque con el correr de los años se han obtenido algunos datos interesantes. Una presentación para un encuentro del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, con fecha de 2006, ha permitido indagar un poco más a fondo en las cualidades de la nave no tripulada.

Uno de los grandes desafíos de los desarrolladores fue trabajar en el escudo térmico, tomando en cuenta las altísimas temperaturas generadas durante el vuelo hipersónico. Para el X-43, la NASA optó por incorporar carbono reforzado con fibra de carbono en el borde de ataque del frente y las alas. Para la nariz se utilizó tungsteno, en tanto que las alas y los estabilizadores verticales se fabricaron con una aleación provista por la empresa Haynes Internacional.

El resto del cuerpo de la aeronave se protegía con decenas de baldosas AETB (Alumina Enhanced Thermal Barrier) con un recubrimiento TUFI (Toughened Uni-piece Fibrous Insulation).

Las versiones del X-43 que la NASA no llegó a desarrollar

Pese a los dos vuelos exitosos de 2004, el programa X-43 de la NASA se dio de baja apenas un par de años más tarde. Todos los esfuerzos destinados a continuar con el desarrollo de la tecnología detrás del estatorreactor de combustión supersónica quedaron bajo la órbita de la Fuerza Aérea de Estados Unidos.

Otro prototipo de aeronave hipersónica no tripulada, bautizado Boeing X-51 Waverider, recién logró volar con éxito en 2013 a una velocidad de Mach 5.1. Dicho vehículo utilizó el motor que originalmente se había planeado para el X-43C, una de las variantes del modelo original de la NASA que nunca se concretó.

El Boeing X-51A, descendiente directo del X-43. | Foto: Fuerza Aérea de Estados Unidos (Dominio público).

De haber avanzado como estaba originalmente establecido, la NASA habría desarrollado tres variantes más del X-43. Las mismas habrían llevado las denominaciones B, C y D, y habrían tenido distintos fines. Entre tantos, probar distintos tamaños y sistemas de propulsión, así como la viabilidad del combustible de hidrocarburo para alimentar el scramjet. Incluso se vaticinó la posibilidad de aumentar la velocidad de la aeronave para superar Mach 10 y llegar, al menos, hasta Mach 15.

"La NASA está interesada en la tecnología scramjet de combustión supersónica, porque los motores obtienen el oxígeno de la atmósfera. Eso permite operaciones más similares a las de un avión para una mayor asequibilidad, flexibilidad y seguridad en vuelos de ultraalta velocidad y para la primera etapa a la órbita terrestre. Una vez que un vehículo propulsado por un scramjet es acelerado a aproximadamente Mach 4 por un motor a reacción convencional o un cohete propulsor, puede volar a velocidades hipersónicas, posiblemente tan rápido como Mach 15, sin llevar oxidante pesado, como deben hacerlo los cohetes", explicó en su momento la agencia espacial estadounidense.

Lo cierto es que el X-43 de la NASA ha quedado como un recuerdo. Y si bien los avances de la tecnología para vuelos supersónicos ha seguido avanzando, aún se encuentra muy lejos de lograr su aplicación a nivel civil o comercial.

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