Por qué SpaceX Starship es negro y plateado

Hoy temprano, ubicado en el extremo sur de Texas, cerca del pequeño pueblo de Boca Chica, se encontraba un cohete espacial no tan pequeño: el megacohete Starship de SpaceX.

Cuando el sol de la mañana se elevó en el horizonte, brillando en el caparazón de acero plateado del cohete, Starship se lanzó hacia el espacio por primera vez. No llegó al espacio. Explotó poco después del despegue. Pero eso no impedirá que SpaceX continúe construyendo más prototipos de Starships e intente nuevamente, porque el fundador Elon Musk tiene planes muy grandes para este cohete igualmente enorme.

Starship no solo es el cohete más grande y poderoso del mundo, sino que también se parece a todo lo que SpaceX haya construido. De hecho, en realidad no se parece a ningún otro cohete en el mundo.

Como se muestra a continuación, el megacohete consta de dos etapas. El propulsor del cohete de la primera etapa, llamado Super Heavy (en el extremo izquierdo), es completamente plateado, mientras que la nave espacial de la segunda etapa, denominada Starship, es mitad plateada, mitad negra.

Este esquema de color plateado y negro es un gran cambio con respecto a los cohetes Falcon 9 blancos de SpaceX o el sistema de lanzamiento espacial naranja y blanco de la NASA.

Entonces, ¿por qué las especificaciones llamativas, SpaceX?

La apariencia principalmente plateada de Starship proviene de un tipo de aleación no corrosiva llamada acero inoxidable de la serie 300. Es la primera vez que alguien fabrica un cohete con este material desde la década de 1950.

La razón por la que la mayoría de las empresas de cohetes evitan el acero es porque es pesado, y cuanto más pesado es el cohete real, menos carga útil puede llevar al espacio en los mismos tanques de combustible.

En cambio, el marco exterior de la mayoría de los cohetes está construido con metales duraderos pero livianos como el aluminio y el titanio. El titanio es excelente para mantener el peso ligero de un cohete, pero puede costar entre 15 y 20 veces más que el acero.

Es por eso que, en 2019, SpaceX reemplazó las aletas de rejilla de titanio de sus cohetes Falcon 9 con aletas de acero soldado. Sin embargo, el costo no es la única razón por la que SpaceX ahora prefiere el acero al titanio en sus cohetes.

Según los expertos en ciencia de materiales, el acero funciona mejor en condiciones de temperatura extrema que el titanio. Eso significa tanto bajo calor extremo, como durante el lanzamiento y el reingreso atmosférico, como también frío extremo, como en el espacio profundo.

Y eso es importante ya que la misión de Starship es eventualmente transportar humanos a la Luna y Marte, exponiendo la nave espacial a temperaturas tan frías como -455 grados Fahrenheit (-270 grados Celsius), lo que podría hacer que la mayoría del material del cohete sea débil, quebradizo y propenso a las grietas. o se rompe.

El acero inoxidable, por otro lado, en realidad aumenta su resistencia a estas temperaturas criogénicas, lo que lo hace ideal para viajes al espacio profundo.

Además, Mike Gruntman, profesor de astronáutica en la Universidad del Sur de California, dijo a Insider: "Es esencial usar acero inoxidable para evitar la corrosión. El revestimiento del vehículo está sujeto a cargas dinámicas durante el ascenso motorizado a través de la atmósfera, por lo que la resistencia estructural de los materiales también es importante. Además, el precio también juega un papel".

Starship tiene una parte inferior negra, similar a los transbordadores espaciales de la NASA, y también por razones similares.

El negro es una serie de baldosas hexagonales resistentes al calor hechas de sílice, diseñadas para proteger la nave espacial de las temperaturas abrasadoras cuando vuelve a entrar en la atmósfera terrestre.

Puede ver un primer plano de estos mosaicos en acción desde varios lanzallamas en este video que el fundador y director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk, publicó en Twitter en marzo de 2019:

Una diferencia entre las fichas de Starship y las de los transbordadores espaciales es su forma hexagonal. Los mosaicos de los Transbordadores eran cuadrados.

Cuando un usuario de Twitter preguntó sobre la forma inusual del mosaico, Musk respondió que los mosaicos de forma hexagonal "no dejan un camino recto para que el gas caliente acelere a través de los espacios".

En otras palabras, es una medida adicional para evitar que la nave espacial se sobrecaliente y explote al volver a entrar.

La razón es simple: costo.

El blanco absorbe la menor cantidad de calor entre todos los colores del espectro visible, lo que ayuda a mantener el cohete lo más frío posible. Y eso es importante ya que el combustible para cohetes generalmente debe mantenerse a temperaturas entre -297 grados Fahrenheit y -432 grados Fahrenheit.

Entonces, si su cohete se está horneando bajo el sol brillante en la plataforma de lanzamiento durante horas o días, será más barato mantenerlo fresco si es blanco. Este también puede ser el caso de la plata, según una investigación que encontró que los autos plateados tenían cabinas más frescas que los autos negros.

SpaceX no quiso comentar si ese es o no el razonamiento para su cohete plateado Starship. Pero tiene sentido que si no tienen que pintar el cohete de blanco y mantener su color acero natural, entonces no solo ahorran dinero en pintura, sino que también terminan con un cohete más liviano, ya que la pintura es pesada.

"Las propiedades de absorción y emisión, incluido el color, siempre desempeñarán un papel en el control térmico pasivo", dijo Gruntman. Aunque cuando se trata de la gestión del calor, el blanco es incluso mejor que el plateado.

A pesar de una explicación clara de SpaceX para el rostro plateado y negro de Starship, es probable que sea para mantener el cohete ligero y seguro, y no es solo para mostrar.

Recientemente, durante una conferencia en Washington, DC, la presidenta y directora de operaciones de SpaceX, Gwynne Shotwell, dijo: "El verdadero objetivo es no hacer estallar la plataforma de lanzamiento. Eso es el éxito".

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