El capítulo de Estudiantes para la Exploración y el Desarrollo del Espacio (SEDS) de la Universidad de California en San Diego llevó a cabo con éxito una prueba de fuego real de su banco de pruebas de motores de cohetes estáticos, Coloso, en el desierto de Mojave el 16 de junio.

Los estudiantes de pregrado decidieron desarrollar Colossus cuando se encontraron con un obstáculo en 2016 cuando construyeron el primer cohete impulsado por un motor impreso en 3-D:era difícil probar el motor del cohete en un rápido, realista, forma relativamente económica. No querían lanzar el cohete ya que eso significaría que ya no podrían iterar en su diseño, pero las pruebas en un laboratorio no proporcionarían información suficiente para garantizar que el motor funcionaría según lo planeado. Lo que necesitaban era un banco de pruebas de fuego estático que sometiera al motor a todo el proceso de lanzamiento, pero mientras está atornillado al suelo.

¿El problema? Solo había uno de estos bancos de pruebas de motores de cohetes disponibles para su uso en una institución académica, la Universidad de Purdue, pero tenía una larga lista de espera y era más caro de lo que los estudiantes podían pagar.

Entonces, con el apoyo de la NASA, ellos construyeron el suyo propio.

"La gran idea de este sistema de prueba es hacer que el acceso a la investigación espacial y espacial sea más accesible para las personas que no tienen un presupuesto masivo de $ 19 mil millones, "dijo Jack Najarian, estudiante de tercer año de ingeniería eléctrica en la Escuela de Ingeniería Jacobs y presidente de SEDS en UC San Diego.

SEDS defendió y desarrolló el banco de pruebas de motores de cohetes estáticos, y tuvo una primera prueba de fuego real exitosa en el sitio de prueba Friends of Amateur Rocketry en el desierto de Mojave el 16 de junio. El motor de cohete impreso en 3D de SEDS, Ignus-II, fue probado el motor. Ignus-II tiene más empuje y un sistema de enfriamiento más eficiente que su predecesor Ignus-I, el primer motor impreso en 3D lanzado por una organización estudiantil.

Después de reconocer este vacío de accesibilidad de pruebas en el mercado y querer crear un sistema para resolver sus necesidades de prueba, así como las de otros grupos de estudiantes y equipos de investigación académica, los estudiantes de Colossus trabajaron en estrecha colaboración con la NASA para definir las pautas técnicas para tal sistema. La NASA también otorgó al grupo $ 100, 000 subvención para construir el sistema de prueba Colossus, y ha participado activamente durante los tres años del proceso de diseño y construcción. Durante esos tres años, Aproximadamente 60 estudiantes universitarios han contribuido al banco de pruebas de motores de cohetes.

El sistema Colossus se adapta a una amplia gama de diseños de motores, y está equipado con una interfaz de motor intercambiable y un versátil, sistema de fluido criogénico dual para hacerlo posible. Un protector contra explosiones protege los intrincados componentes electrónicos y la plomería de la explosión del motor.

Durante una prueba, el motor que se está probando nunca abandona el suelo, pero se somete al mismo proceso que lo hará cuando se lance realmente. Presión, temperatura, el empuje y la fuerza se miden a una velocidad y precisión ultrarrápidas con visualización de datos en vivo disponible. El sistema está alojado en un remolque móvil para transportarlo al sitio de prueba seguro designado por Friends of Amateur Rocketry en el desierto de Mojave. donde sus botas de acero se atornillan al concreto para garantizar que el motor permanezca estático. El sistema Colossus es capaz de ejecutar varias pruebas en un día.

"De eso se trata todo este proyecto:proporcionar a la comunidad de investigadores y desarrolladores de propulsión de cohetes la capacidad de validar sus ideas de una manera realmente rápida". "dijo Dennis Ren, estudiante de cuarto año de ingeniería eléctrica en UC San Diego y gerente del proyecto Colossus.

3, 2, 1… solucionar problemas

El proceso que condujo al éxito del fuego caliente fue un mordisco. El equipo de SEDS condujo el sistema Colossus al desierto el viernes, 15 de Junio, y pasé el sábado por la mañana ejecutando el sistema a través de una lista de verificación previa a la prueba. Todos los sistemas se activaron a las 3 pm, pero una falla en el encendedor significaba que el propulsor no se encendía, y el primer intento fue un fracaso.

El equipo de electrónica, dirigido por Matt Santos, estudiante de UC San Diego, diagnosticado el problema y, después de varios intentos, jerry-amañado una solución. Es hora de tomar dos.

Se hicieron preparativos para el segundo intento, pero esta vez hubo una falla causada por la solución al problema de falla del encendedor.

"Para cuando tuvimos nuestro segundo fracaso, ya eran las 9:30 pm, ", dijo Ren." Nos estábamos quedando muy pocos propulsores y nos acercábamos al final de la ventana de prueba a las 10 pm. La moral del equipo estaba doliendo. Los líderes de prueba en el búnker evaluaron rápidamente la situación y decidieron reunir recursos para darle un seguimiento final ".

El equipo reconsolida los propulsores y los gases, reinstaló el encendedor y reprogramó el procedimiento de prueba en 30 minutos. Luego, eran las 3, 2, 1….

"Cuando el temporizador llega a cero, empezaron a salir chispas del motor, luego una hermosa, llama sostenida del motor más fuerte que cualquier cosa que hayamos escuchado. Fue un éxito, y el equipo animó nuestros corazones. Estábamos gritando saltando gritando, la alegría fue abrumadora. ¡Dos años de arduo trabajo finalmente dieron sus frutos! ”, Dijo Ren.

Democratizando los cohetes

Colossus estará disponible para otros grupos de estudiantes o investigadores académicos por una pequeña tarifa para cubrir el costo de mantenimiento, del orden de $ 1, 000 a $ 2, 000, que es significativamente menor que el costo actual de decenas de miles de dólares para utilizar un sistema de prueba industrial existente en la actualidad.

Ren dijo que ya hay interés en probar Colossus de grupos en la USC, UC Irvine, Texas A&M y la Universidad de Alabama, y SEDS se está comunicando con otras universidades para ver cómo Colossus podría ayudarlos con las pruebas estáticas.

"Todo el interés ha venido del mundo académico porque históricamente ha sido un área que carecía de una capacidad de prueba asequible, "Dijo Ren." Solo hay dos bancos de pruebas en este momento:el nuestro y uno en Purdue, y Purdue está muy ocupado y no tiene mucha capacidad para albergar otras escuelas.

"Estamos creando esto para poder ejecutar varias pruebas el mismo día, permitir que la gente vaya y venga, obteniendo sus resultados y mejorando los diseños de sus motores rápidamente ".

Para los equipos que quieran utilizar la plataforma de pruebas, El equipo de SEDS debe primero revisar si su motor y equipo son compatibles con el sistema. Si es así, programarán una hora para una prueba en el sitio de prueba seguro designado.

El equipo planea mantener el mantenimiento y la gestión de Colossus como un esfuerzo de pregrado, con un equipo de operaciones dedicado dedicado a garantizar pruebas exitosas para todos los usuarios durante los 10 años de vida útil del sistema.

Los patrocinadores del banco de pruebas de fuego vivo Colossus incluyen a la NASA, Espacio Parabilis, la Fundación Nacional de Recursos Universitarios, Instrumentos Ganter, Válvulas Gosco, Altium, OSML, Cryoquip, Órbita virgen, Medidas de Sentech, Cadencia, Sistemas de proceso de acero inoxidable, SOY S, Circuitos avanzados, ECMS, 80/20 Inc, Najarian Trading y Reliance Metal.