El fabricante de aviones ZeroAvia anunció que ha identificado aplicaciones claras para la propulsión eléctrica-hidrógeno con cero emisiones para aeronaves de reacción regionales, aunque reconoció que aún falta resolver algunos inconvenientes, probó que estos vuelos son viables a futuro.

Como parte del estudio técnico, se ha identificado un punto de entrada inicial para instalarse en una aeronave CRJ 700 retrofit con un tren de potencia ZA 2000RJ de ZeroAvia, logro confirmar el peso máximo al despegue, el centro de gravedad y las concesiones estructurales.

De esta manera el avión CRJ eléctrico e hidrógeno, estaría equipado con dos motores ZeroAvia de reactor regional (derivados de la clase de motor ZA2000) para igualar el rendimiento existente. El análisis también sugiere que podría soportar hasta 60 pasajeros con una autonomía de hasta 560 millas náuticas, cubriendo más del 80% de los vuelos regionales actuales.

Además, la armadora identificó buenas oportunidades para el almacenamiento de combustible de hidrógeno a bordo, así como de la integración del tren de potencia para garantizar la preservación de la aerodinámica de la aeronave.

Y lo que es más importante, el sistema reduciría drásticamente los costos de explotación gracias al uso de combustible de hidrógeno y a la disminución de los costos de mantenimiento, creando oportunidades para nuevas rutas, así como más vuelos en las rutas existentes para igualar o aumentar el volumen de pasajeros.

La evaluación técnica determinó que la pérdida de empuje del núcleo de la turbina podía superarse dentro de las limitaciones del fuselaje original con un mayor diámetro del ventilador, mientras que era posible aumentar aún más la eficiencia adoptando tecnologías de propulsión novedosas, como diseños con engranajes, ventiladores eléctricos canalizados o rotores abiertos.

Es decir, las hipótesis basadas en el estudio de fase 1 incluían una potencia específica del sistema de pila de combustible HTPEM de 2,4 kW/kg. ZeroAvia ha demostrado 2.5 kW/kg a nivel de célula de sus pilas HTPEM, y tiene previsto ofrecer 3 kW/kg específicos a nivel de sistema en un plazo de dos años.

El CRJ forma parte de la familia de aviones regionales con más éxito del mundo. Hay más de 1,400 aviones de la serie CRJ que podrían convertirse para volar con el motor ZA2000.

“En esta fase, ya se percibe una viabilidad hacia la propulsión limpia con aviones CRJ debería ser absolutamente emocionante para todos los que quieren que sigamos volando. La carga útil y la autonomía están en entredicho, pero este estudio técnico confirma una arquitectura de propulsión viable y una integración que podría ser totalmente transformadora. Antes de que acabe la década, las aerolíneas podrían volar con aviones de emisiones cero”, declaró Val Miftakhov, director general de ZeroAvia.

Siguiendo la normativa de la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA), CycloTech recibió el permiso de la autoridad nacional de seguridad aérea, Austro Control, para realizar vuelos al aire libre con su demostrador de 85 kg a partir de marzo de 2023. 

Se trata de otro hito para la nueva tecnología CycloRotor después de que los primeros vuelos del demostrador se realizarán en agosto de 2021 en interiores, en la sala de pruebas de vuelo de la empresa. 

CycloTech iniciará con una campaña de vuelos al aire libre en un aeropuerto de aviación general de Alta Austria fomentando su papel como líder mundial en el desarrollo de la tecnología CycloRotor.

“La autorización operativa para la campaña de pruebas de vuelo al aire libre es un hito importante y será clave para demostrar la tecnología CycloRotor al mundo de la aviación”, aseveró Deva Harsha Yarramshetti, ingeniero de pruebas de vuelo de CycloTech.

En el proceso, CycloTech dio pruebas de su capacidad como empresa emergente de sistemas de propulsión para la aviación, tales como: SORA (Evaluación de Riesgos de Operaciones Específicas) de acuerdo con el Reglamento UAS (UE) 2019/947); ConOps (Concepto de operaciones) según el Reglamento UAS (UE) 2019/947).

Además de incluir descripciones del diseño del sistema, gestión de la configuración, mantenimiento, formaciones, operaciones, seguridad, procedimientos de gestión de riesgos, planes de respuesta a emergencias y mucho más.

Austro Control concedió la autorización operativa UAS para la categoría “específica” y, por lo tanto, CycloTech ahora está calificado para operar su demostrador, como vehículo aéreo no tripulado, en línea visual de vista (VLOS) bajo las regulaciones y procedimientos respectivos en un área de prueba controlada de 2,500 m2 y un entorno seguro de 100,000 m2.

La zona de pruebas al aire libre ofrece ahora la configuración adecuada para acelerar el proceso de desarrollo, acortar el plazo de comercialización y mostrar las capacidades únicas del CycloRotor.

“CycloTech y CycloRotors han entrado con éxito en el mundo regulado controlado por las agencias de seguridad aérea“, dijo Markus Steinke, Director de Desarrollo de CycloTech. Como resultado, la empresa sigue creciendo y planea duplicar el número de empleados para finales de 2023 hasta superar las 60 personas.

La propulsión química ha sido el caballo de batalla de la exploración espacial. A través de los años, la propulsión química ha funcionado muy bien para llevar cargas útiles a los confines del sistema solar. Sin embargo, la eficiencia y la densidad de energía de la propulsión química son limitadas y esto las hace inadecuadas para realizar las maniobras que requerirán las próximas misiones a la Luna y al espacio profundo. Y aunque otra alternativa es la propulsión eléctrica, que posee mucha eficiencia energética, tiene la desventaja que produce empujes muy pequeños, comparados con la propulsión química. Es por esto que las potencias espaciales están buscando nuevas tecnologías de propulsión, y entre las más prometedoras está la propulsión nuclear.

La mayoría de los cohetes se mueven al expulsar un gas al que se agrega energía en forma de calor. En la propulsión química la fuente de energía proviene de procesos químicos que calientan el gas. Esto provoca que el gas se expanda y salga a alta velocidad, con lo que proporciona empuje en la dirección opuesta. En la propulsión nuclear, un gas, generalmente hidrógeno, se calienta a altas temperaturas utilizando la energía térmica de un reactor nuclear y luego se libera a alta velocidad para impulsar al cohete. Este dispositivo genera un empuje importante, aunque menor que el que proporcionan los cohetes químicos. También se logra que el hidrógeno salga a velocidades mayores que las que se obtienen con los cohetes químicos. Esto se debe a las altísimas temperaturas que alcanza el material radiactivo en fisión.

A partir de estas dos características: menor empuje y mayor velocidad de salida de los gases, así como su mayor eficiencia respecto a la propulsión química, nos dan las claves para la aplicación de la propulsión nuclear. En primer lugar, la propulsión nuclear no reemplaza a la química para impulsar a los vehículos para que salgan de la Tierra. Esto se debe a que no producen el empuje necesario para salir de la superficie de la Tierra. Sin embargo, una vez que la nave esté en el espacio, la propulsión nuclear se puede emplear para hacer maniobras que no podría realizar la propulsión química. Por ejemplo, por medio de la propulsión nuclear se podría reducir el tiempo para llegar a Marte hasta en un 25%. Esto sería de mucho beneficio para las misiones tripuladas, ya que reduciría la cantidad de radiación a la que estarían expuestos los astronautas. También, los viajes a Marte no estarían condicionados a ocurrir en ciclos de 26 meses, como ocurre ahora. Por lo tanto, podrían ser mucho más frecuentes.

Por todo lo anterior, las potencias espaciales se están preparando para explorar el espacio a través de propulsión nuclear. Por ejemplo, Estados Unidos planea una demostración de una nave espacial de propulsión nuclear, según un anuncio de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA). Esta agencia anunció que para 2026 realizará una demostración en vuelo de propulsión nuclear. Su objetivo: hacer posibles las futuras misiones tripuladas de larga duración al espacio cislunar, la región entre la Tierra y la Luna.

La propulsión nuclear es esencial para garantizar el futuro de las futuras misiones tripuladas. Es importante desarrollarla para lograr misiones más rápidas, más económicas y seguras que las que se pueden lograr con los sistemas actuales. El desarrollar la propulsión nuclear es una gran oportunidad para los países que quieren entrar en la Era Espacial, porque constituye algo nuevo, en donde todavía no hay muchos competidores. Todavía estamos a tiempo. Impulsemos la investigación y el desarrollo espacial.

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El satélite eléctrico EUTELSAT 172B construido por Airbus alcanzó la órbita geoestacionaria a sólo 4 meses de su lanzamiento; es el primero en su tipo en realizar dicha hazaña.

El transmisor completó la elevación espacial tras ser lanzado en Guayana Francesa el pasado 1 de julio.

En su fase de prueba consumió casi seis veces menos masa de combustible que un satélite con propulsión química.

EUTELSAT 172B también basa su éxito en los brazos robóticos desplegables que orientan los propulsores eléctricos y controlan su dirección durante las distintas fases de la misión. Además, en el sistema integrado de localización de gran ángulo, cuya red de estaciones en tierra desarrollada por Airbus permitió a los ingenieros de la compañía aeronáutica europea controlar el trayecto.

La expectativa sobre su vida útil se visualiza mayor a los 15 años. Hay confianza en la propulsión eléctrica como una alternativa innovadora en esta parte del sector aeroespacial.

A partir de noviembre de este año ambas empresas esperan operarlo comercialmente en el ramo de las telecomunicaciones: banda ancha en vuelo y servicios de retransmisión en la región Asia-Pacífico.

Cabe acotar que Eutelsat es uno de los principales operadores de satélites del mundo.