Los problemas
Un motor aerospike enfrenta un enorme problema principal que puede derivar en otros, la temperatura.
La NASA calculó que el motor J-2 empleado en el Saturno V con la tobera toroidal tendría unos requisitos de refrigeración 15 veces superiores al convencional. Aun así, superaron el escollo y el J-2 T es hoy día considerado el padre de estos motores.
Pero, ¿por qué es tan complicado refrigerar un aerospike? Porque el área que está expuesto al máximo de temperatura dentro de un motor es el doble, al menos.
La sección que soporta la máxima temperatura es la garganta del motor. Este es el punto donde empieza la tobera. Que es, en realidad, una extensión del motor que mejora su rendimiento. Bien, una garganta convencional solo posee un perímetro exterior.
Los gases de la combustión son empujados a través de un pasillo más estrecho por hacer un símil. El calor solo te importa en las paredes del pasillo porque en el interior de él no vas a tener material, solo la masa de reacción.
Pero en un aerospike cambia. En estos casos tienes un perímetro interior y uno exterior. Aunque habitualmente, como en el caso de Pangea se encuentra un único perímetro interior. Este es de dimensiones muy superiores a las que tienen los motores convencionales.
Generalmente, a la hora de disipar energía térmica cuanto más grande la sección es, mejor. Pero aquí la situación es opuesta porque el gas a temperaturas extremas (para el metano puede llegar a los 5000 K) se está vertiendo sobre la sección a refrigerar.
Entonces, como han evitado en Pangea que sus motores se fundan:
Pues tienen dos soluciones, que no son realmente nuevas, pero sí su forma de aplicarlas. Por un lado, está el uso de materiales muy avanzados y por otra la refrigeración activa mediante el combustible. En efecto, ninguna de estas estrategias es nueva, de hecho, son empleadas de forma sistemática en cualquier motor cohete independientemente de si es aerospike o convencional.
La clave reside en utilizar la impresión 3D. La fabricación aditiva ha permitido a la empresa generar una serie de canalizaciones para el combustible de su motor que permite refrigerarlo suficientemente. No es la primera empresa que usa esta fabricación para sus motores, pero sí la primera que ha innovado en esta dirección.
Otro avance que han realizado es que han logrado refrigerar el motor con los dos combustibles (bio metano y oxígeno líquido) que emplea el motor. Una solución pionera en la historia y que han patentado ya.