La asignatura “Segmento de Tierra y Lanzamiento”, optativa en el segundo curso del Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica (MUIA) de la Universidad Politécnica de Madrid, ha cambiado las clases tradicionales en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE) por trabajo en equipo para alcanzar un aprendizaje a través de proyectos.

El reto planteado por Airbus (en el marco de la Cátedra Airbus Group de Estudios Aeroespaciales) parte de la demanda existente y creciente de pequeños lanzadores para cargas de pago de menos de 100 kg. con precios muy bajos. Y con esa premisa de encontrar un diseño de nanolanzador capaz de llevar una carga de pago de hasta 100 kilogramos a una órbita a 500 kilómetros de la Tierra y un coste máximo de 2 millones de euros se pusieron a trabajar los alumnos.

Con las propuestas sobre la mesa, el jurado de Airbus Challenge 2018 compuesto por ingenieros de Airbus y profesores de la asignatura, decidieron que no habría un proyecto ganador, sino dos, ex aequo, porque ambos se han ajustado a los parámetros y requisitos exigidos planteando “una buena propuesta de fabricación”. Se trata de los proyectos denominados Hermes y Viriato, que han sido presentados en una jornada abierta al público en el Aula Airbus de la ETSIAE.

Hermes, el más económico
El nanolanzador Hermes lo firman Massimiliano García, estudiante de doble titulación procedente del Politecnico di Torino, María del Mar Conforto y Patricia Elena González. “Nuestro diseño tiene una estructura al completo de fibra de carbono. Su altura es de 15,82 metros y un coste estimado de 1,6 millones de euros”.

En opinión del jurado “su evaluación de costes es muy detallada y adecuada” y se valora el uso de PSSA”, estándar de la Agencia Espacial Europea. También se considera que “el concepto general es adecuado con ideas innovadoras para la reducción de costes”. Innovadora es la idea de la realización del “fairing” en una sola pieza y en cuanto a la aviónica, se propone el uso de un hardware moderno que se emplea en drones, “algo que es barato y adecuado”.

El equipo Hermes cree muy relevante el extenso trade-off anterior al proceso de diseño, para optimizar el par coste-prestaciones y conseguir una configuración muy fiable, con bajo impacto ambiental. “Las emisiones de siete lanzamientos serían las equivalentes a un vuelo Madrid-Bilbao”, calculan.

Viriato, innovador en propulsión
Viriato, la otra propuesta ganadora, opta por una configuración clásica, con una altura de 16,70 metros y estructura principal hecha en fibra de carbono de diferente espesor para cada etapa. La masa total es de 13,5 toneladas y el coste es de 1,8 millones de euros. Los autores de dicho proyecto son cuatro alumnos de MUIA: Andrés Arrieta, Guillermo García, Alicia González y José Manuel López-Villalón.

El jurado ha apreciado que es un “trabajo equilibrado, completo y bien razonado, con un presupuesto detallado y realista, unas conclusiones bien argumentadas y destaca el concepto de propulsión empleado líquido-líquido, con un mismo micro-motor”.

Los componentes del equipo Viriato creen que una de sus bazas es “ese propulsante líquido en ambas etapas, que con nueve motores en la primera etapa proporciona una redundancia que reduce las probabilidades de fallo de la misión y además dicho tipo de propulsante genera una cantidad de productos contaminantes mucho menor”. Además, se han servido de cross-technologies, tecnologías de campos no aeroespaciales para abaratar costes con los mismos resultados “como unas baterías de ion-litio del sector automovilístico o la construcción de la estructura por una empresa nacional de fabricación de barcos deportivos”.

Interesante enfoque de la asignatura
Ambos equipos coinciden en que esta metodología docente ha sido muy provechosa. “Hemos podido reflexionar más a fondo la repercusión real que lleven tanto las distintas etapas del proceso de diseño como los elementos que intervienen en él. Este challenge nos ha permitido aprender a enfocar nuestros conocimientos teóricos tal y como se realiza en el mundo empresarial, por lo que recomendamos que se repita en los próximos cursos para otros compañeros”, concluyen los alumnos.