La Tierra es mucho más excelso de lo que la mayoría de la clan cree. Es necesario utilizar motores si desea navegar de modo válido en grandes secciones del planeta. Todo, desde los automóviles hasta los aviones, depende de los motores, pero utilizan diferentes tipos de combustible. Algunos funcionan con gas mientras que otros utilizan pura electricidad. Sin bloqueo, la mayoría de estos motores son absolutamente inútiles cuando se necesita recorrer (y luego navegar) al espacio foráneo.

El decano obstáculo que los astronautas deben aventajar antaño de aventurarse al espacio es escapar de la espectáculo gravitacional de la Tierra. Sólo los motores más potentes que arrojan llamas pueden realizar esta tarea. E incluso cuando ese trabajo esté terminado, los cohetes y los transbordadores espaciales necesitan un conjunto diferente de motores que puedan tratar en el hueco del espacio, frío y privado de oxígeno, para resistir a su destino. Los ingenieros han estado perfeccionando estos motores de naves espaciales para hacerlos más potentes y eficientes desde mediados de la lapso de 1950.

Los científicos han conseguido avances impresionantes en tecnología, pero los motores que hoy están en boca de todos son el SpaceX Raptor y el Blue Origin BE-4. Estos son algunos de los motores de cohetes más potentes disponibles actualmente y fueron construidos por empresas fundadas por dos de los hombres más poderosos del mundo: el ícono de la industria Elon Musk y el multimillonario de Amazon, Jeff Bezos. Estas empresas privadas están llevando a la humanidad al espacio con alas de potentes motores de próxima coexistentes, pero ¿es un cohete sólo un cohete? Las diferencias entre el Raptor y el BE-4 son vastas y sutiles.

El Raptor de SpaceX y el BE-4 de Blue Origin son básicamente dos versiones del mismo maniquí central: el motor del cohete. Los motores Raptor de SpaceX han estado en mejora desde finales de la lapso de 2000 y están previstos para impulsar el acertadamente llamado Starship de SpaceX, así como su sistema de tiro, denominado Super Heavy. Los motores Raptor no solo están diseñados para su reutilización, sino que Elon Musk tiene la intención de que estas máquinas viajen tan cerca como la Reflejo y tan allí como Marte. Con la tecnología evolucionando, sólo el tiempo dirá si el Raptor puede competir con los últimos motores que salen de Rusia.

El BE-4 de Blue Origin ocupa el mismo hornacina que el Raptor. Al igual que el motor de cohete, el BE-4 está diseñado para funcionar tanto con vehículos de tiro como con propulsores, y pretende ser de bajo costo y servir como un cohete reutilizable. Jeff Bezos afirma que cada BE-4 podrá divulgar hasta 100 misiones. La primera diferencia secreto entre el Raptor y el BE-4 es la disponibilidad prevista. Si correctamente Musk quiere que sus motores sigan siendo propietarios y sirvan en vehículos SpaceX, Bezos planea que el BE-4 esté adecuado comercialmente. Varios BE-4 impulsan el propulsor New Glenn de Blue Origin, y United Launch Alliance, una colaboración entre Lockheed Martin y Boeing, además utiliza el BE-4 para su transporte de tiro Vulcan.

Al dispararse, los motores de los cohetes golpean a los pasajeros contra sus asientos con una fuerza tan abrumadora que la mayoría de la clan se desmayaría por la presión. Sin bloqueo, no todos los cohetes se construyen de la misma modo, por lo que el empuje (o la cantidad de energía producida) es sutilmente diferente, como en dos motores de automóvil de diseños diferentes pero con propósito similar. El motor Raptor está diseñado para crear un empuje de 507.000 libras de fuerza (lbf). Mientras tanto, el Blue Origin BE-4 produce 550.000 lbf.

Según los datos brutos de potencia (según afirman los constructores), el BE-4 es el más potente de los dos motores, pero no por un beneficio significativo. Cada nave espacial utiliza una cantidad diferente de motores. Si correctamente un solo motor BE-4 supera a un motor Raptor individual, el propulsor de primera etapa SpaceX Super Heavy tiene más empuje común porque utiliza 33 motores Raptor para proporcionar un explosivo empuje de 16,7 millones de libras. En contraste, el comparativamente escaso conjunto de siete motores BE-4 del New Glenn produce 3,85 millones de libras de empuje para su propulsor.

Por supuesto, los números brutos no lo son todo. Para ser reutilizables, los dos motores deben dominar la capacidad de aterrizar en superficies inusuales. Este procedimiento se conoce como “celeridad profunda” y es crucial para aterrizajes suaves. El dicho “cualquier aterrizaje del que puedas alejarte es bueno” no se aplica exactamente cuando se dilación reutilizar una nave espacial.

El combustible es tal que muchas personas están cambiando a vehículos eléctricos (al mismo tiempo que analizan su confiabilidad). Sin bloqueo, los motores de cohetes requieren una fuente de combustible y un estilo de combustión muy diferentes a los de los motores tipificado.

El motor SpaceX Raptor funciona con una mezcla subenfriada de metano deducido (CH4) y oxígeno deducido, que tiene un parada punto de movimiento y no es tóxico ni corrosivo, lo que lo hace más seguro y sencillo de acumular que los combustibles convencionales. Los estudiantes de ingeniería incluso diseñaron y construyeron un esquema de cohete a nivel de posgrado impulsado por el milagroso metalox. El Blue Origin BE-4, por el contrario, utiliza una combinación de gas natural licuado (GNL) y oxígeno deducido.

Los motores Raptor utilizan una combustión por etapas de flujo total y el BE-4 una combustión por etapas rica en oxígeno. Ambas son formas de “combustión por etapas”, donde el propulsor viaja a través de varias cámaras y arde en etapas. Este método es mecánicamente arduo y convierte el combustible espacial en niveles asombrosos de empuje, pegado con gases de escape abrasadores y enormemente presurizados. Los ciclos de combustión ricos en oxígeno queman una pequeña cantidad de combustible pegado con una gran cantidad de oxidante en el prequemador. Por el contrario, un motor de flujo total tiene múltiples prequemadores: uno para el ciclo de combustión rico en oxígeno y otro para hartar una pequeña cantidad de oxidante con mucho combustible. Si correctamente son más complejos que los motores de combustión por etapas ricos en oxígeno, los motores por etapas de flujo total funcionan a temperaturas más frías y presiones más bajas, lo que resulta en una vida útil más larga.

Como los motores de cohetes son, bueno, cohetes, se mueven arrojando combustible encendido. Presiones más altas internamente de la cámara de combustión producen un rendimiento más válido. El motor Raptor tiene posiblemente la presión de cámara más reincorporación de cualquier motor de cohete. En 2019, los motores alcanzaron una presión en la cámara de 257 bar, equivalente a más de 3700 libras de fuerza por pulgada cuadrada (psi). En 2023, ese récord fue borrado por el Raptor V3, que alcanzó 350 bar (más de 5000 psi). Comparativamente, el BE-4 se queda detrás por un beneficio cada vez decano. En 2016, el BE-4 alcanzó una presión de 134 bar (1950 psi).

Prácticamente todos los cohetes utilizan lo que se conoce como abertura convergente-divergente (CD, además llamamiento abertura de Laval), a través de la cual la presión de salida del escape del cohete ayuda a determinar el empuje del cohete. Cuanto decano es la presión de la cámara, decano es la presión de salida, por lo que los motores Raptor son más eficientes, ¿verdad? Tal vez. En sinceridad, la eficiencia varía en función de la presión atmosférica ambiental y de la diferencia entre ésta y la presión de salida del escape, que a su vez está determinada por la presión de la cámara. Si correctamente la eficiencia perfecta es inalcanzable, generalmente es preferible que la presión de salida sea sutilmente pequeño que la presión entorno en área de decano. Las fluctuaciones de presión tanto internamente como fuera de la nave son fundamentales para el rendimiento del motor del cohete.

Discutimos el empuje de los motores Raptor y BE-4, así como además cómo las presiones de las cámaras contribuyen al empuje y la eficiencia. Otro ambiente para determinar la eficiencia es el “impulso específico”, que se ve afectado no sólo por la velocidad sino además por la masa y el peso del propulsor. Todo el combustible del mundo no puede ayudarle si no tiene suficiente potencia para romper el control de la trascendencia sobre la masa de la nave espacial o maniobrar eficazmente en esfera.

El impulso específico es, en esencia, la cantidad de empuje que produce cada mecanismo de combustible a lo generoso del tiempo. El impulso específico se puede determinar en la velocidad proporcionada al transporte o en la cantidad de tiempo que una mecanismo propulsora puede entregar una mecanismo de empuje. Este zaguero es el punto de remisión más global ya que es universal independientemente de los sistemas de medición. En 2019, Elon Musk afirmó que el impulso específico del motor Raptor era de 350 o 380 segundos, dependiendo de la abertura, mientras que Jeff Bezos afirmó que el impulso específico del BE-4 era de unos 340 segundos.

Aquí es donde entran en muestrario las matemáticas. El impulso específico es además la relación entre el empuje que produce el motor del cohete y el flujo de peso de los propulsores del motor (es afirmar, la ligereza con la que el motor incendio su gas). Un impulso específico más parada significa que un motor obtiene más rendimiento por su inversión o más empuje con menos combustible. Donado que el Raptor tiene un impulso específico decano independientemente del maniquí, es el claro vencedor en este enfrentamiento.

La cantidad de propulsor, la presión de la cámara y el impulso están relacionados con la eficiencia con la que un motor de cohete incendio su combustible, pero queda una última parte de la ecuación: el tiempo de combustión. Cuanto decano sea el tiempo de combustión, más tardará en quedarse sin combustible para cohetes. Si correctamente puedes aspirar a conseguir un tiempo de combustión prolongado, tal correr no tiene ningún valencia si el motor no es válido y no ofrece el mayor empuje.

El tiempo de combustión de un motor Raptor varía según el maniquí. Por ejemplo, el Raptor 3 logró un récord de 354 segundos (casi seis minutos) de tiempo de combustión durante una prueba. Mientras tanto, el BE-4 solo tiene un tiempo de combustión registrado de 299 segundos (poco menos de cinco minutos). En la superficie, los motores Raptor aparentemente queman más tiempo antaño de quedarse sin combustible, pero hay un asterisco no tan pequeño colocado al banda de cada registro de consumo de motores Raptor: todos fueron pruebas en entornos controlados. Los cohetes SpaceX han experimentado constantemente fallas en los motores o no han cogido el supuesto récord de tiempo de combustión. Actualmente, los vehículos SpaceX como Crew Dragon utilizan motores SuperDraco, no motores Raptor.

Mientras tanto, el BE-4 de Bezos ha manido acciones prometedoras en el mundo vivo. Ese motor impulsó el exitoso tiro en enero de 2024 de un transporte Vulcan a la esfera geoestacionaria. La encargo no era más que una certificación, pero puso en esfera un cohete vivo con cargas avíos reales. En comparación, los tiempos de combustión del motor Raptor son casi teóricos.