Un cohete de vapor (también conocido como cohete de agua caliente ) es un cohete térmico que utiliza agua contenida en un recipiente a presión a una temperatura alta, de modo que su presión de vapor saturado es significativamente mayor que la presión ambiental. Se permite que el agua escape en forma de vapor a través de una boquilla de cohete para producir empuje . [1]
Los cohetes de vapor suelen estar alimentados a presión , pero se han propuesto diseños más complejos que utilizan energía solar o energía nuclear . Probablemente sean más conocidos por su uso en automóviles y motocicletas propulsados por cohetes, y son el tipo que se utiliza en los eolípidos .
El agua, bajo presión, se calienta hasta alcanzar una temperatura elevada (aproximadamente 250–500 °C). A medida que el agua caliente pasa por la boquilla (normalmente una boquilla de Laval ) y la presión disminuye, el agua se convierte en vapor presionando la boquilla y sale a gran velocidad. Por el retroceso, el cohete acelera en dirección opuesta al vapor. La boquilla de los cohetes de agua caliente debe ser capaz de soportar alta presión, altas temperaturas y la naturaleza especialmente corrosiva del agua caliente.
El diseño más simple tiene un tanque de agua presurizado donde el agua se calienta antes del lanzamiento; sin embargo, esto produce una velocidad de escape muy baja ya que el alto calor latente de vaporización significa que se produce muy poco vapor real y el escape se compone principalmente de agua, o si se utilizan altas temperaturas y presiones, entonces el tanque es muy pesado.
Los diseños más complejos pueden implicar pasar el agua a través de bombas e intercambiadores de calor y emplear reactores nucleares o calefacción solar; se estima que estos pueden dar un impulso específico de más de 195 s I sp , [2] que todavía está muy por debajo de los estándares de diseños más complejos, por ejemplo los 465 s del motor Vinci de hidrógeno-oxígeno .
Se han propuesto cohetes térmicos de vapor calentados por energía solar o nuclear para viajes interplanetarios. Aunque el rendimiento es bajo, es fácil lograr fracciones de masa elevadas y se espera que sea muy fácil extraer y purificar agua de los depósitos de hielo que se encuentran alrededor del Sistema Solar . [7]
Los cohetes de vapor han aparecido ocasionalmente en historias de ciencia ficción , especialmente en las de estilo steampunk . Algunos ejemplos son la película Steamboy de 2004 y la novela Seveneves de 2015 .