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Los motores de vacío (también conocidos como motores de vacío o cohetes de vacío ) son motores de cohetes relativamente pequeños, alimentados independientemente , que pueden encenderse antes del encendido del motor principal, cuando el vehículo está en una situación de gravedad cero . La aceleración resultante hace que el líquido en los tanques principales del cohete se asiente hacia el extremo posterior, lo que garantiza un flujo ininterrumpido hacia las bombas de combustible y oxidante.
Los cohetes criogénicos alimentados con líquido almacenan sus propulsores en tanques aislados. Estos tanques nunca se llenan por completo para permitir la expansión. En condiciones de microgravedad, los líquidos criogénicos no tienen superficie libre y existen en un estado fangoso entre sólido, líquido y gas. En este estado mixto, los gases de escape pueden ser succionados hacia los motores, lo cual es indeseable, ya que desplaza el propulsor útil, reduce la eficiencia y puede dañar los motores.
A veces se utilizan pequeños motores de cohetes, llamados "motores de vacío", para asentar el propulsor antes del encendido del motor principal y permitir la formación de una superficie libre temporal (con un límite claro entre los estados líquido y gaseoso). Estos motores proporcionan una aceleración que mueve los propulsores líquidos del motor principal hasta el fondo de sus tanques ("fondo" en este uso siempre significa relativo a la alineación del motor principal al que sirven los motores de vacío), para que puedan bombearse hacia las tuberías del motor.
El encendido de los motores de vacío se utiliza antes de la reencendido del motor, durante la separación de etapas y/o la estabilización de un cohete cuando hay breves reducciones en la aceleración que podrían permitir que el combustible líquido se aleje flotando de las entradas del motor. Los motores de vacío también se emplean comúnmente en misiones en el espacio profundo donde un cohete líquido necesita iniciar una combustión después de viajar en microgravedad. [1]
Para realizar esta preaceleración de vacío, a veces se utilizan propulsores con sistema de control de reacción (RCS). Los motores con mayor vacío también pueden utilizar combustible sólido, lo que los hace generalmente de un solo uso.
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El Agena-A fue uno de los primeros vehículos en utilizar un sistema de llenado de espacio libre como preparación para el encendido tras separarse de su propulsor Thor . [2] La falla del temporizador interno del Agena también fue culpada por el encendido prematuro de este sistema de llenado de espacio libre en el lanzamiento fallido del "Discoverer Zero" el 21 de enero de 1959. [3]
La segunda etapa ( S-II ) del cohete Saturno V utilizado en el programa estadounidense Apolo utilizó cuatro (originalmente ocho) motores de vacío ubicados en el faldón intermedio de popa. En la tercera etapa S-IVB , había un sistema de propulsión auxiliar que también tenía funciones de vacío. El vacío es a menudo una función secundaria del sistema de control de reacción , como en el módulo lunar (LM) Apolo. En su libro Lost Moon , Jim Lovell contó una descripción de una quema de corrección de rumbo del motor de descenso principal del LEM para volver a entrar en una trayectoria de retorno libre a la Tierra durante la recuperación exitosa de la cápsula Apolo 13 :
Cuando la nave se hubiera estabilizado en la actitud adecuada para el lanzamiento, Lovell desplegaría el tren de aterrizaje del LEM, extendiendo sus cuatro patas de araña para sacarlas del camino del motor de descenso. A continuación, la computadora, basándose en otras instrucciones que Haise tecleó en ella, dispararía cuatro de los chorros de actitud del Aquarius durante 7,5 segundos. Este procedimiento, conocido como ullage , estaba destinado a sacudir la nave espacial ligeramente hacia adelante y forzar el combustible del motor de descenso al fondo de sus tanques, eliminando burbujas y bolsas de aire. Después de eso, el motor de descenso principal se encendería automáticamente disparando al 10 por ciento de empuje durante 5 segundos. [4]
Los motores Ullage fueron utilizados por ingenieros soviéticos para el vehículo de lanzamiento interplanetario Molniya en 1960.
Los cohetes rusos Proton utilizan motores de vacío denominados motores SOZ, que tienen una mala tendencia a explotar años después de finalizar sus operaciones, lo que contribuye a la generación de desechos espaciales. Hasta el momento, 54 de estos motores SOZ han explotado en órbita. [5]
