En Argentina, la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) se ha establecido como la cuna de la ingeniería aeroespacial del país. De allí salen los profesionales que luego contribuyen a desarrollar el ecosistema espacial nacional, y también proyectos estudiantiles que buscan llevar la teoría al terreno práctico. Uno de esos casos es el Grupo de Cohetería Experimental (GCE) de la UNLP, un equipo integrado por estudiantes avanzados que diseña, fabrica, ensaya y lanza cohetes experimentales completos, desde la estructura y la electrónica hasta el motor y el sistema de recuperación.
Desde Espacio Tech hablamos con Emilia Alda, Iván Galantz, Joaquín Manso y Gastón Mascioni, estudiantes de ingeniería aeroespacial e integrantes del GCE, para conocer el detrás de escena técnico del proyecto.
Espacio Tech: ¿Cómo nació el Grupo de Cohetería Experimental?
Emilia Alda: El GCE surgió de la necesidad de los alumnos de ingeniería aeroespacial de poner en práctica lo que aprendíamos en las clases. Un grupo de estudiantes, hace unos 3 años, propusieron la idea y comenzaron a desarrollar el primer cohete, que se lanzó el año pasado.
Ahora, este se convirtió en un espacio para que los alumnos puedan aplicar los conocimientos de la carrera. Además, la idea es que no sea un grupo de personas que termine el proyecto y listo, sino que el grupo se mantenga en el tiempo recambiando la gente.
Actualmente somos 20 miembros, todos de ingeniería aeroespacial. El equipo se divide en cinco subgrupos: propulsión, estructuras, electrónica, aerodinámica y recuperación.
ET: ¿Cuál fue el primer cohete que desarrollaron? ¿Cómo es el que están desarrollando actualmente?
Emilia: El primer cohete del GCE lo desarrolló el grupo antecesor y se llamó “Dr. Pepe Turbina” en honor a un profesor de motores. Era más chico que el actual, y tuvo un único lanzamiento parcialmente exitoso: voló bien pero no se logró recuperar. Este año se renovó la mayoría del grupo y, partir de la experiencia anterior, decidimos cambiar sistema de recuperación, que derivó en varias modificaciones más.
La diferencia principal entre el cohete actual y el anterior es el tamaño y la configuración del fuselaje. El anterior tenía un único fuselaje de 1 metro de longitud. La versión actual tiene mayor longitud y diámetro y, además, el fuselaje se divide en dos segmentos: uno que aloja la electrónica y otro que aloja el motor y el sistema de recuperación.
La mejora fue principalmente para lograr que el paracaídas de recuperación pueda desplegarse por el medio del cohete, puesto que antes salía por la cofia. Todos esos cambios no llevaron a tener que hacer modificaciones estructurales, que en cierto punto fueron beneficiosas porque ahora es más fácil el armado.
La versión nueva tiene más partes pero es mejor en general, y hace la recuperación mucho más segura.
ET: ¿Qué partes del vehículo diseñan y fabrican ustedes mismos? ¿Cómo es el proceso completo, desde la idea inicial hasta el lanzamiento?
Joaquín Manso: Los dos cohetes del GCE, el anterior y el nuevo, están 100% diseñados y hechos por nosotros. Hacemos todo: la estructura externa –el fuselaje, las aletas y la cofia–, y los sistemas internos –el motor, la electrónica, el sistema de recuperación y todos los soportes para sujetar las piezas.
El proceso completo es bastante largo. Lo que se hace primero es discutir y definir una idea general, a partir de algún objetivo: si queremos recuperar el cohete, si queremos apuntar a alguna altura, si queremos que lleve alguna carga. Con eso en mente, se plantea el primer boceto. Luego, se proponen distintos diseños y, una vez que nos definimos por alguno de ellos, se empieza a desarrollar.
El desarrollo se basa en hacer y resolver problemas a medida que aparecen. Trabajamos con un proceso iterativo: surge un problema, buscamos cómo resolverlo, probamos el cohete, aparezce un nuevo inconveniente, lo resolvemos, probamos el cohete… y así hasta llegar a un modelo final, que es el que se lanza.
ET: ¿Utilizan algún software para diseñar y simular los cohetes?
Joaquín: Si, cada equipo usa un software específico que le sirve para su trabajo. La idea es ver más o menos qué es lo que se tiene que construir y como se puede llegar a comportar, andes de llevarlo a la práctica.
Usamos, por ejemplo, softwares estructurales para el análisis y el diseño de piezas. Empleamos softwares de CFD, que es una simulación dinámica de fluidos computacional, para el análisis de las características aerodinámicas del cohete. También hacemos simulaciones con softwares de vuelo, para estimar a qué altura se puede llegar y cómo va a ser el vuelo en general.
ET: ¿Qué tipo de motores utilizan? ¿Cuáles son los desafíos de desarrollar un motor cohete experimental?
Iván Galantz: Usamos motores de combustible sólido, porque son simples de fabricar y tienen pocos componentes, lo que nos permite desarrollarlos nosotros mismos.
En términos simples, el motor es un tubo de metal, que tiene de un lado una tapa cerrada, y del otro lado tiene una tapa con un agujero que se llama tobera. El tubo se llena con una “pasta”, que es el combustible. Luego se prende, se genera la combustión, y todos los gases a alta presión y temperatura, que son los que “empujan” al cohete hacia arriba, salen por la tobera.
El desafío principal es que el motor tiene que estar bien hecho para soportar las presiones altísimas que se generan durante la combustión. Para eso, usamos los conceptos de diseño estructural que vemos en la facultad, junto con distintos softwares de cálculo. Por otro lado, el motor tiene que tener una buena relación de compromiso entre un tamaño coherente, y sobre todo la suficiente fuerza e impulso para hacer volar al cohete. Para el dimensionamiento también utilizamos distintos softwares aplicados.
ET: ¿Realizan ensayos del motor? ¿Qué parámetros miden durante esas pruebas?
Iván: Sí, realizamos varios ensayos, para probar que el motor es seguro y para caracterizar el empuje que puede ofrecer. La facultad tiene un banco de motores disponible, que es un pequeño “búnker” donde se hacen las pruebas. Sin embargo, recientemente construimos una plataforma propia para optimizar los ensayos, hacerlos más seguros y eficientes.
Durante las pruebas, lo que se mide es el empuje del motor durante el tiempo de encendido. A partir de eso, determinamos el impulso, que es una medida para calcular cuán alto va a volar el cohete.
ET: ¿Qué sensores lleva a bordo su cohete? ¿La electrónica de vuelo también está desarrollada por ustedes?
Iván: El cohete tiene un acelerómetro, que permite medir las aceleraciones, y un barómetro, que mide la presión y, con ese dato, se obtiene la altura de vuelo. Lleva, además, una antena para transmitir los datos en tiempo real, y recientemente incorporamos una cámara.
Toda la electrónica y el software de vuelo lo desarrollamos acá. Lo desarrolla Martín Romano, de hecho. Nuestro departamento de electrónica por ahora es de una sola persona.
ET: ¿Cuántos lanzamientos realizaron hasta ahora?
Joaquín: Realizamos tres lanzamientos, uno con el primer cohete y dos con el nuevo. Los resultados fueron mixtos: en el primer y último intento pudimos lanzar bien el cohete, pero tuvimos fallas en el sistema de recuperación, aunque por distintas razones. En el segundo intento, el paracaídas se desplegó perfectamente.
En particular, en el último lanzamiento, el cohete voló bien, y la falla que hizo que no se concretara la recuperación ya está identificada. Fue un problema menor y creemos que lo vamos a poder solucionar de forma relativamente sencilla. La conclusión, por ahora, es que el avance es positivo y que estamos realmente cerca de tener un vuelo al 100% exitoso.
ET: ¿Qué habilidades profesionales desarrollaron gracias al grupo? ¿Cómo las pueden aplicar a la industria?
Gastón Mascioni: Por un lado, desarrollamos habilidades blandas, principalmente la capacidad de trabajar en equipo. Antes de armar el grupo, nunca habíamos trabajado en un proyecto real. Empezar a trabajar con gente, por más que sean tus amigos o compañeros, es un gran desafío: tenes que aprender a organizarte, distribuir tareas, acomodar los tiempos y cumplir con fechas límite. Todo eso lo aprendimos desde cero.
En lo que respecta a temas técnicos, aprendimos un poco de todo, principalmente de herramientas prácticas. Aprendimos a fabricar cosas desde cero, usar herramientas de maquinado como el torno, a maniobrar combustible, y a usar distintos softwares.
Y sobre aplicarlo a la industria, todo lo que hacemos acá es, en una escala menor, todo lo que se hace la industria aeroespacial real. Trabajar en equipo, diseñar y desarrollar una misión completa, solucionar problemas. Todo eso se puede extrapolar a la industria real.
ET: ¿Cuál es el próximo objetivo técnico del grupo?
Iván: En el futuro inmediato, vamos a volver a lanzar nuestro último cohete, con pequeñas modificaciones para garantizar el éxito completo: que vuele bien y recuperarlo con el paracaídas, sin que se dañe.
Para estos vuelos, estimamos una altura de unos 250 metros. Es menos de lo que voló la primera versión del cohete –unos 500 metros–, porque el nuevo es más pesado. Pero la altura, por ahora, no es realmente importante: la idea es lograr el vuelo y la recuperación.
Después, a futuro, seguiremos trabajando para desarrollar cohetes más grandes y más potentes, con el objetivo último de poder participar en competencias internacionales.
ET: Por último, si alguien quiere colaborar con el grupo, ¿cómo puede hacerlo?
Por ahora, los desarrollos del GCE se sostienen con inversión de la Facultad de Ingeniería, y con algunos sponsors. Como estamos en una etapa inicial, cualquier ayuda es bienvenida. Por ejemplo, esta semana recibimos remeras nuevas para todo el equipo, de parte de CUT (@_cut.ar), fabricantes de indumentaria. Por ahora no tenemos una vía directa de apoyo económico pero, mientras tanto, el apoyo en redes nos sirve un montón. Nos pueden encontrar en Instagram como @cge_unlp, o en Youtube como @CGE-UNLP.
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