Perno explosivo en un módulo de Orion. Créditos: NASA/Jay Feldman

Tal vez te hayas preguntado alguna vez como lo hace la NASA para separar las diferentes etapas de un cohete o los componentes móviles de un modulo de aterrizaje una vez se ha posado sobre la superficie de un planeta o satélite. La respuesta seguramente te sorprenderá.

Todos estamos acostumbrados a ver imágenes de las diferentes etapas de un cohete separándose a medida que este asciende. De la misma manera, los componentes móviles de una sonda, de un modulo de aterrizaje o de un rover deben estar fuertemente sujetos durante su lanzamiento y aterrizaje, ya que están sometidos a fortísimas vibraciones que podrían dañarlos, pero dichas sujeciones deben ser liberadas de alguna manera al llegar a su destino y antes de su puesta en funcionamiento. ¿Cual es el sistema mas sencillo, fiable, barato, ligero y rápido? ¡Pernos explosivos!

Los pernos explosivos han sido utilizados por la NASA desde los primeros satélites lanzados en los años 60 y siguen siendo el sistema elegido para las misiones actuales, tales como la del rover Perseverance. Para un cohete o nave espacial no reutilizable, la pirotecnia es más fiable, de menor peso y con menos componentes que otras alternativas neumáticas o mecánicas. No se necesitan tanques de presión, reguladores, mangueras, válvulas o pistones. Además los detonadores redundantes son fáciles de instalar y se han usado con éxito. mientras que las válvulas redundantes son más complejas y aumentan de peso.

Mecanismo de liberación de sujeción: las tuercas y tornillos que despliegan una nave espacial. Créditos: Reflective Layer

Una sujeción pirotécnica (también llamada perno explosivo o pirotécnico, dentro del contexto) es un sujetador, generalmente una tuerca o perno, que incorpora una carga pirotécnica que se puede iniciar de forma remota. Una o más cargas explosivas incrustadas dentro del cerrojo son típicamente activadas por una corriente eléctrica, y la carga rompe el cerrojo en dos o más pedazos. El perno generalmente tiene una marca alrededor de su circunferencia en los puntos donde debería ocurrir la separación. Dichos pernos se utilizan a menudo en aplicaciones espaciales para garantizar la separación entre las etapas de los cohetes, ya que son más livianos y mucho más confiables que los pestillos mecánicos.

Por razones de seguridad y confiabilidad, los detonadores explosivos de alambre puente y los detonadores slapper se utilizan a menudo en la tecnología aeroespacial en lugar de los detonadores clásicos.

Los desarrollos más recientes han utilizado pulsos de diodos láser para detonar iniciadores a través de cables de fibra óptica, que posteriormente disparan la carga principal.

Se pueden usar varias composiciones pirotécnicas, según la tasa de combustión deseada y la cantidad de energía requerida y el volumen de gas producido. Algunos materiales, como RDX, se subliman en el vacío, lo que limita su utilidad en aplicaciones aeroespaciales. A menudo se utilizan composiciones con el carácter de bipropulsores y polvos flash.

Esquema del cuerpo del NSD conectado al iniciador estándar de la NASA (NSI), un dispositivo iniciador eléctrico. Créditos: NASA

El detonador estándar de la NASA (NSD) es un dispositivo utilizado por la NASA para aplicaciones en las que se debe detonar una carga, generalmente junto con tuercas frangibles como mecanismo de liberación. Los NSD se han utilizado desde el programa Gemini y se utilizaron para el programa del transbordador espacial, incluida la separación del Solid Rocket Booster (SRB) del tanque externo, así como el SRB Range Safety System. Chemring (anteriormente Hi-Shear) es el proveedor principal de los NSD que se utilizaron en el transbordador espacial.

Si seguiste el aterrizaje del Perseverance en Marte, recordarás como en su fase final el rover se descolgó de la «grúa espacial» mediante unas cuerdas. ¿Se te ocurre ahora como se pudieron cortar dichas cuerdas una vez que tocó el suelo del planera rojo….? ¡Si, eso es, con un cortador explosivo!

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Detalle del rover Perseverance donde se pueden apreciar las cuerdas que lo sujetaban a la grúa espacial, perfectamente cortadas gracias a un cortador pirotécnico. Créditos: NASA / JPL-Caltech
Detalle de un cortador pirotécnico similar a los usados para cortar las cuerdas que sujetaron el Perseverance durante su descenso a Marte. Créditos: Emily Lakdawalla

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