Motor de medición de nivel

Los motores auxiliares (también conocidos como motores de combustible auxiliar o cohetes auxiliares ) son motores de cohete relativamente pequeños, de combustible independiente, que pueden encenderse antes del encendido del motor principal, cuando el vehículo se encuentra en una situación de gravedad cero . La aceleración resultante provoca que el líquido de los tanques principales del cohete se asiente hacia la parte trasera, asegurando un flujo ininterrumpido hacia las bombas de combustible y oxidante.

Los cohetes criogénicos de combustible líquido almacenan sus propelentes en tanques aislados. Estos tanques nunca se llenan por completo para permitir la expansión. En condiciones de microgravedad, los líquidos criogénicos carecen de una superficie libre y se encuentran en un estado semisólido, entre sólido, líquido y gaseoso. En este estado mixto, los gases residuales pueden ser aspirados hacia los motores, lo cual es indeseable, ya que desplazan el propelente útil, reducen la eficiencia y pueden dañar los motores.

En ocasiones, se utilizan pequeños motores de cohete, denominados «motores de nivelación», para asentar el propelente antes del encendido del motor principal y permitir la formación de una superficie libre temporal (con un límite bien definido entre los estados líquido y gaseoso). Estos motores proporcionan la aceleración necesaria para desplazar el propelente líquido del motor principal hacia el fondo de sus tanques (en este contexto, «fondo» se refiere siempre a la posición relativa al motor principal al que sirven los motores de nivelación), de modo que pueda ser bombeado al sistema de tuberías del motor.

El encendido de los motores de control de espacio se utiliza antes del reencendido del motor, durante la separación de etapas y/o la estabilización de un cohete cuando se producen breves reducciones en la aceleración que podrían permitir que el propulsor líquido se aleje de las tomas de aire del motor. Los motores de control de espacio también se emplean comúnmente en misiones al espacio profundo donde un cohete de combustible líquido necesita iniciar una combustión después de viajar en microgravedad. ^{[ 1 ]}

Para realizar esta preaceleración de espacio libre, a veces se utilizan propulsores de sistema de control de reacción (RCS). Los motores de espacio libre de mayor tamaño también pueden usar propulsor sólido, lo que generalmente los hace de un solo uso.

El Agena-A fue uno de los primeros vehículos en utilizar un sistema de control de nivel de combustible en preparación para el encendido después de separarse de su propulsor Thor . ^{[ 2 ]} También se atribuyó la falla del temporizador interno del Agena al encendido prematuro de este sistema de control de nivel de combustible 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 Apolo estadounidense , empleaba cuatro (originalmente ocho) motores de control de presión ubicados en la falda interetapa posterior. En la tercera etapa (S-IVB) , existía un sistema de propulsión auxiliar que también realizaba funciones de control de presión. El control de presión suele ser una función secundaria del sistema de control de reacción, como en el Módulo Lunar (LM) del Apolo. En su libro Lost Moon , Jim Lovell relató la descripción de una maniobra de corrección de rumbo del motor principal de descenso del LEM para reingresar en una trayectoria de retorno libre a la Tierra durante la exitosa recuperación de la cápsula del Apolo 13 .

Cuando la nave se estabilizara en la posición adecuada para el encendido, Lovell desplegaría el tren de aterrizaje del LEM, extendiendo sus cuatro patas para apartarlas del motor de descenso. A continuación, la computadora, basándose en otras instrucciones que Haise había introducido, encendería cuatro de los propulsores de actitud del Aquarius durante 7,5 segundos. Este procedimiento, conocido como "ullage" , tenía como objetivo impulsar ligeramente la nave hacia adelante y forzar el combustible del motor de descenso hacia el fondo de sus tanques, eliminando burbujas y bolsas de aire. Después, el motor principal de descenso se encendería automáticamente, disparando al 10 por ciento de empuje durante 5 segundos. ^{[ 4 ]}

Los ingenieros soviéticos utilizaron motores de control de presión para el vehículo de lanzamiento interplanetario Molniya en 1960.

Los cohetes rusos Proton utilizan motores de vacío llamados motores SOZ. Estos son propensos a explotar años después de finalizar su vida útil, contribuyendo a la basura espacial . Hasta la fecha, 54 de estos motores SOZ han explotado en órbita. ^{[ 1 ]}

El cohete PSLV tiene motores de control de espacio integrados entre sus etapas alternas de combustible sólido y líquido, con 12 en la primera etapa, ocho en la segunda y cuatro en las dos últimas etapas. ^{[ 5 ] [ 6 ]}