“El planeador espacial” vuelve a romper récord de mayor altitud sin motor

ARGENTINA.- El planeador Airbus Mission II del proyecto Perlan está aumentando constantemente hacia su objetivo de alcanzar el borde del espacio, sin motor.

El pasado dos de septiembre la tripulación del planeador batió su propio récord de 65 mil pies (19.9 kilometros), logrando una impresionante altitud de 76 mil pies (23 kilometros), superando la altura alcanzada por el “Dragon Lady” (U-2), avión de vigilancia a gran altitud de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 1989.

La primera fase del proyecto Perlan fue cuando los pilotos Steve Fossett y Einar Enevoldson elevaron el planeador de investigación Perlan I, a una nueva altitud récord para planeadores de 50 mil 722 pies en las olas de montaña en El Calafate, Argentina el 30 de agosto del año 2006.

El Perlan 1 originalmente llevaba un motor de dos tiempos para el autolanzamiento. Eso fue reemplazado por tanques de oxígeno, instrumentos científicos y baterías “primarias” no recargables para alimentar la radio, los reguladores de oxígeno y los instrumentos de vuelo. El planeador fue remolcado para liberar altitud con un avión remolcador convencional.

La amplia cabina estaba certificada para transportar cargas pesadas, y como el avión no estaba presurizado, los pilotos llevaban trajes espaciales prestados por la Administración Nacional de la Aeronáutica y el Espacio (NASA), lo que presentaba dificultades para permitir movimientos de control total.

Para alcanzar los 50 mil pies manteniendo a salvo a la tripulación, el Perlan 1 estaba equipado con: transpondedor de radar de gran altitud por Sandia Aerospace, instrumentación e iluminación para volar de noche por Whelen Engineering, registradores de datos para validar el récord mundial, LX-9000, instrumentación científica, cámaras para registrar las condiciones meteorológicas, baterías recargables de iones de litio, telemetría para comunicarse con el control de la misión en el terreno.

El Perlan I está ahora en exhibición permanente en el Museo de Vuelo de Seattle.

Actualmente el proyecto esta en su segunda fase donde trabajan para que el Airbus Perlan 2 se eleve al borde del espacio a 90 mil pies. Esta fase de la investigación establecerá un nuevo récord mundial de altitud para el vuelo aéreo que excede los registros reclamados por el “Dragon lady”, y el “Blackbird” (uno de los aviones tripulados más rápidos del mundo SR-71).

Ahora, beneficiándose de las lecciones aprendidas en el ascenso del Perlan 1, en esta fase se incorporó una cabina presurizada para permitir a sus pilotos disfrutar de un vuelo sin obstáculos, con control total sobre la palanca y el timón, y muchos interruptores pequeños. La presión de la cabina de 8.5 libras por pulgada cuadrada (psi) da una atmósfera de cabina igual a la de un vuelo aproximadamente a 14 mil pies.

Con un peso vacío de mil 500 libras y un área de ala de 262 pies cuadrados, la máquina de 84 pies, el Perlan 2 es un avión diseñado para volar de la manera más eficiente a 50 mil pies, pero vuela de manera aceptable al nivel del mar y a 90 mil pies de altura.

Debido a que lleva a dos personas a un ámbito muy peligroso, está equipado con instrumentos especializados, que incluyen un sistema donde se recicla el gas exhalado y se vuelve a inhalar (rebreathers) de doble redundancia, un paracaídas de drogue para permitir un descenso rápido en una emergencia poco probable y un tobogán balístico para un descenso de emergencia a baja altitud.

Para realizar investigaciones científicas en el borde del espacio y mantener a salvo a la tripulación, el Perlan 2 ha sido equipado con: Regulador de presión de la cabina y botella de aire, sistema de re-ventilación para soporte vital, paracaídas de cola corta y paracaídas BRS, transpondedor de radar de gran altitud por Sandia Aerospace, instrumentación e iluminación para volar de noche por Whelen Engineering, registradores de datos para validar el récord mundial, LX-9000, instrumentación científica, cámaras para registrar las condiciones meteorológicas, baterías recargables de iones de litio, telemetría para comunicarse con el control de la misión y científicos en el terreno, y tiene el mismo peso que un pequeño carro Volkswagen Beetle del año 1967.

Cada tipo de aeronave tiene su compromiso. Algunos diseños vuelan bien a baja altura, pero no pueden mantener el vuelo a gran altura. Algunos están optimizados para grandes altitudes, pero vuelan mal a baja altura. Algunos están diseñados para transportar cargas pesadas y algunos llevan poco más que un piloto. Con más área de ala que un planeador convencional, esta aeronave se mantendría en el aire, pero nunca competiría a altitudes más bajas.  En el aire fino a 90 mil pies, con el 98 por ciento de la atmósfera de la tierra debajo de él, no tendrá rival.

En la tercera fase establecerán el objetivo de explorar la estratosfera hasta 100 mil pies. Las velocidades de vuelo aumentarán hasta el punto en que el planeador necesitará nuevas alas transónicas (Proximidad a la velocidad del sonido). Las operaciones de vuelo se extenderán a la exploración del ciclón presente en el hemisferio norte.

Escalando las ondas de montaña

El Perlan 2 volará a 90 mil pies al borde del espacio para explorar la ciencia de las olas de montaña gigantes que ayudan a crear el agujero de ozono y a cambiar los modelos climáticos globales. Esto requerirá la ingeniería de una nave espacial con alas de planeador que pueda volar en menos del tres por ciento de la densidad del aire normal y a temperaturas de menos 70 grados Celsius, condiciones que se aproximan a la superficie de Marte.

Las ondas de montaña se forman cuando los vientos de al menos 15 nudos cruzan una cadena montañosa perpendicularmente y la atmósfera es “estable”.  La altitud máxima de la montaña generalmente se encuentra en el límite entre la troposfera y la estratosfera. Esto se debe a que el aire frío de la onda de la montaña encuentra un aire más cálido en el límite y no puede subir más.

Los vientos en el vórtice polar (ciclon presente en las zonas polares de la tierra) pueden alcanzar velocidades de más de 260 nudos, permitiendo que las ondas de montaña se propaguen hacia arriba en la estratosfera. Estas se llaman “ondas montañosas estratosféricas”. El Perlan 2 usará estas ondas para elevarse hasta el borde del espacio.

El proceso de explorar las olas de montañas es como surfear en una ola en el océano, excepto que el planeador está en la ola y no en la superficie de la ola. Einar Enevoldson, un piloto de pruebas de la Administración Nacional de la Aeronautica y del Espacio (NASA), vio evidencia de que en las regiones más cercanas a los Polos, en invierno, las olas podrían extenderse por encima de la troposfera (capa de la atmosfera mas cercana a la tierra) y adentrarse en la estratosfera (capa de la atmosfera que le sigue a la troposfera).

Los planeadores son una forma simple y elegante de volar, son silenciosos. Vuelan en armonía con la atmósfera en lugar de usar motores para superar la gravedad y el clima. Esta aeronave aprovecha el flujo natural y  gana altura al encontrar “levantamiento” o aire que sube más rápido que la velocidad de hundimiento natural del planeador.

Hay tres tipos principales de aire ascendente, o elevación, que los pilotos de planeadores utilizan para elevarse sobre la tierra:

“Wave lift”

El levantamiento de olas es similar al levantamiento de cresta ya que se crea cuando el viento se encuentra con una montaña. El levantamiento de olas requiere un buen viento sobre la cresta y el aire estable. Siempre que el viento sobre la cresta sople constantemente a una velocidad cada vez mayor con una mayor altitud, la ola se propagará hacia arriba. El Perlan 2 usará levantamiento de olas para alcanzar 90 mil pies.

“Térmicos”

Las térmicas son columnas de aire ascendente creadas por el calentamiento de la superficie de la Tierra. A medida que el sol calienta, el aire cerca del suelo se expande y se eleva. Los pilotos vigilan las nubes que marcan el aire y el terreno que absorben el sol más rápidamente que las áreas circundantes y “arrancan” las térmicas. Los planeadores pueden volar estas columnas de aire en espiral hacia la base de las nubes.

“Ridge lift”

Ridge Lift es creado por vientos que soplan sobre montañas, colinas u otras crestas. A medida que el aire pasa sobre la cresta, se desvía hacia arriba y forma una banda de sustentación a lo largo de la pendiente. Los planeadores que vuelan la elevación de la cumbre permanecen cerca de la cresta.

El objetivo científico de escalar las ondas de montaña

Anteriormente, nadie había buscado ondas en la estratosfera en regiones subpolares en invierno. Desde 1992 hasta 1998, el piloto Einar Enevoldson reunió más evidencia de que estas ondas existían, y que podrían ser lo suficientemente fuertes como para levantar un planeador a altitudes notables.

En 1998, la doctora Elizabeth Austin se unió a Einar en la búsqueda de una comprensión de las ondas montañosas estratosféricas. Ella descubrió que el vórtice polar (ciclón presente en las zonas polares), y uno de sus componentes principales, el chorro nocturno polar estratosférico, que existía solo en invierno, proporcionaba el viento de alta velocidad en la estratosfera que impulsaba olas increíblemente altas. El Proyecto Perlan se formó para explorar estas ondas y elevarlas al borde del espacio.

Para responder al cambio climático de una manera que marque la diferencia, la humaniadad debe ser capaz de predecir cómo el clima continuará cambiando sin tomar medidas y cómo cambiará si realmente se toma alguna acción.

Una de las áreas que son muy rudimentarias es que los modelos climáticos suponen que hay poca interacción entre la troposfera (la capa más baja de la atmósfera, el aire que respiramos) y la estratosfera (la capa superior). Pero sabemos que eso es falso y sin tener suficiente información al respecto, estos modelos tienen la garantía de estar equivocados, y por lo tanto, nuestras acciones de cambio climático también pueden estar equivocadas.

Con Airbus Perlan Mission II, se volará a través de la troposfera y adentrándose en la estratosfera, realizando experimentos para recopilar datos sobre el calor, la masa y el intercambio químico entre los dos. El proyecto pondrá esa información a disposición de los científicos de la atmósfera de todo el mundo, quienes podrán utilizarla para mejorar los modelos climáticos.

Estos modelos climáticos mejorados informaran:

Cuánto se calentará la Tierra y cambiará el clima incluso si los humanos no contribuyen al cambio climático en absoluto

Cuánto se calentará la Tierra y cambiará el clima si continuamos usando gasolina, queroseno y otros combustibles fósiles y no hacemos cambios.

¿Cuánto podremos ralentizar la calefacción de la Tierra y reducir el cambio climático si pudiéramos convertir a todos los combustibles limpios, como la energía solar, eólica e hidráulica?

¿Podemos ralentizar o incluso detener la fusión de los casquetes polares?

Sin modelos climáticos mejorados, estaremos adivinando lo que tenemos que hacer, y arriesgándonos a no hacer lo suficiente o hacer las cosas mal.

El ozono en la estratosfera filtra los rayos Ulta Violeta, protegiéndonos de sus efectos nocivos, que incluyen el envejecimiento prematuro de la piel, el cáncer de piel y las cataratas. El ozono está más concentrado a 80 mil y 100 mil pies de altura, exactamente donde volaremos.

Uno de los efectos visibles donde se agota el ozono es el gran agujero en la región antártica, incluida Australia. Como resultado, los australianos sufren las tasas más altas de cáncer de piel en el mundo. Cada año, alrededor de 1,200 australianos mueren a causa de una enfermedad casi totalmente prevenible. Y aunque, en menor medida, el ozono se agota en todo el mundo, también se notan los efectos en América del Norte y Europa.

La actividad industrial humana es responsable de la gran mayoría del agotamiento del ozono estratosférico. En respuesta a esto, las naciones acordaron medidas para reducir nuestro impacto sobre el ozono, especialmente el Protocolo de Montreal de 1987. Entre otras cosas, se prohibieron ciertos químicos conocidos por causar agotamiento del ozono, como los clorofluorocarbonos utilizados en aerosoles en ese momento. Como resultado, la investigación actual sugiere que podemos haber tenido éxito en detener y posiblemente revertir el agotamiento del ozono.

Pero para estar seguros, se debe  medir la cantidad de químicos basados en cloro y el ozono que están realmente en la estratosfera en esas altitudes elevadas. Al volar a la estratosfera, podran tomar muestras de aire directo para descubrirlo. Esto dirá cuánto más se debe hacer, y si el ozono se está reabasteciendo.

La investigación también ayudará a determinar cómo y bajo qué ambientes de circulación se forman nubes de hielo de alto nivel, nucleadas por aerosol, y que prosperan en las elevaciones superiores de la estratosfera.

La ciencia del Proyecto Perlan trata de hacer algo que nunca se ha hecho antes y comprender lo que nunca se ha entendido antes. Solo unas pocas personas han estado al borde del espacio.

“Vamos a explorar el borde del espacio sin un motor contaminante en las alas limpias y puras de un planeador. Recién estamos comenzando a entender claramente lo que sucede allí que impacta el clima en todo el mundo. Algún día, los aviones volarán a estas alturas y somos pioneros que trazarán los caminos a través de las gigantescas olas de montaña que pueden desencadenar la turbulencia más fuerte en el aire. Los vuelos de Perlan buscarán audazmente conocimiento donde pocos han volado antes”.  Proyecto Perlan.

Este proyecto es una oportunidad de participar en algo importante e historico. Un equipo de personas talentosas y dedicadas se han unido para volar más alto en las alas de lo que nadie ha logrado antes y para hacer una contribución significativa a nuestra comprensión del clima en nuestro planeta.

El equipo de Perlan está formado por científicos, educadores, ingenieros, administradores, diseñadores y pilotos que han trabajado juntos durante años para diseñar y construir un planeador presurizado único para explorar el límite del espacio. Tienen antecedentes de la NASA, la Fuerza Aérea, las principales universidades y corporaciones. Entre los miembros del equipo tienen docenas de registros de aviación, créditos para trabajos académicos, premios de diseño y premios educativos. El equipo es de todo el mundo: Estados Unidos, Argentina, España, Australia, Alemania, Francia y Canadá.

¿Ustedes creen que el Airbus Perlan 2 consiga su objetivo de esta segunda fase elevándose hasta los 90 mil pies al borde del espacio?