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ASAT lanza un cohete de alta potencia con piezas fabricadas por Xometry

Xometry ayudó recientemente al departamento de cohetes del Aristotle Space & Aeronautics Team (ASAT) a fabricar varios componentes esenciales para un cohete de alta potencia. Christos Koutsouras, líder e ingeniero de propulsión del proyecto de cohetes de ASAT, habló de los principales hitos de este proyecto científico y explicó cómo Xometry les ayudó a participar en competiciones internacionales de cohetes.

  • Industria: Aeroespacial
  • Procesos de fabricación utilizados: Mecanizado CNC
  • Reto:  Fabricar dentro de un estricto plazo de tiempo un cohete de gran potencia con componentes capaces de resistir las duras condiciones aeroespaciales.
  • Solución: Producción de piezas complejas con tolerancias y propiedades muy específicas a través del generador de presupuestos instantáneos y la red de fabricación de Xometry.

ASAT se fundó en 2015 y es el primer equipo estudiantil de este tipo en la Universidad Aristóteles de Salónica (Grecia). En la actualidad, el equipo cuenta con más de 60 miembros procedentes de distintos ámbitos académicos que trabajan en dos disciplinas principales: aeronáutica y cohetes.

Cohete de alta potencia Andrómeda © ASAT

Andrómeda: un cohete de alta potencia diseñado por ASAT

Uno de los principales objetivos del equipo de cohetes es diseñar, fabricar y lanzar cohetes de alta potencia, introduciendo así la tecnología de cohetes en Grecia y su comunidad académica. Desde la creación del Departamento de cohetes de ASAT se han diseñado seis cohetes, incluido el último, Andrómeda, un cohete de alta potencia que incorpora una carga útil desplegable.

El equipo se enorgullece de haber participado en importantes competiciones internacionales de cohetes para estudiantes, como la Spaceport American Cup (S.A.C.) y la European Rocketry Challenge (EuRoC). Durante su participación en EuRoC 2022 en Portugal, Andrómeda realizó dos lanzamientos y recuperaciones con éxito, alcanzando 3.446 m y 4.076 m con dos tipos de motores. «El éxito de esta misión hace que este proyecto sea extremadamente especial, no solo para nosotros, sino para toda la sociedad académica de Grecia, ya que conseguimos completarlo a altitudes tan elevadas», comparte Koutsouras.

Proceso de diseño interno y simulación de las condiciones de vuelo

El equipo empezó formulando objetivos científicos, creando un diseño conceptual y realizando simulaciones informáticas iniciales para demostrar sus hipótesis.

Dado que la legislación griega no permite los lanzamientos de prueba del cohete a gran altura, el equipo tuvo que obtener primero datos medibles para superar todos los protocolos antes de empezar a fabricar y ensamblar las piezas. El equipo también tuvo que realizar cálculos matemáticos para validar individualmente todos los sistemas del cohete.

Antes del lanzamiento oficial, el cohete tuvo que superar numerosas pruebas que simulaban al máximo las condiciones reales. Estas pruebas incluyen la caída en paracaídas y el ensayo de todos los mecanismos utilizados. Todo esto debía completarse con éxito antes de prepararse para las competiciones de Portugal y Estados Unidos, donde por fin podrían probar los cohetes en condiciones reales.

Retos de la industria aeroespacial y aprovisionamiento de piezas mecanizadas en CNC con Xometry

Para el cohete Andrómeda, ASAT necesitaba piezas con tolerancias, materiales y propiedades muy específicos. Muchas de estas piezas tienen que soportar duras condiciones aeroespaciales y resistir niveles de tensión extremos debido a la velocidad supersónica que puede alcanzar el cohete.

ASAT Rocketry utilizó Xometry para fabricar varios componentes específicos, incluidas las piezas de sistemas críticos como los mamparos del cohete que proporcionan soporte estructural. Son los componentes que unen los tubos de material compuesto y el armazón del cohete, así como parte de un montaje mayor de los mecanismos de separación del paracaídas.

Los modelos 3D de las piezas cargados en el motor de presupuestos instantáneos de Xometry.

Uno de los principales retos para el equipo fueron las estrechas tolerancias (ISO 2768 (fina) o ISO 286 (grado 6)), ya que ciertas piezas requerían una calibración muy específica de la máquina para poder fabricar con precisión las dimensiones rotacionales. Aquí es precisamente donde Xometry marcó la diferencia en comparación con los proveedores griegos locales: Xometry utiliza su amplia red para encontrar el socio de fabricación adecuado con las capacidades necesarias para producir las piezas complejas.

Además, Koutsouras admite que en el campo aeroespacial se dedican muchas horas a optimizar las piezas desde el punto de vista de la relación resistencia-peso. «Las piezas fabricadas por Xometry son un excelente ejemplo de ello, ya que optimizar el peso de estas piezas era crucial para poder enviar el vehículo completo al apogeo objetivo con un peso limitado». Junto con la herramienta de optimización desarrollada por el equipo de Rocketry, esto ayudó a reducir el peso total de los componentes estructurales en aproximadamente 2,5 kilogramos.

Mamparo y retenedores mecanizados por CNC para motor de cohete producidos mediante Xometry © ASAT

Las piezas del cohete Andrómeda se fabricaron con máquinas CNC de 5 ejes y se hicieron con aluminio de grado 6061, que se utiliza en aplicaciones aeroespaciales gracias a sus propiedades de resistencia a la corrosión y a la tensión. Koutsouras señala que la amplia gama de aleaciones de Xometry fue de gran ayuda.

También afirma que trabajar con Xometry fue excepcional por el estricto cumplimiento de los plazos durante todo el proceso de fabricación: «Los plazos de envío fueron increíbles. Este era un aspecto extremadamente importante para nosotros porque solo disponíamos de dos semanas más o menos antes de tener que viajar a Portugal».

Por último, añade que el generador de presupuestos instantáneos facilita mucho la vida de los ingenieros y que el proceso para hacer el pedido, que antes llevaba días o incluso semanas, ahora sólo tarda un par de minutos. También cita las enormes capacidades disponibles a través de la plataforma como extremadamente útiles para sus aplicaciones.

El futuro de la ingeniería aeroespacial

El departamento de cohetes de ASAT sigue desarrollándose a la velocidad de la luz, persiguiendo sus objetivos actuales y fijando otros nuevos. Koutsouras también compartió con nosotros que su equipo sigue optimizando el rendimiento del cohete Andrómeda trabajando en su apogeo. En un futuro próximo, el equipo también desarrollará motores de cohete más complejos y potentes para mayores altitudes y capacidades de carga. Incluso está previsto desarrollar un sistema autónomo de aterrizaje de piezas para la carga útil del cohete e incluso para el propio cohete.

El equipo también trabaja en un proyecto humanitario llamado Phoenix. Se trata de un UAV (dron) alimentado por energía solar para vigilar incendios forestales. Se calcula que el prototipo estará listo en el tercer trimestre de 2023.

Durante los meses de verano, Grecia se enfrenta a un alto riesgo de incendios forestales. Phoenix está diseñado para ayudar a responder a este problema ecológico detectando un incendio en una fase temprana e informando de la situación a las autoridades competentes. «Vamos a aplicar algoritmos de aprendizaje automático, entrenados no sólo para detectar si hay un incendio en el bosque, sino también para vigilar su evolución en un lugar concreto», explica Koutsouras. Equipado con cámaras y un sistema de piloto automático, Phoenix debería funcionar de forma autónoma mientras detecta el fuego y proporciona información actualizada sobre la situación.

Acerca de ASAT Rocketry

Aristotle Space & Aeronautics Team (ASAT) Rocketry – el primer equipo estudiantil de cohetes de Grecia que realiza investigaciones y experimentos en el ámbito de los cohetes.

Más información sobre cohetes ASAT: www.asat.gr/projects/rocketry

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