X-Bow: Líder a la carrera

X-Bow Systems ha entregado al Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. (AFRL - Air Force Research Laboratory) su dispositivo móvil de Impresión 3D recientemente desarrollado.

Fundada en 2016, X-Bow Systems está especializada en el desarrollo de propulsores sólidos y motores de cohetes impresos en 3D. La compañía con sede en Nuevo México se dio a conocer en marzo de 2022, cuando ya había creado una cartera de pequeños vehículos de lanzamiento adecuados para lanzamientos orbitales y suborbitales.

Desde su fundación la empresa captó el interés de la industria militar, y su lista de clientes incluye al AFRL, al AFWERX, al Laboratorio Nacional de Los Álamos, al Laboratorio Nacional Sandia y a la Agencia de Proyectos de Investigación de Defensa (DARPA).

La solución presentada se denomina Pathfinder I y fue desarrollada en colaboración con el programa Eternal Quiver del AFRL. Esencialmente, se trata de una solución móvil diseñada para imprimir en 3D componentes de motores de cohetes de propulsante sólido así como los propulsores sólidos para impulsarlos.

Como sugiere el nombre, los motores de cohetes de propulsante sólido funcionan con propulsores que vienen en forma granular sólida y la compañía afirma que estos motores fabricados mediante manufactura aditiva son más eficientes y económicos que sus contrapartes convencionales, combinando capacidad de respuesta, flexibilidad y confiabilidad.

En palabras de Jill Marsh, gerente del programa RFIB en X-Bow, “La tecnología de propulsión avanzada, la fabricación avanzada y nuestro talentoso y dedicado equipo de ingeniería son fundamentales para el desarrollo de soluciones de misiles de próxima generación. Durante los próximos años, X-Bow tiene como objetivo trabajar con el AFRL para identificar proyectos y tecnologías enfocadas a mejorar la capacidad del Pathfinder I para su uso en defensa y otras aplicaciones”. 

La unidad de producción Pathfinder I está diseñada en última instancia para resolver los desafíos tradicionales de creación de prototipos de cohetes. Según el AFRL, los cohetes de propulsante sólido para demostraciones de tecnología suelen tardar hasta diez años en llegar a las pruebas con fuego real, mientras que una variante operativa puede tardar hasta 20 años en producirse por completo. Por lo tanto, se necesitan procesos de fabricación bajo demanda más rápidos y optimizados para acelerar la transferencia de tecnología.

La solución móvil de impresión 3D producida por X-Bow permite una "propulsión de cohete asequible en cualquier momento y en cualquier lugar" al eliminar muchas de las limitaciones de diseño y tiempo que presenta la fabricación convencional. La unidad tiene varios módulos, el primero de los cuales se ocupa de la síntesis de combustible. Aquí, la composición del combustible se crea utilizando reactores de microfluidos para controlar las propiedades del combustible de alto nivel. Luego, un mezclador acústico resonante homogeneiza la composición propulsora mediante vibración. Después, el módulo principal de fabricación aditiva se usa para imprimir en 3D los granos de propulsor sólido, así como la cabeza del motor del cohete. Luego, el combustible se combina con la carcasa estructural del misil y se utilizan herramientas integrales de imágenes para evaluar los misiles de manera no destructiva. 

El Air Force Research Laboratory apuesta por sistemas antimisiles dotados de Energía Dirigida

El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea ubicado en la Base de la Fuerza Aérea de Kirtland ha publicado un nuevo análisis acerca de las inversiones del Pentágono en tecnologías de energía dirigida (DE, por sus siglas en inglés).

El informe, titulado "Directed Energy Futures 2060", hace predicciones sobre cuál será el estado de las armas y aplicaciones de DE dentro de 40 años y ofrece una variedad de escenarios en los que Estados Unidos podría encontrarse liderando el campo en DE o rezagado tras China y Rusia.

Al examinar el estado actual de la tecnología militar aplicada a DE , los autores afirman que el mundo ha alcanzado un "punto de inflexión" en el que la DE resulta ya fundamental para el éxito de las operaciones militares.

Una de las predicciones más asombrosas del documento es que un "campo de fuerza" podría ser creado por "una flota suficientemente grande o una constelación de sistemas DEW (Directed Energy Weapons) a gran altitud" que podría proporcionar un "paraguas de defensa antimisiles, como parte de un sistema de defensa en capas".

El informe cita varios ejemplos existentes de lo que llama "campos de fuerza", incluido el ADS (Active Denial System) así como los sistemas anti-drones no cinéticos y los sistemas potencialmente antimisiles que utilizan radiaciones de microondas de alta potencia.

En un comunicado de prensa que acompaña al documento, el científico jefe adjunto de energía dirigida del AFRL (Air Force Research Laboratory), Jeremy Murray-Krezan, agrega que la tecnología de energía dirigida actual "no es exactamente Star Wars", pero agrega que el AFRL se está "acercando".

El documento describe los avances que están reduciendo el tamaño y el peso de los sistemas DE mientras aumentan su poder, haciendo que los tipos de armas soñados en la ciencia ficción parezcan cada vez más cercanos. Los autores describen el concepto con más detalle:

El "santo grial" desde una perspectiva de utilidad militar sería un sistema de armas DE lo suficientemente eficaz y asequible como servir de paraguas antimisiles. Aunque es un concepto que a menudo se asocia con la ciencia ficción, lo cierto es que los actuales sistemas de defensa DE terrestres y marítimos funcionan ya como campos de fuerza. Las plataformas DE aerotransportadas y espaciales podrían formar paraguas antimisiles de amplia cobertura.

Sin embargo, en el informe completo los autores recuerdan que "estos conceptos requieren un avance técnico significativo para 2060 al objeto de lograr la gama completa de potencia contemplada". Murray-Krezan afirma en el comunicado de prensa adjunto que el documento tenía la intención de ser un experimento mental, pero basado en las tendencias actuales: "Estamos esbozando a grandes rasgos cómo serán las misiones del futuro".

La USAF quiere armar sus cazas con láser: ¿Hasta qué punto es posible?

En 2018, el AFRL (Air Force Research Laboratory) probaba un láser en el campo de pruebas de White Sands que derribó con éxito múltiples misiles lanzados desde el aire. El sistema utilizado para las pruebas podría tan sólo ser utilizado desde tierra o desde un buque, dado su peso y volumen. Sin embargo, la USAF quiere que se investigue cómo reducir su tamaño para incorporarlo con éxito a un aeronave.

¿Qué supondría incorporar con éxito este tipo de armas a un aeronave? 

Si los láseres aerotransportados resultasen tan viables como efectivos, esto supondría transformar profundamente la guerra aérea al aumentar la capacidad de supervivencia de los cazas, bombarderos e incluso aviones cisterna y de transporte frente a un ataque de misiles antiaéreos. Eso a corto plazo. Al largo plazo, podrían eventualmente servir como armas aire-aire y aire-tierra tan rápidas como precisas, y con munición virtualmente ilimitada.

¿Hasta qué punto se está investigando en armas láser?

La investigación y desarrollo de armamento láser está experimentando un crecimiento constante, y a día de hoy existen ya ciertos desarrollos para ser montados en bases terrestres principalmente, aunque también en buques, carros de combate e incluso helicópteros. El arma láser ofrece las ventajas de una velocidad excepcional (300.000 Km/S), unida a un sigilo y precisión igualmente excepcionales, así como un coste por disparo extremadamente bajo gracias a que no hay que fabricar, almacenar ni transportar munición alguna.

¿Cuáles serían los puntos débiles de un arma láser?

Llegados a este punto, hay que recordar dos leyes fundamentales de la energía: por un lado, la energía no se crea ni se destruye: sólamente se transforma; y por otro lado, todos los cuerpos tienden a su estado de mínima energía potencial. Y las armas basadas en radiación láser no escapan a estas leyes: los rayos láser necesitan mucha energía para mantenerse coherentes a largas distancias, están sujetos a una menor efectividad en condiciones atmosféricas nebulosas, generan una acumulación térmica que puede requerir sistemas de enfriamiento adicional, y en cualquier caso requieren fuentes de energía voluminosas.

¿Cómo puede un rayo láser derribar un misil?

Al contrario que los misiles antimisiles que basan su ataque en la energía cinética, los rayos laser basan su eficacia en la energía térmica, bien aplicando calor de manera continuada sobre los sistemas de guía óptica de los misiles entrantes hasta dejarlos inservibles, bien aplicando calor sobre las aletas de control de vuelo hasta dejarlas inservibles, o bien aplicando calor sobre la ojiva hasta su destrucción. Sin embargo, es más fácil escribirlo que conseguirlo ya que en cualquier caso el alcance efectivo y la cantidad de segundos de aplicación sostenida necesarios para lograr un efecto destructivo son factores importantes para determinar la efectividad de un sistema láser. Además, un láser tan sólo puede atacar un objetivo a la vez y debe montarse de tal manera que pueda trazar una línea de fuego directa hacia su objetivo potencial. No es tan fácil como parece.