🛰️ Una nave que regresa de órbita sigue sobreviviendo a la reentrada por el método clásico: una capa de material pegada al frente del vehículo se carboniza, se desprende y se lleva el calor consigo. ¿Y si parte de ese trabajo lo hiciera un campo magnético? Un grupo de investigación de dos universidades japonesas acaba de poner cifras a esa pregunta.
No impidieron que una cápsula se consumiera. Construyeron un sistema capaz de sostener un campo magnético muy intenso durante los 40 microsegundos que concede un túnel de viento, y observaron cómo responde a él el aire sobrecalentado que se forma delante del modelo. El trabajo se publicó el 23 de julio de 2026 en Journal of Spacecraft and Rockets, la revista del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica.
Qué ocurre realmente durante el descenso
Al entrar en la atmósfera a varios kilómetros por segundo, el aire que hay delante no tiene por dónde escapar. Choca contra una onda de choque, se comprime con violencia y se calienta hasta miles de grados. A esa bolsa de gas atrapada entre la onda y la superficie del vehículo se la llama capa de choque, y buena parte de la ingeniería de la reentrada consiste en lidiar con ella.
La respuesta actual tiene dos partes. Las losetas cerámicas aíslan. Los materiales ablativos hacen algo más tosco y más eficaz: están diseñados para erosionarse, de modo que su propia superficie hierve y arrastra el calor hacia afuera. Ambas soluciones funcionan y llevan décadas volando.
Ambas también se pagan. El peso dedicado a la protección térmica es peso que podría haber sido carga útil. Los ablativos se consumen por definición, así que un vehículo pensado para volar otra vez necesita inspección y reparación entre misiones. En una cápsula de un solo uso eso es asumible; en un vehículo reutilizable se convierte en una factura que llega cada vez que se vuela.
Empujar el aire con un imán
El aire de la capa de choque está tan caliente que se ioniza en parte, es decir, conduce la electricidad. Si se le aplica un campo magnético aparece una fuerza de Lorentz que actúa sobre el flujo y empuja el gas caliente hacia afuera, lejos de la superficie. De ahí se esperan dos efectos: que llegue menos calor al fuselaje y que crezca la superficie frontal efectiva, lo que aumenta la resistencia aerodinámica y ayuda a frenar antes. El nombre formal es aerofrenado magnetohidrodinámico, o aerofrenado MHD.
Fuente: nota de prensa de la Universidad Metropolitana de Tokio
La idea tiene décadas. Lo difícil es comprobarla. Los ensayos en tierra a velocidades parecidas a las de una entrada real se han apoyado casi siempre en colocar un imán permanente de neodimio dentro de un modelo a escala, y un imán permanente tiene un techo de intensidad, además de una forma de campo que queda fijada por la forma del propio imán. Eso complica hacer las dos preguntas que más interesan: qué cambia si el campo se vuelve más intenso, y qué ocurre si el campo se adapta a la forma del vehículo.
Un sistema pensado para 40 microsegundos
El punto de partida del grupo de la Universidad Metropolitana de Tokio y la Universidad de Tottori fue un dato nada vistoso sobre su propio equipo: en su túnel de viento hipersónico, la ventana en la que el flujo puede observarse de verdad dura unos 40 microsegundos.
Esa limitación acaba siendo una ventaja. Basta con que el campo exista un instante, justo cuando llega el flujo. Y una bobina que solo conduce corriente durante microsegundos no necesita refrigeración, que es precisamente lo que limita cuánta corriente puede circular por un electroimán.
Así que montaron una red formadora de pulsos de siete etapas, una cadena de condensadores y bobinas que libera la energía almacenada de forma escalonada en lugar de toda a la vez. El resultado es un pulso de corriente más plano y más largo que el de una sola descarga, y entrega cerca de 1 kiloamperio a una bobina de núcleo de aire alojada dentro del modelo. Un sensor de presión detecta la onda de choque antes de que llegue a la sección de ensayo, un retardo prefijado dispara el circuito y el flujo hipersónico, el campo y la cámara de alta velocidad quedan sincronizados con precisión de microsegundos. Durante todo el ensayo, el campo se mantuvo por encima del 99 por ciento de su valor máximo.
Fabricaron dos modelos de 20 milímetros de diámetro con formas de morro distintas y les instalaron bobinas diferentes: una de 12 milímetros y 49 vueltas, que tiende un campo amplio y de variación suave, y otra de 4,5 milímetros y 54 vueltas, que concentra el campo cerca de la superficie. La geometría de cada una se decidió mediante análisis numérico del campo electromagnético. Uno de los dos modelos reproduce la cápsula de retorno de muestras de la sonda Hayabusa.
Lo que mostraron los 1,58 teslas y lo que no
Los campos máximos medidos delante de los modelos fueron de 1,24 y 1,58 teslas, es decir, unas 1,7 y 2,1 veces lo que produce una esfera de neodimio de tamaño comparable. Para hacerse una idea, los resonadores magnéticos de uso clínico funcionan habitualmente a 1,5 o 3 teslas. Ese nivel de campo se generó dentro de un modelo de 20 milímetros y se mantuvo en un flujo hipersónico de unos 7 kilómetros por segundo. El grupo lo describe como la mayor intensidad de campo lograda en un ensayo de aerofrenado MHD a esa velocidad de flujo.
Fuente: nota de prensa de la Universidad Metropolitana de Tokio
Con el campo aplicado, el grosor de la región luminosa por delante de cada modelo creció un 15,7 y un 16,2 por ciento respectivamente. También cambiaron los espectros de emisión de moléculas de nitrógeno y de iones moleculares de nitrógeno. Leídas juntas, ambas observaciones indican que el campo reescribe la estructura de la capa de choque y el estado energético del gas que contiene.
Este ensayo no midió el flujo de calor ni midió la resistencia aerodinámica. Esas son las dos cifras que permitirían decidir si merece la pena montar aerofrenado MHD en un vehículo. Lo que quedó establecido es la base para medirlas: un banco de ensayo donde la intensidad del campo, su distribución espacial y la forma del vehículo pueden variarse por separado y observarse las consecuencias.
Tampoco es el primer experimento de aerofrenado MHD del mundo, ni el primero que emplea un imán pulsado. Un grupo de la Universidad de Queensland viene realizando ensayos del mismo tipo en el tubo de expansión X2, a velocidades representativas de un regreso desde Marte, y en 2022 publicó mediciones del flujo de calor total con y sin imanes permanentes alojados en un modelo a escala de la cápsula de la sonda Stardust de la NASA. El centro aeroespacial alemán DLR ha accionado un imán pulsado de 30 teslas desde un banco de condensadores de 100 kilojulios en su túnel de choque de alta entalpía de Gotinga. Lo que reivindica el grupo japonés se sitúa dentro de ese panorama: un campo de esa intensidad generado por una bobina lo bastante pequeña como para caber en un modelo de 20 milímetros y diseñada según su forma.
Hacia un cohete de sondeo y, quizá, hacia Marte
La siguiente etapa ya tiene presupuesto. Un proyecto KAKENHI de Investigación Básica (A) corre de abril de 2025 a marzo de 2030 y lo dirige el catedrático Hiroshi Katsurayama, de la Universidad de Tottori. Aborda dos problemas que el túnel de viento no resuelve: cómo suministrar al flujo un agente ionizante para que la fuerza electromagnética actúe con independencia de las condiciones de entrada, y cómo disponer los imanes para compatibilizar la intensidad del campo con el espacio que ocupan los equipos de a bordo. Entre los colaboradores figura Kohei Shimamura, profesor asociado de la Universidad Metropolitana de Tokio y coautor del artículo. Según el plan vigente en julio de 2026, una cápsula de entrada desde órbita baja con ese equipamiento volará en un cohete de sondeo. Es un plan, no una fecha de lanzamiento.
La ficha del proyecto recoge una asignación de unos 47,06 millones de yenes para todo el periodo, que al cambio de principios de agosto de 2026, de 157,6 yenes por dólar, equivale a unos 300.000 dólares.
Si acaba funcionando en vuelo, la protección térmica se aligera y baja la factura de inspección entre vuelos. Tanto las cápsulas que regresan a la Tierra como las sondas que entran en atmósferas como la de Marte ganarían otra forma de frenar. Todo ello es una perspectiva, no un producto.
Cómo manejar el calor de la reentrada es un problema que cualquier país con ambición espacial termina resolviendo por su cuenta. Las losetas y los ablativos son la respuesta que hoy usa todo el mundo; que sean la última respuesta está por ver. Materiales cada vez mejores, o caminos más raros como este. ¿Hacia dónde se inclina la agencia espacial de tu país?
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