Estudios aeroespaciales con enfoque en propulsión de cohetes
Empuje, Isp, la ecuación del cohete, toberas y ciclos de motor; luego los motores de hoy, 30 años de lanzamientos y dónde estudiar.
🤖 Traducción redactada por máquina, pendiente de revisión.
⚙️ Los fundamentos
- 🚀 Empuje
Expulsar masa hacia atrás muy rápido empuja el cohete hacia delante (3.ª ley de Newton). Funciona en el vacío.
F = ṁ·vₑ + (pₑ − pₐ)·AₑUnidad del curso 7 · 🧮 Calculadora - ⏱️ Impulso específico (Isp)
Empuje por peso de propelente quemado cada segundo. Más Isp = más empuje con el mismo combustible.
Isp = F / (ṁ·g₀)Unidad del curso 7 - 📈 La ecuación del cohete
Cuánto cambio de velocidad (Δv) se obtiene según la velocidad de escape y la razón de masa llena/vacía. Por eso hay etapas.
Δv = vₑ · ln(m₀ / m_f)Unidad del curso 9 · 🧮 Calculadora - 🔔 Toberas
Una campana convergente-divergente convierte gas caliente a presión en un chorro supersónico. Campanas grandes para el vacío; cortas al nivel del mar.
Unidad del curso 8
Ciclos de motor: cómo se mueven las bombas
- Generador de gas
Un pequeño quemador mueve la turbina y su escape se expulsa. Sencillo. Ejemplo: Merlin (SpaceX).
- Combustión escalonada
El gas del prequemador sigue a la cámara principal: no se desperdicia nada. Ejemplo: RS-25 (transbordador, SLS).
- Combustión escalonada de flujo completo
Dos prequemadores, uno rico en combustible y otro en oxígeno: todo el propelente pasa por las turbinas. Raptor fue el primero en volar (Starhopper, julio de 2019).
- Expansor
El combustible calentado en la camisa de refrigeración mueve la turbina. Limpio y fiable en etapas superiores. Ejemplo: RL10.
- Eléctrica (iónica, Hall)
Campos eléctricos aceleran iones. Empuje mínimo, Isp muy alto, para encendidos de meses en el espacio.
Unidad del curso 8 · AIAA Aerospace America, 2020 year in review · Spaceflight Now, Jul 26, 2019 (Starhopper hop)
🔥 Lo más nuevo: Raptor de SpaceX
Raptor quema metano y oxígeno líquidos (metalox) en un ciclo de combustión escalonada de flujo completo. Cifras de SpaceX, con su fecha de publicación.
| Versión | Empuje, nivel del mar | Empuje, versión de vacío | Masa del motor | Estado | Fuente |
|---|---|---|---|---|---|
| Raptor 1 | 185 tf | — | 2,080 kg | Ha volado | Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026) |
| Raptor 2 | 230 tf (507,000 lbf) | 258 tf (568,000 lbf) | 1,630 kg | Ha volado | SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 |
| Raptor 3 | 250 tf (551,000 lbf) | 275 tf (606,000 lbf) | 1,525 kg | En vuelo (Starship V3) | SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 · SpaceX, Starship / Raptor page (read Oct 28, 2026) |
| Raptor 4 | 300 tf | — | “ojalá con más o menos la misma masa” que Raptor 3 | Anunciado / previsto | Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026) |
Qué cambió y qué sigue siendo un plan
- Raptor 3 integra sensores y controladores dentro del motor bajo su protección térmica, sin carenados; todas las versiones tienen un encendido rediseñado; según SpaceX, la simplificación ahorra cerca de 1 tonelada por motor en el vehículo (12 de mayo de 2026). SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026
- Las fuentes difieren sobre el empuje de Raptor 3: el objetivo de SpaceX en 2024 era 280 tf; su cifra oficial más reciente para motores de vuelo es 250 tf (12 de mayo de 2026), la usada aquí. El 26 de octubre de 2026 Elon Musk escribió que “solo de forma fiable llegan a unas 230 t-F con Raptor 3”. SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 · Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026)
- Raptor 4 está anunciado, no construido ni mostrado: el 26 de octubre de 2026 Elon Musk escribió “Raptor 4 will be 300 tons of thrust at sea level and hopefully about the same mass”. SpaceX no ha publicado ficha, fecha, presión de cámara ni Isp. Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026)
📽️ 30 años de potencia bruta
Lanzamientos y pruebas reales, del más antiguo al más reciente. Los videos solo cargan al pulsar reproducir.
Transbordador Discovery, STS-133 (último lanzamiento)
2011-02-24images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)Vuelo de prueba de Falcon Heavy (27 motores Merlin)
2018-02-06YouTube · SpaceX · Video: SpaceXFalcon 9, Crew-1 de NASA y SpaceX (9 motores Merlin)
2020-11-15images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)SLS, Artemis I (4 RS-25 + 2 propulsores sólidos)
2022-11-16images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)Starship vuelo 5, primera captura del propulsor (33 Raptor 2)
2024-10-13YouTube · SpaceX · Video: SpaceXEncendido del RS-25 n.º 2063, NASA Stennis
2026-01-22images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)Starship vuelo 12, primer vuelo de Starship V3 y Raptor 3
2026-05-22Ver en SpaceX.com ↗ · Video: SpaceX
| Vehículo / prueba | Fecha | Motor | Empuje por motor | Empuje total al despegue | Presión de cámara | Isp | Propelente | Fuente |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Space Shuttle (STS-133) | 2011-02-24 | RS-25 ×3 | ≈491,000 lbf (104.5%, vac) | — | — | — | LH₂ / LOX | NASA, SLS RS-25 Core Stage Engine fact sheet (MSFC, Dec 2025) |
| Falcon Heavy | 2018-02-06 | Merlin ×27 | 845 kN / 190,000 lbf | > 5 million lbf | — | — | LOX / RP-1 | SpaceX, Falcon Heavy page (read Oct 28, 2026) |
| Falcon 9 (Crew-1) | 2020-11-15 | Merlin ×9 | 845 kN / 190,000 lbf | — | — | — | LOX / RP-1 | SpaceX, Falcon Heavy page (read Oct 28, 2026) |
| SLS (Artemis I) | 2022-11-16 | RS-25 ×4 + 2 SRB | ≈512,000 lbf (109%, vac) | 8.8 million lbf | — | — | LH₂ / LOX + solid | NASA, SLS RS-25 Core Stage Engine fact sheet (MSFC, Dec 2025) · NASA Image and Video Library, Artemis I launch recap, Nov 16, 2022 |
| Starship V3 Super Heavy | 2026-05-22 | Raptor 3 ×33 | 250 tf / 551,000 lbf | 8,240 tf / 18.1 million lbf | 350 bar (test, 2023) | — | CH₄ / LOX (subcooled) | SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 · SpaceX, Starship / Raptor page (read Oct 28, 2026) · Elon Musk on X, May 13, 2023 (archived) |
La presión de cámara y el Isp quedan en blanco si el fabricante no ha publicado una cifra actual. Único valor con fuente de Raptor: 350 bar en una prueba en tierra de Raptor 3 (Elon Musk, 13 de mayo de 2023), un resultado de prueba, no un valor nominal.
Empuje por motor a lo largo del tiempo (kN)
Empuje a nivel del mar salvo “vacío” (la NASA da el RS-25 en vacío). Barra discontinua = objetivo anunciado, aún no voló. Conversión: 1 tf = 9,80665 kN, 1 lbf = 4,448 N.
🏆 Aprende de los mejores
Cursos gratis, grandes programas y carreras reales. Sin afiliación ni respaldo; enlaces revisados el 28 oct. 2026.
Cursos gratis
- MIT OpenCourseWare 16.512 Rocket Propulsion ↗El curso de posgrado de propulsión de cohetes del MIT, gratis: apuntes y problemas.
- MIT OpenCourseWare 16.50 Introduction to Propulsion Systems ↗El curso de grado del MIT sobre motores a reacción y cohetes, gratis.
- edX: Aerospace engineering courses ↗Cursos universitarios de aeroespacial en línea; muchos se pueden auditar gratis.
Universidades y laboratorios
- MIT AeroAstro ↗El Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT (Course 16), de donde vienen esos cursos.
- Purdue University, Maurice J. Zucrow Laboratories ↗Los laboratorios de propulsión de Purdue, fundados en 1948, que se describen como el mayor laboratorio académico de propulsión del mundo.
- Caltech GALCIT (Graduate Aerospace Laboratories) ↗Los laboratorios aeroespaciales de Caltech, cuyos primeros trabajos con cohetes dieron origen al JPL de la NASA.
- Georgia Tech, Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering ↗La escuela aeroespacial de Georgia Tech, con investigación en propulsión y combustión.
- Stanford Aeronautics & Astronautics ↗El departamento aero/astro de Stanford, con investigación en propulsión espacial y combustión.
- University of Michigan Aerospace Engineering ↗El departamento aeroespacial de Michigan, sede del Plasmadynamics and Electric Propulsion Laboratory.
NASA
- NASA Glenn: Beginner’s Guide to Rockets ↗Las páginas sencillas de la NASA sobre empuje, toberas y vuelo de cohetes, con simuladores.
- NASA Glenn Research Center ↗El centro de la NASA para investigación en propulsión, incluida la eléctrica.
- NASA STEM learning resources ↗Lecciones y actividades gratis de la NASA para estudiantes y docentes.
Empleos y prácticas
- NASA Internships ↗Prácticas pagadas en la NASA para estudiantes.
- NASA Pathways ↗El programa de la NASA para estudiantes que puede llevar a un empleo fijo.
- SpaceX Careers ↗Empleos y prácticas en el fabricante de Merlin y Raptor.
- Blue Origin Careers ↗Empleos en el fabricante del motor BE-4.
- L3Harris Careers (Aerojet Rocketdyne) ↗Aerojet Rocketdyne, fabricante del RS-25 y el RL10, es parte de L3Harris.
🌍 Cómo ayuda esta ruta al planeta
Cada solución de Saving Planets ayuda a las personas y a la naturaleza. Los motores eficientes reducen consumo y emisiones; los lanzadores llevan los satélites que vigilan océanos, bosques y hielo.
- Año 1: La química y el cálculo son el idioma de la combustión y del propio aire: la base para evaluar después combustibles más limpios. Mira Aviación sostenible.
- Año 2: La termodinámica y los fluidos deciden cuánto combustible quema un motor por cada unidad de empuje: aquí empiezan la eficiencia y la reducción de emisiones.
- Año 3: La propulsión y las órbitas llevan a los satélites de observación de la Tierra a vigilar los océanos, los bosques y el hielo. Mira Observación de la Tierra y Próximos lanzamientos.
- Año 4: El último año lo convierte en diseño: motores más silenciosos y con menos emisiones y combustibles alternativos (Aviación sostenible), naves para soluciones espaciales y misiones de defensa planetaria.
🧮 Calculadora integrada
Materia
Calculadora
- Calculadora de la ecuación de sustentación
- Calculadora de velocidad de pérdida (con alabeo y altitud)
- Calculadora de número de Mach y velocidad del sonido (atmósfera estándar)
- Calculadora de relación empuje/peso
- Calculadora de potencia de rotor en vuelo estacionario (teoría de cantidad de movimiento)
- Calculadora de periodo orbital
- Calculadora de velocidad orbital y de escape
- Calculadora de transferencia de Hohmann
- Calculadora de delta-v (ecuación de Tsiolkovski)
- Calculadora de tiro parabólico con resistencia del aire
- Calculadora del periodo del péndulo (ángulos pequeños y grandes)
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Datos de SpaceX, la NASA y los medios citados, al 28 oct. 2026. Videos: NASA (dominio público) y SpaceX (reproductores oficiales). Guía de estudio independiente: sin afiliación, créditos ni respaldo.