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| Un estudio sugiere que la construcción de aviones hipersónicos no requerirá un enfoque de diseño significativamente diferente. Crédito: lavidaes.org |
La idea de cruzar medio planeta en el tiempo que dura un café ya no pertenece únicamente a la ciencia ficción. La investigación más reciente vuelve a encender el debate sobre el vuelo hipersónico al aportar evidencia experimental que apoya la largamente discutida hipótesis de Morkovin. Si esta visión se confirma por completo, diseñar aeronaves capaces de viajar a velocidades extremas —quizá incluso alcanzar el espacio sin necesidad de cohetes— se vuelve mucho más factible.
Desde hace décadas, los ingenieros sueñan con un mundo donde un trayecto de quince horas, como Sídney–Los Ángeles, se reduzca a apenas una hora. El profesor Nicholaus Parziale, especialista en mecánica de fluidos a altas velocidades y galardonado con el Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers, explica que lograrlo transformaría la forma en que concebimos el planeta: “acorta distancias, simplifica el movimiento de las personas y hace que viajar sea mucho más cómodo”.
La barrera que queda por superar no es menor. Para volar a Mach 10, una aeronave tendría que atravesar la atmósfera enfrentándose a turbulencias brutales y temperaturas extremas. A esas velocidades, el aire deja de comportarse como un fluido estable: se comprime, cambia de densidad y responde de forma completamente distinta a la presión y la temperatura. En vuelos lentos, por debajo de Mach 0.3, estas variaciones casi no existen, pero al traspasar la barrera del sonido, todo se vuelve más complejo.
De aquí surge la pregunta clave: ¿la turbulencia a velocidades hipersónicas es tan distinta como para exigir teorías nuevas? Morkovin propuso hace más de medio siglo que no. Su idea sugería que, incluso a Mach 5 o Mach 6, la estructura de la turbulencia se mantiene muy similar a la que observamos en condiciones de flujo “incompresible”, solo que sometida a cambios más fuertes de temperatura y densidad. Si esto es cierto, los ingenieros no necesitarían reinventar toda la aerodinámica para diseñar vehículos hipersónicos.
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| Concorde. Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público |
Ese punto ha sido difícil de demostrar, hasta ahora. El nuevo estudio dirigido por Parziale empleó un método tan ingenioso como complejo: inyectar krypton en un túnel de viento y usar láseres para ionizarlo, formando una línea brillante que actúa como rastreador. Cámaras de ultra alta resolución captaron cómo esa línea se dobla, ondula y se retuerce siguiendo el movimiento del gas. El comportamiento de esa línea, tras once años de perfeccionar el sistema experimental, reveló algo sorprendente: a Mach 6, la turbulencia se parece mucho más a la de los flujos lentos de lo que se creía.
El experimento se construyó gracias al apoyo del Air Force Office of Scientific Research en 2016 y al Young Investigator Program de la Oficina de Investigación Naval en 2020. La idea que surge de estos resultados es directa: para diseñar aviones que vuelen a Mach 6 o más, no se necesitan modelos computacionales imposibles de ejecutar. Bastan simplificaciones razonables basadas en el comportamiento que ya conocemos.
Parziale lo resume de forma clara: las simulaciones necesarias para modelar cada detalle microscópico de un avión hipersónico son inabordables con la computación actual. Pero si la hipótesis de Morkovin es válida, el diseño se vuelve mucho más manejable. Esto no solo acerca la posibilidad de vuelos globales en una hora; también abre la puerta a una nueva forma de transporte espacial. En lugar de depender de cohetes, vehículos hipersónicos podrían ascender hasta la órbita baja, permitiendo viajes más frecuentes y menos costosos.
Nada de esto significa que el desafío esté resuelto, pero el avance es contundente. La turbulencia, ese viejo enemigo de la ingeniería de alta velocidad, empieza a mostrarse menos misteriosa. Y si las futuras investigaciones confirman plenamente lo observado, estaremos frente a un cambio profundo en la tecnología aeronáutica: vuelos más rápidos, acceso más sencillo al espacio y un planeta que, de pronto, se siente mucho más pequeño.
Fuentes, créditos y referencias:
Hypersonic Turbulent Quantities in Support of Morkovin's Hypothesis, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65398-4
