¿Los cohetes SpaceX Falcon-9 utilizan un aislamiento de espuma similar al del transbordador espacial? ¿Sigue siendo un problema potencial?

El transbordador espacial usó hidrógeno líquido, contenido en el tanque externo junto con oxígeno líquido. Si bien los cohetes Falcon usan oxígeno líquido, no usan hidrógeno líquido. Mantener fresco el hidrógeno líquido fue el principal impulsor de la espuma.

El Orbiter se montó al costado y debajo de la parte superior del tanque externo. La carga útil del Falcon está montada en la parte superior del vehículo de lanzamiento. Incluso si el cohete Falcon usara espuma, e incluso si se rompiera un trozo de espuma, no golpearía la carga útil como lo hizo el trozo de espuma que se desprendió del tanque externo del transbordador espacial.

El problema no es que la espuma se rompa per se, sino el hecho de que el orbitador estaba debajo del tanque de combustible y fue golpeado por la espuma que caía.

La cápsula Dragon está en la parte superior de la pila, no puede ser golpeada por un trozo de espuma que se desprenda del propulsor.

¿Todos los cohetes alimentados con combustible químico necesitan aislamiento de espuma?

No todos, pero algunos sí. Generalmente el pequeño subconjunto de los que utilizan combustible de hidrógeno. El Delta IV alimentado con hidrógeno utiliza esencialmente la misma espuma aislante que el transbordador.

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El SLS alimentado con hidrógeno utiliza una espuma similar.

Crédito de la foto NASA

Esta pregunta Aislamiento en cohetes: ¿por qué llevarlo al espacio? y sus respuestas discuten el aislamiento de los cohetes, incluidos algunos que lo desecharon a propósito.

Como dicen las otras respuestas, los impactos del aislamiento del cobertizo no suelen ser un problema, ya que los propulsores actuales no tienen naves espaciales cubiertas de vidrio montadas a los lados.

Muchos cohetes sin aislamiento arrojan enormes cantidades de hielo al despegar. El hielo es mucho más denso y más peligroso que el aislamiento. Esto tampoco suele ser un problema.

Una imagen fija de este video muestra grandes cantidades de hielo cayendo de un Saturno V en el despegue.

No tengo una fuente, lo siento, pero sospecho que la razón para tener aislamiento es evitar la formación de oxígeno líquido en el exterior de los tanques de hidrógeno.

El hidrógeno es tan frío que puede hacer que el oxígeno (y el nitrógeno) del aire se condense. El oxígeno líquido que gotea sobre la plataforma de lanzamiento y el cohete sería algo malo. El acero se quema en oxígeno líquido. Decididamente poco saludable.

El aislamiento ayudaría a prevenir la ebullición durante el vuelo. Sin embargo, sospecho que si hizo los cálculos, el peso del aislamiento probablemente se aproveche mejor simplemente agregando más propulsor en los tanques.

El aislamiento también ayudaría a evitar que se hierva cuando esté en la almohadilla. Pero el costo de agregar un poco más de LOX para rematar el cohete (o enfriarlo con helio frío burbujeado) sería menor que el costo del aislamiento y la pérdida de capacidad de elevación que arrastra el aislamiento hacia el espacio.

Cualquier acumulación de hielo, simplemente se sacude una vez que la roca se lanza, y es una característica en cierto modo. El hielo es un aislante moderadamente bueno, de instalación gratuita y se quita automáticamente al iniciarse.

Entonces, en conclusión, necesita aislamiento en los tanques de hidrógeno líquido, porque son mucho más fríos (el exterior es relativamente más caliente) y evita la acumulación peligrosa de LOX. Sin embargo, para los cohetes RPX/LOX, el aislamiento es un peso muerto, y llenar (o enfriar con helio frío burbujeado) los tanques antes del lanzamiento es más económico.