James Hart Wyld: El motor que se enfriaba a sí mismo

El 10 de diciembre de 1938, en New Rochelle, Nueva York, un pequeño grupo de aficionados encendió un motor de cohete que no se destruyó. Noventa libras de empuje, trece segundos y, el objetivo de todo el ejercicio, ninguna quemadura. Todos los motores de cohetes de combustible líquido que alguien había construido hasta entonces estaban en una carrera contra su propio escape, que alcanzaba temperaturas lo suficientemente altas como para derretir la cámara que lo contenía. El motor de James Hart Wyld resolvió el problema dándole la vuelta: hizo pasar el propelente frío a través de una camisa alrededor de la cámara en su camino hacia la combustión, de modo que el combustible enfriaba el motor y el motor precalentaba el combustible. No se desperdiciaba nada. Todos los motores de cohetes de combustible líquido construidos desde entonces funcionan según ese principio.

Princeton y un libro

El registro biográfico sobre Wyld es escaso e inconsistente: las versiones estándar discrepan sobre si nació en 1912 en la ciudad de Nueva York o en 1913 en Pompton Lakes, Nueva Jersey. Lo que sí se acuerda es que se educó en la escuela preparatoria Harvey en Hawthorne, Nueva York, en Salisbury en Connecticut y, luego, en Princeton, donde obtuvo una licenciatura en ingeniería mecánica en 1935.

Lo que convirtió a un ingeniero mecánico en un hombre de cohetes fue un libro: The Conquest of Space (La conquista del espacio) de David Lasser, miembro fundador de lo que entonces era la Sociedad Interplanetaria Estadounidense y más tarde la Sociedad Estadounidense de Cohetes (ARS). El libro de Lasser planteaba que el vuelo espacial era un problema de ingeniería más que una fantasía, y Wyld se unió a la Sociedad; las fuentes sitúan su afiliación desde 1931 hasta marzo de 1935. La ARS fue la primera organización privada de construcción de cohetes de Estados Unidos: un grupo de entusiastas, escritores e ingenieros sin financiación gubernamental, que probaban motores en terrenos abiertos.

La idea regenerativa

El obstáculo al que todos se enfrentaban era el calor. Un motor de combustible líquido genera temperaturas muy superiores al punto de fusión de cualquier material de cámara disponible en la década de 1930, y el resultado estándar de una prueba de encendido era una boquilla quemada en cuestión de segundos. Las soluciones obvias (paredes más gruesas, aleaciones exóticas, quemados más cortos) sacrificaban empuje, masa o utilidad.

En 1936, Wyld concibió la respuesta, que denominó M-15: una boquilla de doble pared a través de la cual circula el propelente antes de la combustión. El combustible se convierte en refrigerante. Absorbe el calor que de otro modo destruiría la cámara y lo devuelve al proceso de combustión en lugar de desecharlo, por lo que el motor funciona de manera más fría y potente. Es una de esas ideas que resulta obvia en retrospectiva, pero que no era evidente para nadie en aquel momento.

Publicó el concepto en Astronautics en abril de 1938, y la exitosa prueba tuvo lugar en diciembre de ese mismo año. Para julio de 1941, versiones refinadas del diseño producían 125 libras de empuje promedio sostenido. En noviembre de 1941, la Sociedad demostró el motor a la Marina de los Estados Unidos, interesada en el despegue asistido por cohetes para aviones que operaban desde cubiertas cortas.

Reaction Motors

El 16 de diciembre de 1941, nueve días después de Pearl Harbor, Wyld y cuatro colegas de la ARS fundaron Reaction Motors, Inc., la primera empresa comercial de cohetes en Estados Unidos. Wyld se desempeñó como secretario y director de investigación. Fue una transición extraordinaria: de una sociedad de aficionados disparando motores de noventa libras en un campo a un fabricante patrocinado por la Marina, en cuestión de semanas, basándose en un principio de diseño.

La empresa creció rápidamente. Las unidades JATO (despegue asistido por chorro) de tiempos de guerra alcanzaron las 3.400 libras de empuje en 1943, y a mediados de la década, los motores de RMI producían 6.000 libras. El 6000C-4, un motor de cuatro cámaras cuyo linaje se remonta directamente a la pequeña unidad refrigerada regenerativamente de 1938, fue el motor instalado en el Bell X-1. Esa aeronave se convirtió en el primer vehículo tripulado en romper la barrera del sonido.

Wyld no vivió para ver gran parte de lo que siguió. Murió en 1953, de una afección cardíaca, a la edad de cuarenta y un años.

Por qué se llama genio a James

El veredicto honesto es que Wyld no era un genio en el sentido de poseer un intelecto amplio o creador de sistemas; era un hombre que tuvo una idea extremadamente buena y la ejecutó. Pero la idea merece una atención detenida, porque su calidad es inusual. La refrigeración regenerativa es una inversión: toma aquello que destruye la máquina y lo encamina hacia lo que la hace funcionar. El calor, el enemigo, se convierte en propelente precalentado, un activo. Ese replanteamiento (convertir un término de pérdida en un término de ganancia) es una especie reconocible de perspicacia de ingeniería, y es más raro que la astucia incremental. También es el tipo de idea que solo puede provenir de alguien que ha pensado cuidadosamente a dónde va realmente la energía en un sistema, en lugar de cómo blindar el sistema contra ella.

La pretensión de distinción está corroborada externa y excepcionalmente bien para una figura tan oscura. Su diseño de refrigeración regenerativa "se convirtió en la base de todos los motores de cohetes de combustible líquido modernos", una frase que puede decirse sobre muy pocas decisiones de ingeniería. El Instituto Smithsoniano exhibe su motor de 1942. El Instituto Estadounidense de Aeronáutica y Astronáutica nombró su premio de propulsión en su honor. Hay un cráter en la Luna llamado Wyld.

El contraargumento es real. Produjo una innovación, a mediados de sus veinte años, y pasó el resto de su corta carrera como director de investigación comercializándola en lugar de añadirle más cosas. No era un teórico y no hizo ninguna contribución a las matemáticas o la física de la propulsión. Otros en Europa estaban convergiendo en esquemas de refrigeración similares en los mismos años, y su prioridad es estadounidense más que global. Es invisible en las historias populares del vuelo espacial, que prefieren a von Braun y Goddard. Lo que respaldan los registros no es un genio aclamado, sino una única perspectiva de ingeniería decisiva, lograda a temprana edad, probada con poco presupuesto y presente todavía debajo de cada cohete que vuela.

Legado

La línea desde New Rochelle en 1938 hasta el Bell X-1 es corta y directa, y no se detuvo allí. La refrigeración regenerativa es estándar en todos los motores de combustible líquido serios construidos desde entonces: los que lanzaron Mercury y Apolo, los que vuelan hoy. Ahora se asume tanto que rara vez se menciona. La propia vida de Wyld apenas dejó rastro: sin memorias, sin fotografías famosas, registros de nacimiento disputados, una muerte a los cuarenta y un años en un pueblo de Nueva Jersey. Su monumento es una decisión de diseño tan sólida que nunca ha necesitado reemplazo, un motor detrás de un cristal en el Museo Nacional del Aire y el Espacio, y un cráter en la Luna que lleva su nombre.