Diseño de una torre de caída libre para la generación de un entorno de microgravedad - Carvajal Méndez, David Alonso 1994- (2022)
En el presente documento se describe el diseño general que debe tener una torre de caída libre para la generación de un entorno de microgravedad. Para esto, se hizo un análisis de los materiales, experimentos, algunos costos, formas alternativas para generar entornos de microgravedad y de los sistemas que componen algunas torres de caída libre alrededor del mundo. Los sistemas analizados fueron el escudo de arrastre, el sistema de liberación, sistema de frenado, túnel de caída, entre otros. Se recopilaron sus características y parámetros propios para cada una de estas torres. Con esto, se obtuvo una serie de parámetros con los cuales se pudo comparar los resultados obtenidos. Además, se presenta la teoría y ecuaciones requeridas para comprender los fenómenos físicos que explican el funcionamiento de la torre y los distintos sistemas, como la mecánica de fluidos, dinámica, mecánica del sólido, electromagnetismo. También, mediante el uso de software especializado y las teorías de elementos y volúmenes finitos, se realizan varias simulaciones para predecir el comportamiento aerodinámico y resistencia mecánica del escudo de arrastre y la cápsula de experimento. Para concluir, se seleccionaron los sistemas y el lugar que mejor se adaptaron de acuerdo con la comparación entre los parámetros obtenidos mediante investigación y los resultados de las simulaciones. Algunos de estos parámetros fueron la facilidad de manufactura, coeficiente de arrastre, masa, altura y volumen útil del escudo de arrastre; coste económico, capacidad de fuerza y altura de elevación del sistema de elevación; coste económico, vibraciones y velocidad del sistema de liberación; distancia y tiempo de caída libre de la torre, distancia de frenado y desaceleración máxima del sistema de frenado, entre otros.