Si alguna vez es posible, los vuelos hipersónicos podrían remodelar drásticamente los viajes internacionales. Lo que actualmente se requiere para un día completo puede convertirse en un viaje corto que no dura más que un largometraje. Una ruta como la de Sydney a Los Ángeles, que ahora tarda unas 15 horas, podría reducirse a sólo una hora.
“Realmente encoge el planeta”, afirmó el profesor Nicolas Parziel, cuyo trabajo es fundamental para convertir los viajes hipersónicos de una aspiración a una realidad. Parziel recibió recientemente el Premio Presidencial a la Carrera Temprana para Científicos e Ingenieros en reconocimiento a su investigación en mecánica de fluidos a velocidades extremas. “Hará que viajar sea más rápido, más fácil y más agradable”.
El desafío de volar a Mach 10
Cubrir la mitad del mundo en tan sólo una hora puede parecer imposible, pero la tecnología no está tan lejos como parece. Algunos aviones militares ya alcanzan velocidades de Mach 2 o Mach 3, es decir, dos o tres veces la velocidad del sonido. Mach 1 equivale a unas 760 millas por hora. Para viajar de Los Ángeles a Sydney en sesenta minutos, un avión necesitaría alcanzar Mach 10. Los principales obstáculos son las tremendas turbulencias y el calor que se genera al volar a estas velocidades extremas.
Existe una diferencia fundamental entre cómo se comporta el aire alrededor de un avión a bajas velocidades y cómo se comporta a altas velocidades. Los ingenieros describen estas condiciones como flujo compresible y flujo incompresible. En el flujo incompresible, que ocurre a bajas velocidades (por debajo de aproximadamente 0,3 o 225 millas por hora), la densidad del aire permanece aproximadamente igual. Esta consistencia simplifica el diseño aeronáutico. Una vez que un avión viaja más rápido que la velocidad del sonido, el flujo de aire se comprime. “Esto se debe a que un gas puede ‘aplastarse'”, explica Parziel, es decir, puede comprimirse.
Por qué el comportamiento del flujo de aire es importante para el diseño hipersónico
Cuando se comprime el aire, su densidad cambia en respuesta a cambios tanto de presión como de temperatura. Estos cambios afectan la forma en que una aeronave interactúa con el aire que la rodea. “La compresibilidad afecta la forma en que el flujo de aire se mueve alrededor del cuerpo y puede cambiar cosas como la elevación, la resistencia y el empuje necesarios para estar o permanecer en el aire”. Todos estos factores juegan un papel importante en el diseño de aeronaves.
Los ingenieros ya comprenden bastante bien el flujo de aire de los aviones que vuelan a la velocidad del sonido o cerca de ella, un rango llamado número de “bajo Mach”. La construcción de aviones hipersónicos requiere una comprensión más profunda de cómo se comporta el aire a Mach 5, Mach 6 o incluso Mach 10. Gran parte de ese comportamiento aún es incierto, excepto por la guía proporcionada por la conjetura de Morkovin.
La hipótesis de Morkovin y el misterio de la turbulencia hipersónica
Desarrollada por Mark Morkovin a mediados del siglo XX, la hipótesis propone que cuando el aire gira alrededor de Mach 5 o Mach 6, la naturaleza fundamental de la turbulencia es sorprendentemente similar a la de la turbulencia a velocidades más bajas. Aunque los vientos de alta velocidad implican cambios mayores en temperatura y densidad, Morkovin sugiere que el patrón general de movimiento turbulento sigue siendo mayoritariamente consistente. “Básicamente, la hipótesis de Morkovin significa que la forma en que el aire turbulento se mueve a bajas y altas velocidades no es diferente”, dijo Parziel. “Si la hipótesis es correcta, significa que no necesitamos una forma completamente nueva de entender la turbulencia a estas altas velocidades. Podemos usar los mismos conceptos para flujos más lentos”. También sugiere que es posible que los futuros aviones hipersónicos no requieran una filosofía de diseño completamente diferente.
A pesar de su importancia, la hipótesis carece de una validación empírica rigurosa. Esta brecha llevó a la reciente investigación de Parziel, descrita en Hypersonic Turbulent Quantities in Support of Morkovin’s Hypothesis, publicado en Nature Communications el 12 de noviembre de 2025.
Un experimento con láser y criptón que lleva once años en desarrollo
En el estudio, el equipo de Parziel introdujo gas criptón en un túnel de viento y utilizó un láser para ionizarlo. Este proceso produce brevemente una línea recta y brillante formada por átomos de criptón. Luego, la cámara de alta resolución captura cómo esta línea de luz se dobla, tuerce y distorsiona a medida que se mueve a través de las corrientes de aire, como una hoja que se mueve y gira en las pequeñas corrientes arremolinadas de un río. “En la línea que se mueve con el gas, se ven las arrugas y la estructura en el flujo, y podemos aprender mucho de eso. Se necesitaron 11 años de esfuerzo para desarrollar la configuración experimental”, señaló. “Y lo que encontramos es que a Mach 6, el comportamiento de la turbulencia es bastante cercano al flujo compresible”.
El grupo de Parziel recibió apoyo inicial del Programa de Investigación para Jóvenes Investigadores (YIP) de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea en 2016 y del YIP de la Oficina de Investigación Naval (ONR) en 2020, este último trabajo también financiado por la ONR.
Qué significan los hallazgos para futuros vuelos y acceso al espacio
Aunque la hipótesis de Morkovin aún no se ha demostrado completamente, los nuevos hallazgos acercan a los científicos a comprender cómo diseñar aviones que puedan soportar velocidades hipersónicas. Los hallazgos indican que es posible que los ingenieros no necesiten repensar los enfoques fundamentales del diseño de aeronaves para estas condiciones extremas, lo que simplifica significativamente el desafío.
“Hoy en día debemos utilizar ordenadores para diseñar un avión, y para utilizar los recursos computacionales para diseñar un avión que vuele a Mach 6, sería imposible simular todos los pequeños detalles”, explica Parziel. “La hipótesis de Morkovin nos permite hacer suposiciones simplificadas para que las demandas computacionales del diseño de vehículos hipersónicos puedan ser más eficientes”.
Parziel añadió que los mismos principios podrían transformar el futuro acceso al espacio. “Si podemos construir aviones que vuelen a velocidades hipersónicas, podremos volarlos al espacio en lugar de lanzarlos en cohetes, lo que facilitará el transporte hacia y desde la órbita terrestre baja”, afirma. “Esto cambiará las reglas del juego para el transporte no sólo en la Tierra, sino también en órbita baja”.
