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Cinco esquemas para lanzamientos espaciales más baratos y cinco cuentos de advertencia
Ilustraciones de naves espaciales en las categorías de 5 nuevos planes y 5 fallas Ilustraciones de John MacNeill
En las últimas décadas del siglo pasado y las primeras décadas de este, el costo promedio de poner un kilogramo en órbita terrestre simplemente no cambiaría. El precio se mantuvo obstinadamente por encima de los 10.000 dólares, y una nueva idea tras otra no logró salir del callejón sin salida.
Esta innovación bloqueada, después de todo, si es costoso lanzar algo, se vuelve complicado tomar otro tipo de riesgos. Pero la opinión estaba dividida: ¿Se habían estancado las cosas porque nunca hubo suficiente dinero para llevar a cabo las ideas? ¿O fue porque otras mejoras, por ejemplo, en la ciencia de los materiales o la navegación autónoma, no estaban lo suficientemente maduras?
Esta historia fue parte de nuestra edición de julio de 2019
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Todo eso ha cambiado en los últimos años a medida que las nuevas naves rompieron el punto muerto, en particular el Falcon Heavy de SpaceX, que cuesta aproximadamente una décima parte, por kilogramo, que su competidor más cercano.
Ahora, la pregunta central es si este es el comienzo de una nueva meseta o si, como espera Elon Musk, indica lanzamientos cada vez más baratos y una innovación espacial cada vez mayor. El éxito o fracaso de estos sistemas ayudará a encontrar una respuesta.
5 nuevos planes
XS-1
Desde la década de 1960, los ingenieros han soñado con un avión espacial que se pueda reutilizar con frecuencia de una manera que haga que los viajes espaciales se parezcan más a los viajes aéreos. Todavía nadie se ha acercado. Se supone que el XS-1, que está siendo construido por Boeing para la agencia de investigación del Pentágono DARPA, podrá realizar 10 vuelos en 10 días, con hasta 5000 libras (2268 kilogramos) en órbita por menos de 5 millones de dólares. Los vuelos de prueba están previstos para 2020.
saltamontes
Starhopper es un prototipo de la primera etapa del planeado Big Falcon Rocket, o BFR, de SpaceX. La compañía planea usarlo para enviar personas a Marte, así como para operar servicios de transporte de media hora en la Tierra entre ciudades como Nueva York y Shanghái. La capacidad de carga útil del BFR es aproximadamente tres veces mayor que la del Falcon Heavy, aunque Elon Musk ha dicho que cree que costará menos construirlo. Una versión anterior de Starhopper completó con éxito un vuelo de prueba atado en Texas en abril.
nuevo glenn
Este cohete tiene una capacidad de carga útil por peso similar a la del Falcon Heavy, pero es mucho más ancho con siete metros de diámetro. Eso significa que tiene el doble del volumen utilizable. Su primera etapa volará de regreso para ser reutilizada, al igual que el propulsor Baikal fallido (abajo). Blue Origin, que está construyendo el cohete, tiene la boca cerrada sobre las fechas de los vuelos de prueba, pero está compitiendo por un contrato de la Fuerza Aérea que requeriría lanzamientos a partir de 2022.
ataduras
Incluso si los cohetes pueden reutilizarse y lograr economías de escala, el combustible sigue siendo un costo importante. Tethers busca cambiar esto de dos maneras diferentes. Un enfoque funciona como balancear una cuerda, transfiriendo impulso de un extremo al otro. Tethers Unlimited, una startup, espera usar esta técnica para capturar satélites que no tienen suficiente energía para ponerse en órbita y darles un impulso adicional. Otro tipo de atadura usaría el campo magnético de la Tierra para impulsar la órbita de los satélites conectados a cualquiera de sus extremos. Ya se han realizado algunos vuelos de prueba, y el próximo está programado para junio.
Lanzamiento giratorio
Las ataduras pueden transferir impulso entre objetos que ya están en el espacio — pero, ¿qué puedes hacer mientras todavía tienes el terreno contra el cual empujar? Ese es el plan de Spinlaunch, una startup que recaudó $40 millones en fondos de riesgo en 2018. La compañía inició la construcción de una instalación de lanzamiento en Nuevo México en mayo y planea lanzar sus primeros satélites en 2022. Quiere lanzar hasta cinco satélites un día hasta el borde del espacio utilizando potentes turbinas y pequeños cohetes a bordo — algo así como lo contrario de un ascensor de amarre.
5 cautionary tales
Delta Clipper (DC-X)
La puesta en órbita de una sola etapa ha sido durante mucho tiempo un objetivo de los diseñadores de cohetes, ya que evitar los cohetes de varias etapas haría que las cosas fueran más baratas, más rápidas y más reutilizables. El DC-X a pequeña escala de McDonnell Douglas realizó varios vuelos suborbitales, pero el programa se canceló antes de que se pudiera construir una versión a gran escala con capacidad orbital. Fue víctima, según a quién se le pregunte, de tecnología inmadura o de burócratas miopes. Varios ingenieros de Delta Clipper ahora trabajan para Blue Origin, cuyo cohete New Shepard se dice que está inspirado en el DC-X.
Estrella de riesgo/X-33
La NASA gastó más de mil millones de dólares en el X-33, una versión suborbital a media escala de lo que habría sido el Venture Star. La nave de tamaño completo habría sido comparable en tamaño al transbordador espacial, y la agencia incluso construyó un puerto espacial dedicado de $ 32 millones en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California. Pero la NASA y Lockheed Martin, la compañía que construyó el X-33, tuvieron muchos desacuerdos de diseño y el programa se canceló antes de que el cohete volara.
Baikal
El propulsor Baikal, diseñado en la década de 1990 como una primera etapa reutilizable para el cohete ruso Angara, fue una idea adelantada a su tiempo. Al igual que la primera etapa del cohete Falcon de SpaceX, se suponía que el Baikal volaría de regreso para ser utilizado nuevamente. Pero a diferencia de la primera etapa del Falcon, que utiliza el mismo cohete para aterrizar que para despegar, el Baikal tenía un motor a reacción adicional para el aterrizaje, lo que añadía peso y complejidad.
HL-20/HL-42
A raíz de la explosión del transbordador espacial en 1986 Desafiador , el HL-20 fue diseñado para transportar pasajeros de manera segura y económica a la estación espacial Freedom. Ni él ni el HL-42, un sucesor ampliado, llegaron al espacio. Sin embargo, la nave espacial Dream Chaser de Sierra Nevada, que se basa en el diseño HL-20, está programada para entregar carga hacia y desde la Estación Espacial Internacional a partir de fines de 2020.
Rotón
Otra idea fallida de una sola etapa a la órbita, el Roton, fabricado por Rotary Rocket, se encuentra en el puerto espacial de Mojave como una advertencia e inspiración para los posibles pioneros del espacio. Al hacer que el cohete girara rápidamente, los ingenieros esperaban eliminar la necesidad de bombas costosas y complicadas. Un prototipo realizó tres vuelos de prueba en 1999, pero era difícil de controlar. La empresa se quedó sin dinero antes de que se pudieran resolver los problemas.