Medio Siglo del Semyorka (parte I)

El primer satélite artificial de la Tierra, el primer hombre en viajar al espacio, las primeras naves enviadas a la Luna y a otros planetas, las tripulaciones de la Estación Espacial Internacional… todos estos protagonistas de la historia de la astronáutica tienen un elemento en común: el cohete R-7 Semyorka. Con más de medio siglo a sus espaldas, la historia del Semyorka es la historia del cohete más famoso del mundo.

En plena Guerra Fría, la Unión Soviética de Stalin buscó con ahínco un medio para poder atacar a los Estados Unidos con sus flamantes armas nucleares. Aunque en un principio la aviación fue el medio elegido para transportar estas armas, el territorio continental de los EE UU quedaba muy lejos para los bombarderos soviéticos de la época. Para empeorar las cosas, la URSS estaba rodeada por bases enemigas desde las que podían despegar en cualquier momento bombarderos nucleares norteamericanos y aniquilar las principales ciudades soviéticas en cuestión de horas. Los misiles se perfilaban como el único medio para alcanzar al enemigo. Sin embargo, los cohetes de principios de los 50, basados en el misil nazi V-2, carecían del alcance necesario. Además, las armas atómicas soviéticas eran en un principio mucho más voluminosas y pesadas que sus contrapartidas estadounidenses, por lo que el misil que debían diseñar los ingenieros soviéticos no sólo tenía que alcanzar los EE UU, sino que además su capacidad de carga debía ser formidable.

El día 13 de febrero de 1953 el Consejo de Ministros de la URSS decidió construir el primer misil intercontinental (ICBM), el R-7, creado bajo la dirección del Ingeniero Jefe Serguéi Korolyov. Con el prolijo nombre de “Investigaciones Teóricas y Experimentales para la Creación de Cohetes Balísticos de Dos Etapas con un Alcance de 7000-8000 km” (Теоретические и экспериментальные исследования по созданию двухступенчатой баллистической ракеты с дальностью полёта 7000-8000 км), esta decisión preveía el diseño de un misil de 170 toneladas con una capacidad de carga de tres toneladas. En realidad, ya el 4 de diciembre de 1950 el gobierno soviético decidió aprobar la investigación sobre la posibilidad de construir un cohete con un alcance de 5000-10000 km y una capacidad de carga de una a diez toneladas, que debía disponer de motores con un empuje de 200-300 toneladas. Los estudios teóricos posteriores demostraron que la construcción de tal ingenio era posible, pero sólo si se invertían ingentes sumas de dinero y gran cantidad de personal en el proyecto.

En octubre de 1953 el gobierno modificó las especificaciones para aumentar la capacidad de carga hasta las cinco toneladas y de este modo poder transportar las nuevas armas de fusión que los científicos soviéticos dirigidos por Andréi Sájarov estaban desarrollando. Como es lógico, las dificultades técnicas del nuevo misil aumentaron exponencialmente. Por fin, el programa sería formalmente aprobado el 20 de mayo de 1954 con el decreto ministerial del proyecto de misil intercontinental de dos etapas 8K71 (R-7), ratificado el 24 de octubre de ese mismo año por el Consejo de Ministros de la URSS. Aunque el cohete sería conocido internamente como R-7 (“R” de raketa/ракета, “cohete” en ruso), recibiría el apelativo popular de Semyorka (Семёрка), “el siete”.


Serguéi Pávlovich Korolyov, padre del Semyorka.

Al mismo tiempo que la URSS decidía construir su primer ICBM, una comisión militar dirigida por el teniente general Vasili Voznyuk debía buscar un lugar apropiado para el lanzamiento de la bestia. El lugar de pruebas debía ser tal que toda la trayectoria del misil tuviese lugar sobre territorio soviético para poder seguir así su vuelo en detalle, además de ser lo suficientemente secreto para evitar en la medida de lo posible los sobrevuelos de aviones espía norteamericanos. El polígono de Kapustin Yar, donde se probaron las primeras V-2 y sus derivados soviéticos, no reunía estos requisitos, principalmente debido a la cercanía de las estaciones estadounidenses de vigilancia electrónica situadas en Turquía .

La comisión se decidió por la región que rodeaba a la estación de ferrocarril de Tyura-Tam, en plena estepa kazaja. Al ser lanzado desde allí, la ojiva del misil podía caer en la península de Kamchatka (situada a 6314 km del lugar de lanzamiento), a salvo de inoportunas miradas extranjeras. En esta península se instaló el polígono Kura con equipos de radar para poder seguir la caída del misil. La región del impacto de la ojiva, de 10×10 km de superficie, recibió el nombre de Kama.

La zona de Tyura-Tam fue designada oficialmente como “Quinto Polígono de Pruebas para Investigaciones” (NIIP-5) mediante el decreto 292-181 del Consejo de Ministros del 12 de febrero de 1955. Posteriormente, el polígono sería bautizado Baikonur -en realidad, el nombre de un pueblo situado a varios kilómetros- en un intento de despistar a la inteligencia norteamericana, objetivo que no consiguió. En junio de 1955 comenzaron las obras del futuro cosmódromo bajo las órdenes del general Georgi Shubnikov.

La oficina de diseño OKB-1 de Korolyov (previamente denominada NII-88) había dado al país el primer misil nuclear, el R-5M. Al igual que en anteriores diseños de misiles, la OKB-1 construiría el R-7 junto a la OKB-456 de Valentín Glushkó (1908-1989), el cual debía encargarse de los motores para el cohete. Esta división de tareas era heredera de los tiempos de posguerra, cuando el ejército de tierra y la fuerza aérea llegaron a un compromiso a la hora de repartirse el desarrollo de nuevos misiles derivados del V-2. Como resultado de esta bicefalia -y de la ceguera de las autoridades-, los numerosos conflictos entre Korolyov y Glushkó a la hora de diseñar el R-7 sembrarían las semillas de la discordia que florecerían de manera desastrosa en los sesenta. Desde un primer momento Korolyov favoreció el uso de queroseno (de tipo T-1) y oxígeno líquido debido a su mayor rendimiento y a que habían sido los propergoles empleados en anteriores misiles. Glushkó, por su parte, consideraba que el uso de estos combustibles en un misil era inadecuado desde el punto de vista operativo e implicaba diseñar unos motores más complejos y costosos. El tiempo terminaría por darle la razón a Glushkó. La OKB-1 se basaría en el proyecto N3 de misil intercontinental para el diseño del R-7, que en un principio fue denominado T1.


Valentín Petróvich Glushkó.

Nikolai Pilyugin (NII-885) y Borís Petrov serían los encargados del sistema de navegación, que combinaba sistemas inerciales y navegación mediante estaciones de radio. Los giróscopos estarían a cargo de la NII-10. La rampa de lanzamiento le correspondería a la oficina de Vladímir Barmin, de la GSKB SpetsMash. Esta rampa tendría un diseño muy singular en el que el cohete estaría suspendido en el aire por cuatro brazos alrededor de la “cintura” del mismo, más otros cuatro en la parte inferior que aseguraban la estabilidad del lanzador. El sistema recibió el apodo de “tulipán” y no empleaba ningún mecanismo hidráulico para el movimiento de los brazos, sólo pesos y contrapesos. Pocos recuerdan que el inventor de este diseño fue Vasili Mishin, futuro ingeniero jefe de la OKB-1.


Vladímir Pávlovich Barmin.

La separación de etapas y el escudo térmico que debía proteger la cabeza nuclear para que resistiese las altas temperaturas al reentrar en la atmósfera terrestre se revelaron como las partes más complejas del desarrollo del proyecto. La ojiva del misil -con una masa de 5,5 t, una longitud de 7,27 m y un ángulo de 11º- debía entrar en la atmósfera a 7,9 km/s, más de 2,5 veces la velocidad alcanzada por la ojiva del R-5. La URSS, al igual que los EE UU, carecía de experiencia en el empleo de cohetes de varias fases y además los experimentos demostraban una tendencia al choque de las etapas al separarse. Puesto que los motores de la primera fase no se paraban en seco (siempre quedan cantidades residuales de propergoles en las líneas), la primera etapa podía colisionar con la segunda en el momento de la separación, con resultados desastrosos. Los ingenieros idearon varios mecanismos para evitar estos accidentes: uso de dispositivos pirotécnicos para destruir las líneas de combustible y eliminar la presurización de los tanques, separación de las etapas “en caliente” y garantizar así el alejamiento de la segunda fase, empleo de pequeños motores de combustible sólido para asegurar la separación, etc. Sin embargo, todas estas opciones -aplicables sin problemas a cohetes más pequeños- no convencían a Korolyov, presionado por las autoridades para que tuviera el misil operativo antes de 1957.


Diseño del R-7 (RKK Energia).

Por lo tanto la OKB-1 realizó una apuesta arriesgada: el vehículo tendría varias fases, algo imprescindible para garantizar la enorme capacidad de carga requerida, pero estas etapas -cuatro- estarían dispuestas alrededor de una fase central, un diseño conocido como “paquete de cohetes” que fue concretado en julio de 1954. Este diseño se remontaba a las investigaciones por parte de Mijaíl Tijonravov, del instituto del NII-4 del Ministerio de Defensa. A partir de 1956, Tijonravov, uno de los pioneros de la cosmonáutica tripulada, pasaría a trabajar directamente para la OKB-1 de Korolyov. El diseño final del R-7 se decidiría entre el 11 de marzo y el 25 de julio de 1955. La apariencia definitiva del cohete era completamente distinta a los misiles fabricados hasta ese momento: con una longitud de 33 metros y una masa de 270 toneladas, se trataba de una máquina enorme para los estándares de la época. Los cuatro bloques laterales tenían una forma cónica que daban un aspecto único al conjunto. Este original diseño garantizaba a además que todos los motores del vehículo se encenderían al mismo tiempo y a nivel del mar, evitando la necesidad de encendidos en el vacío tras la separación de fases, algo que tantos quebraderos de cabeza le había proporcionado a Glushkó. Éste por su parte había diseñado los motores que impulsarían al R-7: los míticos RD-107 (8D74) y RD-108 (8D75), basados en los RD-105 y RD-106. En realidad se trataba de dos versiones del mismo motor: el RD-108 sería usado en la etapa central -denominado también segunda etapa o Bloque A- y el RD-107 en los cuatro bloques laterales -designados como primera etapa o Bloques B, V, G y D respectivamente, siguiendo el orden de las primeras letras del alfabeto cirílico ruso-. La diferencia fundamental entre ambos es que el RD-107 contaba con dos pequeños motores vernier para el control del cohete mientras que el RD-108 tenía cuatro. Además el RD-108 debía funcionar durante más tiempo. Los cohetes vernier (llamados S1.35800) resultaron ser una de las mayores complicaciones para el desarrollo de los motores, tanto que Glushkó se negó a diseñarlos y Korolyov tuvo que recurrir a V. M. Melnikov, de la OKB-1, para su fabricación. Posteriormente la construcción en serie de estos motores fue trasladada a la OKB-154 de Semyon Kosberg, la cual consiguió un incremento de 15 segundos en el impulso específico.



El RD-108 (NPO Energomash).


El RD-107 (NPO Energomash).


Cohete Soyuz en el que podemos ver los cuatro motores RD-107 con dos vernier cada uno, situados en los bloques laterales, y el RD-108 con cuatro verniers en la etapa central (NASA).


Características principales de las distintas versiones de los RD-107 y RD-108. Las versiones 8D74K y 8D75K se introdujeron en 1960 y las 11D511 y 11D512 en 1968.

Para vencer los tremendos desafíos que imponían las especificaciones de estos motores, Glushkó llegó a varios compromisos: por un lado decidió dividir cada motor en cuatro cámaras de combustión con sus correspondientes toberas, para de este modo hacer más manejables las tensiones estructurales que provocaban las altas presiones de funcionamiento, además de permitir un montaje mucho más compacto. Glushkó repetiría la táctica de dividir las cámaras de combustión veinte años después al diseñar el motor cohete de combustible líquido más potente de la historia, el RD-170. Además, en vez de usar la combustión de los propergoles en un generador de gas para mover las turbinas, decidió emplear un generador de gas independiente a base de agua oxigenada, una opción muy ineficiente, aunque más sencilla de implementar. A la vista de estos compromisos, Korolyov se mostró profundamente decepcionado por los progresos de su antiguo amigo, criticándole ferozmente en numerosas ocasiones ante las autoridades. Pero lo cierto es que Glushkó había alcanzado los límites de la tecnología soviética de los años cincuenta y los había traspasado. Pese a las protestas de Korolyov, no se podía exigir más a Glushkó en un plazo tan corto de tiempo. Mientras, las pruebas estáticas del RD-107 sin motores vernier comenzaron a principios de 1955.

Ya en 1956 los miembros del Presidium del PCUS pudieron contemplar una maqueta del R-7 en la fabrica de la OKB-1 en Kaliningrado, Moscú. A mediados de ese mismo año se completaron un Bloque A (segunda etapa) y un Bloque B para realizar diversas pruebas dinámicas, así como dos maquetas adicionales. Por fin, a finales de 1956 se envió a Baikonur el primer ejemplar del R-7.

En el increíble plazo de sólo tres años Glushkó y Korolyov habían conseguido construir el primer ICBM soviético gracias al trabajo de miles de personas y una financiación ilimitada por parte del gobierno soviético. Ahora quedaba por demostrar que el R-7 podía volar.

2ª Parte



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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 20 febrero, 2009
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Historia • Historias de la Cosmonáutica • Rusia