El cohete nuclear de Korolyov

A finales de los años 50 la oficina de diseño OKB-1 de Serguéi Korolyov había logrado la hazaña de lanzar el primer satélite artificial de la historia gracias al misil intercontinental R-7. Pero al mismo tiempo que el Sputnik surcaba los cielos, se diseñaban nuevos cohetes y sistemas que pudiesen mantener la primacía soviética en el espacio.

El 30 de junio de 1958, el gobierno de la URSS decidió aprobar mediante la resolución 711-339 el desarrollo de una generación de cohetes que usasen motores nucleares térmicos, o YaRD, según el acrónimo ruso (ЯРД) de “motor a reacción nuclear”. El diseño de los YaRD era muy sencillo en principio: se hace pasar un fluido alrededor de un reactor nuclear, el cual se calienta y es expulsado por una tobera a alta velocidad, causando el impulso requerido. En la práctica, pronto se comprobaría que su construcción sería mucho más compleja de lo esperado debido a infinidad de problemas técnicos difíciles de resolver.

La oficina de Korolyov se haría cargo del nuevo proyecto usando los trabajos preliminares de las oficinas OKB-456 de Valentín Glushkó, OKB-670 de Mijaíl Bondaryuk, el “Laboratorio V” de Aleksandr Leipunski y el instituto de investigación NII-1. Estas organizaciones consideraron que el diseño más simple y eficiente de un YaRD era el descrito anteriormente (denominado “esquema A”), frente al “esquema B”, que proponía el calentamiento del fluido propulsor a través de un intercambiador de calor.

Serguéi Korolyov en los años 40.

Mijaíl Bondaryuk.

La OKB-1 realizó dos diseños posibles de cohetes con YaRD: el primero utilizaría el diseño en bloques del R-7 “Semyorka”, pero con seis propulsores laterales en vez de cuatro. Los bloques laterales utilizarían propulsión química (queroseno y oxígeno líquido) y motores RD-111, pero el bloque central (Bloque A o segunda etapa) utilizaría un YaRD de 140 toneladas de empuje. Este diseño fue denominado YaKhR-2 (o YaJR/ЯХР, Yáderno-Jimícheskaia Raketa, “cohete químico-nuclear”). El otro diseño, denominado YaR-1 (ЯР-I), emplearía una sola etapa central con YaRD sin bloques laterales químicos. El YaR-1 no tendría capacidad orbital, pero podría servir como misil intercontinental o como base para un lanzador espacial. La etapa común nuclear del YaKhR-2 y el YaR-1 debía tener un diámetro máximo que permitiese su traslado en ferrocarril hasta Baikonur. La rampa sería similar a la del R-7, quizás incluso la misma. El propelente empleado con el motor nuclear podría ser amoniaco -según el diseño de YaRD de la OKB-456- o una mezcla de amoniaco con alcohol según la OKB-670. El propelente sería calentado por el reactor, cuya temperatura alcanzaría los 3000º C, y sería expulsado por cuatro toberas. Los encargados del proyecto en la OKB-1 serían Vasili Mishin (futuro ingeniero jefe), Serguéi Kryukov y Mijaíl Melnikov.

YaKhR-2 (Mark Wade/www.astronautix.com).

Korolyov esperaba poder lanzar sondas interplanetarias con el YaKhR-2, un cohete con una masa de 850-880 toneladas y con la capacidad para poner en órbita baja 35-40 toneladas. El control de actitud del cohete tendría lugar mediante los vernier de los bloques laterales y, una vez desprendidos éstos, mediante el movimiento de la tobera del YaRD, según el modelo de la OKB-456, o mediante toberas secundarias en el caso del motor nuclear de la OKB-670. Ambos modelos debían incorporar pequeñas toberas vernier secundarias para el giro del vehículo. Por su parte, el YaR-1 tendría una masa de 87 toneladas y una carga útil de 2,6 toneladas si se empleaba el motor de la OKB-456 o de 4 toneladas con el de la OKB-670. El motor nuclear debía activarse en la rampa, aunque no sólo empezaría a proporcionar impulso al cohete segundos antes de la separación de los bloques laterales. Korolyov pensaba en el YaKhR-2 como en la primera etapa necesaria para desarrollar un cohete nuclear gigante de 3000 toneladas y 60 metros de longitud capaz de colocar 150 t en LEO, algo indispensable para llevar a cabo sus planes de sobrevuelo de Marte. Es en esta época cuando Glushkó sugiere a Korolyov el empleo de motores con propergoles hipergólicos, menos eficientes y peligrosos, pero relacionados con la mayoría de proyectos de la oficina OKB-456, es decir, misiles balísticos. Glushkó también se mostraba favorable del uso de estos combustibles en el misil R-9, que estaba siendo desarrollado en esos mismos momentos por la OKB-1 como sustituto del R-7. Tanto Mishin como Korolyov se muestran inflexibles en cuanto a la elección del combustible a utilizar y deciden prescindir de Glushkó. Se dirigen entonces a la oficina de Nikolái Kuznetsov -fabricante de motores a reacción para aviones-, el cual comienza el desarrollo del motor NK-9. Este motor debería ser usado en el R-9 y, posteriormente, en el “cohete global” GR-1. El tiempo le daría la razón a Glushkó, ya que tanto el R-9 como el GR-1 resultarían sonoros fracasos de la OKB-1 frente al R-16 de Yangel. Las desavenencias de las oficinas de diseño sólo serían conocidas en Occidente tras la caída de la URSS, por lo que muchos analistas pensaron que los encontronazos entre Glushkó y Korolyov habían tenido lugar durante el desarrollo del cohete lunar N1. Sin embargo, como vemos, las diferencias eran anteriores y estaban relacionadas con las decisiones tomadas en el diseño de nuevos misiles balísticos, no sólo lanzadores espaciales.

Valentín Glushkó.

El 30 de diciembre de 1959 el proyecto de YaKhR-2 y YaR-1 sería finalizado. El 9 de septiembre de 1960 dicho proyecto sería modificado para incorporar hidrógeno como propelente, mucho más eficiente para su uso en un motor térmico nuclear. Ese mismo año se propondría el cohete KhR-3 (ХР-3), una variante del YaKhR-2 sin motor nuclear con tres etapas y una capacidad en órbita baja de 30 toneladas.

Sin embargo, el proyecto no tendría una vida muy larga. Las dificultades a la hora de desarrollar un YaRD operativo, la contaminación radiactiva producida por la caída del reactor nuclear sobre la Tierra tras cada lanzamiento y el inicio del programa del lanzador N1 -con unas capacidades superiores a las del YaKhR-2- pondrían fin al proyecto del primer cohete nuclear soviético.

Referencias:

  • RKK Energia imeni S.P. Koroliova, Ed. Menonsovpoligraf (Moscú, 1996).
  • S.P. Koroliov i yego delo (svet i teni v istorii kosmonavtiki), B.V. Raushenbaj, G.S. Vetrov (Moscú, 1998).
  • The Soviet Space Race with Apollo, Asif A. Siddiqi (University Press of Florida, 2003).
  • YaKhR-2, Mark Wade.

2 Comentarios

Participa Suscríbete

Ambros

Una curiosidad ¿Por qué no se continuó el desarrollo del YaR-1 solo como misil intercontinental? En este caso la contaminación en el lugar del impacto seria menor que la producida por la propia bomba. Creo que tampoco les detendría la contaminación del lugar de lanzamiento que sería blanco de las bombas termonucleares del bando contrario. Aunque quizás el almacenamiento durante largos periodos de tiempo era problemático.

Daniel Marín

Pues supongo que la principal dificultad para el desarrollo del YaR-1 fue el motor térmico nuclear, un ingenio más complejo de lo esperado. Por otro lado, los ICBM con combustibles hipergólicos eran más baratos y fiables. Además no se necesitaba tanta capacidad de carga para lanzar las cabezas nucleares.

Saludos.

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>