RV-X: un prototipo de cohete reutilizable japonés

La reutilización es el tema de moda en la industria aeroespacial. Hace décadas se consideró la gran esperanza de la astronáutica, pero la mala experiencia del transbordador espacial desanimó a muchas agencias y empresas a lo largo del mundo. SpaceX ha vuelto a poner el tema sobre la mesa y, aunque todavía debe demostrar que la reutilización es rentable económicamente, ahora nadie quiere quedarse atrás. Europa ha comenzado a desarrollar el prototipo de lanzador reutilizable Callisto y otras potencias espaciales están haciendo lo mismo. Y Japón no iba a ser menos. El programa espacial del país nipón es relativamente modesto, pero tiene unas bases muy sólidas. La empresa Mitsubishi Heavy Industries, encargada de la fabricación de los cohetes H-IIA y HIIB, así como del futuro H-3, está trabajando con la agencia espacial JAXA para desarrollar el vehículo experimental RV-X (Reusable Vehicle – eXperiment) con el objetivo de ensayar las tecnologías asociadas con los lanzadores reutilizables.

Prototipo de cohete reutilizable japonés RV-X (Mochizuki et al.).
Prototipo de cohete reutilizable japonés RV-X (Mochizuki et al.).

El RV-X sería un vehículo de 13,5 metros de longitud y una masa de 11 toneladas (4,1 toneladas en seco). Usaría cuatro motores criogénicos (de hidrógeno y oxígeno líquidos) de 40 kN de empuje cada uno y capaces de regular su empuje entre el 40% y el 100%. La elección de hidrógeno como combustible se debe a la amplia experiencia de Mitsubishi y la JAXA con esta sustancia. También es muy limpio, una característica ideal en un sistema reutilizable. La pega es lo complejo que resulta manejar el hidrógeno líquido, pero al fin y al cabo Blue Origin también lo ha usado en su cohete reutilizable New Shepard.

El RV-X sería capaz de superar los cien kilómetros de altura, así que técnicamente estaríamos hablando de un vehículo espacial. Podría perder un motor y aún así terminar su misión (para ello se apagaría el motor diagonalmente opuesto y los dos restantes funcionarían al 100% de potencia). El cohete tendrá capacidad para ser reutilizado hasta cien veces y el intervalo mínimo entre cada misión sería de 24 horas. En un lanzamiento típico despegaría con los motores al 100% de su potencia. Después de describir un arco balístico con unos tres minutos de ingravidez, el cohete entraría en la atmósfera de morro, a diferencia del Falcon 9 de SpaceX. Usaría dos pequeñas superficies aerodinámicas de control y dos flaps para guiar su regreso hacia la zona de aterrizaje. Posteriormente giraría sobre su eje para usar los motores y frenar así su caída. La velocidad de aterrizaje sería de 1 m/s y emplearía cuatro patas fijas con extremos colapsables para posarse en la superficie.

Trayectoria balística del RV-X (Mochizuki et al.).
Trayectoria balística del RV-X (Mochizuki et al.).
Trayectoria de retorno al lugar de lanzamiento (RTLS) del RV-X (Mochizuki et al.).
Trayectoria de retorno al lugar de lanzamiento (RTLS) del RV-X (Mochizuki et al.).

El empleo de maniobras aerodinámicas usando la forma de cuerpo sustentador del cohete es la característica más llamativa de RV-X comparada con el Falcon 9 y le permitiría ahorrar combustible durante el regreso a la zona de lanzamiento. Hace un par de años Mitsubishi experimentó algunas de las tecnologías relacionadas con el aterrizaje vertical —sobre todo el sistema de guiado— mediante el minúsculo vehículo experimental de 60 kg OEEX (One Engine inoperative EXperimental vehicle). El RV-X tendrá una capacidad de carga de unos 100 kg, así que además de servir como prototipo de sistemas reutilizables podría ser un magnífico cohete sonda. Evidentemente el objetivo principal del RV-X es servir de plan B por si acaso la reutilización de SpaceX es un éxito rotundo. En ese caso Japón no tendría que empezar desde cero para ponerse a la altura de sus rivales.

Vehículo experimental japonés O
Vehículo experimental japonés OEEX para ensayar tecnologías de aterrizaje vertical (Michizuki et al.).

Referencias:

  • http://www.mhi.com/company/technology/review/pdf/544/544038.pdf

41 Comentarios

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Chato Wilbury

Y ni hablar del desarrollo tecnológico que este proyecto aporta a su país! Expertos en aerodinámica, en materiales, en automatización, proveedores, etc.

Lástima que en el 3er mundo gastemos tanta energía en pelear y no pongamos manos a la obra.

RuneRune

Lo mismico que me viene a la cabeza, lo primero que pensé es ‘no creo que tengas muchos problemas en demostrar que el DC-X se puede construir’. ¡Es clavaico! Eso si, si algo funciona, lo idiota es abandonarlo, no copiarlo.

AlxoAlxo

Quizás lo abandonaron porque no vieron más sentido a continuar financiando un proyecto sin una utilidad clara. Veo que los pequeños orbitadores reusables como el X-37, que son capaces de mantener la órbita y traer una carga a tierra, son mucho más interesantes en cuanto a posibilidades reales. Ni este concepto japonés (obviamente inspirado en el Delta Clipper) o el Space Rider de la ESA parecen que sean viables porque no aportan nada de verdad interesante, opinión personal.

RuneRune

El DC-X era un demostrador tecnológico, no un lanzador de pequeños satélites. Los demostradores tecnológicos se desarrollan para luego construir otros vehículos que usen las tecnologías demostradas en el programa.

Las tecnologías que intentó desarrollar el programa DC-X fueron varias, pero destacan para el caso que nos atañe el despegue y aterrizaje en vertical autónomo, la reentrada controlada, y la rápida reutilización. Fue un éxito rotundo en esas demostrar esas tecnologías (aunque no otras, como la fracción de combustible necesaria para operar como lanzador orbital de una etapa, pero eso es otra historia). Y con ello se ganó ser prácticamente olvidado, sin ningún vehículo posterior que aplicara las lecciones aprendidas, hasta que SpaceX desempolvó la idea de aterrizar usando la propulsión principal.

Eso intento decir con mi comentario, que espero que los japoneses acometan la parte complicada del asunto: desarrollar un vehículo posterior que aplique las tecnologías desarrolladas en este proyecto. Lo que han anunciado, sin lo otro, no es más que andar un camino que ya hicieron otros, sin provecho alguno para nadie.

AlxoAlxo

A eso me refería exactamente, se construyó, se probó varias veces, se analizar los datos obtenidos y se guardaron en un cajón. El enfoque de SX no tiene nada que ver con este, no es un SSTO recuperable, sino sólo una primera etapa en trayectoria balística. A ver qué obtienen los japoneses con este demostrador, si el resultado final lo van ampliando con objetivos que lo acerquen a alcanzar el SSTO o no. Los indios deberían probar este año la capacidad de su RLV-TD de aterrizar después de un lanzamiento balístico, el anterior hizo un amerizaje “controlado” en el golfo de Bengala. El concepto de SSTO se ha estudiado durante décadas como se menciona en el artículo enlazado por Suzudo, resultando en fracaso en las veces que los EEUU lo ha probado, quizás faltaban materiales o métodos de fabricación disponibles actualmente, veremos si no estoy equivocado. Yo creo que el concepto del X-37 o Space Rider (totalmente reutilizable, no como está planteado) me parecen mucho más interesantes, con una primera etapa que los coloque fuera de la atmósfera, capacidad propia de ingresar en órbita y de hacer una reentrada controlada para aterrizar

RuneRune

El DC-X y la primera etapa del F9R tienen mucho en común, no obstante. Aunque la reentrada la hagan de formas radicalmente distintas (el encendido de reentrada para usar el escape de escudo termal es 100% SpaceX, por ejemplo), los algoritmos de aterrizaje deben ser prácticamente idénticos, por no hablar de la filosofía de reutilización rápida.

En cuanto a lanzadores de una sola etapa, sigue sin estar nada claro que se pueda conseguir la fracción de combustible necesaria, si luego tienes que sobrevivir a una reentrada aerodinámica. Y no queda combustible para una reentrada propulsivo/aerodinámica tipo SpaceX… Vamos, que no está nada claro que el concepto sea realizable. Pero como digo, SSTO no era el objetivo principal del DC-X (o el objetivo que presupongo a este RV-X), sino desarrollar las tecnologías de un acelerador reutilizable. Y luego ya veremos cuánta etapas necesitamos, cuando analicen la fracción de combustible que pueden construir en la vida real.

MonoMono

Sin duda la astronautica esta reapuntando, en gran parte por la actividad de spacex, quien lo diria

Carlos TCarlos T

Y? Que quieres decir con esto? No sirve para nada relacionado con el espacio. No genera energía neta, y para acelar iones hasy tras cosas mejores.

Enrique Moreno

Toda iniciativa es bienvenida entre los aficionados, pero no me parece un proyecto muy ambicioso. Es una especie de New Sheppard. Hubiera estado muy bien que lo empezaran hace 15 o 20 años…

JulioSpXJulioSpX

Es un prototipo. No deberan comprarle tecnologia a nadie. Sospecho que aventajaran a los europeos. Y creo que spacex debera imitarle alguna caracteristica.

Pedro

Japón no tiene armas nucleares ni intención (de momento) por construirlas. Además ¿para qué querría alguien un sistema de reentrada de cabezas nucleares reutilizable? Obliga a aterrizar cerca de donde va a estallar la bomba. Sí que se pensó —hace tiempo— colocar bombas en órbita y ahí un lanzador reutilizable sería muy útil al permitir una gran cadencia de vuelo, pero afortunadamente nadie llegó a hacerlo.

Saludos

carloscarlos

Japón debería desarrollar el sistema Thor para disuadir a Corea del Norte y a China si fuera el caso, un sistema militar tan poderoso como las armas nucleares y sin ningunsa de sus complicaciones si yo fuera el gobierno japones pondría manos en la obra a esto trataría de tener el martillo de dios en las manos.

DavidDavid

¿Y el H3 ha volado ya? Podrían probar a hacer retornables los boosters laterales del H3 si maduran esto lo suficiente, aunque probablemente no merezca la pena el coste en unos boosters.

YAGYAG

Buena entrada, Daniel. Y en lo personal, me encanta que se empleen motores criogénicos. Es una pena que Blue Origin haya menospreciado un poco al New Sheppard con el New Glenn… a ver qué tal lo hace la JAXA. Si lo hace tan bien como con las velas solares, funcionará. Si económicamente es rentable la reutilización, eso ya no lo tengo claro.

U-95U-95

Recuerdo haber visto en un libro de los 80 un cohete reutilizable de Boeing (?), mas bien chato y con multitud de cohetes -me parece que habia otro similar-. ¿Ese proyecto fue cancelado, no?

RuneRune

Los estudios de los noventa para SPS (Solar Power Satellites) no tienen desperdicio. Resulta que cuando pones sobre la mesa un mercado de muchos miles de millones de dólares, los lanzadores SSTO salidos de una peli de sci-fi son totalmente construíbles de repente. Que pena que el hipotético mercado fuera una ida de olla sin ningún sentido económico…

FernandogeneraleFernandogenerale

Facinante pero llega tarde de acá a 15 o 20 años -si todo va bien- el dominio espacial de EEUU será absoluto gracias a spacex

JulioSpXJulioSpX

Porque tarde? Pagan los costes de I+D y luego compiten con Musk. Eso si, deberan tener una curva de aprendizaje rapida, pero, por otro lado, no debe faltar mucho para que la tecnologia que lidera spacex alcance su madurez. Luego quedaran todos igualados.

Martínez el FachaMartínez el Facha

Sólo en lanzamientos comerciales.

Pero cada potencia conservará su propia capacidad de lanzamiento, sea reutilizable y económica o no.

Martínez el FachaMartínez el Facha

Bueno, parece que empieza a observarse cierto patrón en la actitud de las agencias espaciales hacia la reutilización: tanto la JAXA como la ESA tienen un programa de pruebas a pequeña escala.

http://spacenews.com/france-germany-...ck-booster/

Poco ambicioso, pero algo es algo.

Me decepciona la actitud del Sr. Israel, jefazo de Ariane: parece incapaz de pensar más allá de sus 12 lanzamientos anuales (aunque seguro que sabe más que yo del tema).

Creo que los de ULA y Ariane tienen razón en una cosa:

La reutilización no es viable económicamente…con los costes de diseño, desarrollo, fabricación y operación de ULA y Ariane.

En las estimaciones iniciales de estas empresas, un cohete (parcialmente) reutilizable debía volar 5 veces o más… sólo para recuperar el dinero!

La experiencia del Shuttle sirvió para que se considerase carísimo remozar un cohete usado. Parece que SpX lo ha hecho más fácil y barato.

Aunque desconozco el coste del F9, creo que está claro que no necesita volar varias veces para ser rentable (aunque supongo que un Block5 llevará materiales más duraderos, es decir, más caros. ¿Aumentará el precio en versión desechable?)

Creo que se puede afirmar que la cohetería ha cambiado irreversiblemente (es un decir, quién sabe qué inventarán mañana) hacia el reciclaje.

Hilario GómezHilario Gómez

El SKYLON no es más que una promesa que está en sus primeras fases de desarrollo de los motores (véase la Wikipedia en inglés al respecto). Faltan muchos años para poder ver ese mastodonte operativo… si es que llegan a fabricarlo.

El SKYLON es el típico recurso de los foros de astronáutica cuando se habla de aviones espaciales, pero de momento no llega ni siquiera al nivel de desarrollo del otro “elefante blanco” de los espaciotranstornados, el motor VASIMR.

Martínez el FachaMartínez el Facha

Completamente de acuerdo.

Van camino de convertirse en irrelevantes si el resto de la industria sigue avanzando.

GinésGinés

Leyendo en un artículo reciente las declaraciones de altos cargos del proyecto Callisto de la ESA uno se da cuenta de que a medio y largo plazo la agencia espacial europea está condenada a la irrelevancia en el sector de lanzamientos comerciales. Tenemos al cargo de un proyecto de estudio de cohetes reutilizables a un puñado de cretinos que no creen en la reutilización y ni tan siquiera tienen unas directrices claras para abordar esa empresa. ¡Madre mía!.
El panorama es desolador: en un par de años Space X estará lanzando medio centenar de satélites comerciales (aparte de contratos de NASA, militares y gubernamentales) mientras que Arianespace no pasará de 3 ó 4 (el resto serán lanzamientos para gobiernos europeos). Y en 3 ó 4 años, con el New Glenn empezando a volar, el ridículo de la Arianespace en cuanto a precios y prestaciones puede ser de órdago.

Martínez el FachaMartínez el Facha

” Tenemos al cargo de un proyecto de estudio de cohetes reutilizables a un puñado de cretinos que no creen en la reutilización y ni tan siquiera tienen unas directrices claras para abordar esa empresa.”

Me has leído la mente. En el link sobre Callisto de mi primer comentario efectúan algunas declaraciones risibles.

El programa quiere responder cuestiones como:

” 1-To what extent do the stages have to be winged?
2-What is the throtability of engines?
3-What kind of engines would be the best to use for reusability?”

Cuestiones que hasta yo puedo responder (y sin gastar millones y tardar años):

1- Minimum. Grid-fins only.
2- Ask the designer of the engine.
3- MethaLox.

Me duele que no empezaran en serio con esto hace dos o más años, como dice miguel más adelante. De hecho, ni siquiera ahora empiezan en serio. ¡Ay!

miguelmiguel

El futuro y la esperanza es que los costes sean bajos (por reutilización o por un lanzador muy barato) y sobretodo que podamos aprovechar recursos del Sistema Solar.

Japón llega tarde, Europa llega tarde, Rusia ni llega, China pasa y hace lo que le da la gana, ULA es un dinosaurio. O esto cambia o vamos a SpaceX y Blue Origin (con suerte), y China que hará lo que le de la gana y tiene dinero para hacer lo que le de la gana (por ahora).

Y en Europa (donde me duele) en vez de perder el tiempo en politiqueos y el Ariane 6, podría haber empezado hace 5 años a ponerse las pilas. Creo que con el Ariane5 y Vega se podría haber tirado mientras tanto, no haber gastado en la rampa para la Soyuz y centrarse en un Ariane 6 reutilizable. Pero entre los intereses económicos y peleas políticas, jodidos y sin visos de cambiar.

FalconFalcon

Perdonar por el Off-Topic
Estoy intentando adquirir los DVD de From the Earth to the Moon. Pero me esta siendo muy complicado. ¿Alguna sugerencia? En Amazón puedes encontrar el formato USA y UK, que no estoy seguro que sea compatible con el formato DVD Europa.
Gracias y perdonar otra vez por el Off Topic

Sergio CostasSergio Costas

Yo tengo los DVDs de Les Luthiers, y están en formato NTSC, y se reproducen sin problema en un reproductor doméstico normal. Lo único, asegúrate de que son multizona.

miguelmiguel

Puedes ripearlos y tostarlos en DVD’s sin la zona geográfica.

Yo buscando una película vieja (en color pero vieja) no la encontraba por ningún lado. La encargué en unos conocidos almacenes y cuando la tuvieron me avisaron … eso si, la cosa se midió en tres años. Es cuestión de paciencia.

JulioSpXJulioSpX

Creo que en esta etapa del desarrollo de los reutilizables SpX esta adelantado,pero en 15 años 10 compañias estaran a la par y lo mas probable es que los grandes monstruos de siempre tengan los mejores precios.

GinésGinés

Va a ser que no. Una década de ventaja es un mundo, y más si tenemos en cuenta que Space X (y Blue Origin) van a continuar desarrollando y perfeccionando su tecnología de reutilización. El que llega primero se lo lleva (casi) todo.

AlxoAlxo

A ver si te crees que la tecnología espacial ya no tiene más avances que los que propone SpaceX actualmente. A ver cómo espera financiar el señor Musk el desarrollo del BFR, porque el desarrollo del F9 y la dragon lo consiguió financiar con los contratos de suministro a la ISS. Con qué la NASA, NRO y el DoD decida no poner un duro en desarrollo en SX, no tiene capacidad de desarrollar un monstruo como ese.

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