Rossiyanka, la respuesta rusa a SpaceX que nunca fue

El Falcon 9 de SpaceX ha revolucionado la industria de lanzadores espaciales por su capacidad para reutilizar la primera etapa y, un factor que a veces se nos olvida, por la sencillez de su diseño. Este último punto hace que el Falcon 9 guarde ciertas similitudes con varios lanzadores rusos, de ahí que mucha gente se plantee si en este país no se ha estudiado responder al desafío de SpaceX con un lanzador similar. Quizás la propuesta de vector ruso más parecida al Falcon 9 haya sido el Rossiyanka (Россиянка, «rusa»). Este cohete de la empresa GRTs Makeyev, tradicionalmente a cargo de la construcción de los misiles balísticos rusos lanzados desde submarinos, debía tener dos etapas y la primera sería reutilizable con el objetivo de abaratar los costes de lanzamiento.

Cohete Rossiyanka con una primera etapa reutilizable ()
Cohete Rossiyanka con una primera etapa reutilizable (GRTs Makeyev).

Ambas etapas usarían metano (gas natural) y oxígeno líquido para favorecer la reutilización. La primera etapa tendría un curioso aspecto achatado al estar dispuestos los tanques de propelentes a los lados del eje principal. Esta forma obedecía al deseo de los diseñadores de aumentar el control de la etapa durante el vuelo de regreso, ya que de este modo el centro de masas no variaría tanto como si la etapa tuviese una forma convencional (como la del Falcon 9). La primera etapa dispondría de cinco motores y, tras su separación a unos 60 kilómetros de altura y 1,5 km/s de velocidad, realizaría un encendido para volver al lugar de lanzamiento, seguido de otro para frenar la velocidad de reentrada atmosférica después de haber superado los cien kilómetros de altura en su trayectoria. Por último, el encendido final para el aterrizaje se produciría a un kilómetro de altura. Seguro que este esquema nos suena a todos, porque es muy parecido al que usa SpaceX en sus misiones.

Trayectoria de lanzamiento del Rossiyanka y el retorno al lugar del lanzamiento de la primera etapa (GRTs Makeyev).
Trayectoria de lanzamiento del Rossiyanka y el retorno al lugar del lanzamiento de la primera etapa (GRTs Makeyev).

Esta primera etapa se podría reutilizar hasta 25 veces. Rossiyanka tendría una masa al lanzamiento de 750 toneladas y una capacidad en órbita baja de 21,5 toneladas, cifras parecidas al Falcon 9 v1.2. Si la segunda etapa usase hidrógeno y oxígeno líquidos la capacidad podría aumentar hasta las 35 toneladas. El sistema de control estaría basado en el del Soyuz y se usarían las señales de un sistema de radar y del sistema de posicionamiento GLONASS para dirigir la etapa hasta el lugar de lanzamiento. Los cinco motores de la primera etapa —con un empuje de 250 toneladas cada uno— y el único de la segunda —con un empuje de 290 toneladas— correrían a cargo de la empresa KBKhM Isayev. Rossiyanka fue presentado originalmente en 2007 y en 2012 perdió el concurso organizado por Roscosmos para desarrollar el cohete reutilizable MRKS (luego conocido como MRKN). Makeyev no ganó el concurso a pesar del interés de la propuesta de Rossiyanka. En su momento el que Makeyev perdiese este concurso no llamó demasiado la atención porque esta empresa lleva décadas intentando desarrollar lanzadores espaciales sin éxito, más que nada porque las principales empresas del sector en Rusia —Khrúnichev, RKTs Progress y RKK Energía— han maniobrado para que así sea.

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Modelo del MKRN en la configuración actual para pruebas de túnel de viento en el TsAGI en 2014-2015 (TsAGI).

En lugar del Rossiyanka Roscosmos eligió la tecnología del proyecto Baikal para el MKRN, esto es, la reutilización de los bloques de la primera etapa mediante alas. Esta tecnología —desarrollada originalmente dentro del marco del programa Energía-Burán en los años 80 y, posteriormente, con el programa Baikal— se basa en que las etapas vuelvan a Tierra como si fueran aviones gracias a alas desplegables y motores a reacción. Para Roscosmos la experiencia con el Baikal significaba que no era necesario empezar desde cero, mientras que la propuesta Rossiyanka fue considerada demasiado compleja y arriesgada. El MKRN sigue oficialmente adelante, sobre todo gracias al apoyo de los militares, pero la falta de fondos se ha traducido en una congelación de facto del proyecto (en la última versión del MKRN los bloques laterales, denominados VRB, usan alas fijas).

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Propuesta de los años 80 de etapa Blok A reutilizable del cohete Energía dotado de alas (www.buran.ru).
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Cohete reutilziable Baikal de NPO Mólniya de los años 90 (NPO Mólniya).

Hoy en día todos los esfuerzos de Rusia relativos a lanzadores espaciales pasan por el Féniks (Soyuz 5), la versión totalmente rusa del Zenit que debe servir de base para la familia de lanzadores pesados STK con capacidad para situar 50 y 90 toneladas en órbita baja. El Féniks es un cohete interesante que permitirá mantener viva la línea de producción del RD-171, el motor de combustible líquido más potente del mundo, pero tecnológicamente no deja de ser similar al Zenit, un vector de los años 80. La reutilización solo es rentable con una tasa de vuelos muy elevada y no es ni mucho menos imprescindible que todos los cohetes la incorporen, pero al menos Roscosmos podría haber potenciado el desarrollo de un lanzador que copiase al Falcon 9 en su otra gran ventaja: la sencillez de su diseño. Tras los logros de SpaceX Makeyev ha intentado resucitar el Rossiyanka varias veces estos últimos años, pero por el momento sin éxito. El Féniks es la prioridad absoluta del programa espacial ruso, hasta el punto que incluso se ha dejado en un segundo plano al Angará A5, el cohete ruso moderno más potente en servicio.

Cohete Soyuz 5 (aka Féniks o Sunkar) (RKK Energía).
Cohete Soyuz 5, el “Zenit ruso” (aka Féniks o Sunkar) (RKK Energía).
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Versiones del lanzador pesado STK basadas en el Soyuz 5 (RKK Energía).

43 Comentarios

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Fernando GeneraleFernando Generale

No dudó que los rusos podrían sacar adelante una versión mejorada del Falcón 9 pero …
Tendrían que dejar de jugar a ser super potencia y sobretodo deshacerse del zar Putin y lo veo muy improbable a cortó plazo .

MonoMono

Daniel, una duda tecnica que debo responder, porque debia realizar un ensendido de frenado y otro de aterrizaje? No ahorraria combustible si fuera un solo ensendido a lo blu origin? Y otra cosa embes de usar propulsion quimica me encantaria ver una segunda etapa que uzara propulsion solar termica como las naves mineras de trans astra, no seria tan complejo pero aumentaria tremendamente la eficiencia y la carga util, tambien seria una opccion la propulsion termica o electrica alimentada con laser, o al menos la solar electrica.
O es muy tonto lo que estoy diciendo?
Porque nadie lo ha hecho?

Enrique Moreno

Date cuenta de que el cohete no tiene un movimiento vertical en el momento de la separación de la primera etapa. Empieza el lanzamiento en vertical, pero en cuanto despega, poco a poco se va “tumbando” hasta hacerse (casi) horizontal a poco más de 100km de altura. Cuando se suelta la primera etapa (hacia los 70 km) está ya bastante horizontal. Eso significa que la primera etapa debe frenar su velocidad horizontal hasta invertirla para volver hacia atrás. Una vez ha conseguido esto, puede apagar los motores para realizar una trayectoria balística y dejarse caer a velocidad terminal. Cuando falta poco para que llegue al suelo, debe encender de nuevo los motores para poder aterrizar.

Además de esto, debe encender los motores cuando re-entra en la atmósfera para evitar que la fricción del aire a tan elevada velocidad lo “tueste”.

Te recomiendo el vídeo de SpaceX:
https://www.youtube.com/watch?v=Tk338VXcb24
Saludos.

opqaopqa

A lo ya dicho por Enrique Moreno, comentar que si te refieres al New Sheppard de BlueOrigin, éste no es comparable al Falcon 9, el New Sheppard no sube ni tan alto ni (sobre todo) alcanza tanta velocidad en su vuelo como el Falcon:
https://i.redditmedia.com/ibVwTU1AvH...3a9f96c4523
Por lo que como puedes ver en el gráfico, no precisa el encendido de re-entrada para evitar chamuscarse por el calor generado a altas velocidades.
Lo que está por ver es si el New Glenn de BlueOrigin, que será comparable al Falcon Heavy en tamaño y capacidad de carga necesitará de éste encendido de re-entrada o no, aunque lo más probable es que sí.
Respecto al primer encendido, el que invierte la velocidad y permite a la primera etapa volver a la base, ese sí es completamente opcional, y de hecho en algunas misiones en las que no queda suficiente combustible no se hace, por lo que ésta tiene que aterrizar en la barcaza en el océano en vez de en tierra.

OrlandoOrlando

Me sumo con la mayor de las amabilidades a la revisión ortográfica. Un consejo es pegar el texto en Word u otro procesador de textos, y pasarle el corrector ortográfico. El texto queda mucho más presentable y más fácil de leer (hay faltas de ortografía que te obligan a parar para entender lo escrito). Gracias de verdad de antemano.

Julio PárragaJulio Párraga

Y porque no hacen al feniks como al block-A del energía??? Ya la tecnología y experiencia la tienen desde hace mas de treinta años!!!

FedeFede

Porque ese cohete ya existe, es el Zénit, y tiene el problema que tiene tecnología Ucraniana.

Enrique Moreno

En Rusia no falta ni talento ni tecnología. Una pena que a pesar del aperturismo, la burocracia y las “intrigas palaciegas” sigan siendo la firma de la casa…

AlxoAlxo

Me da la impresión que tienes predilección por el programa espacial ruso, que no es malo, pero en las entradas que escribes sobre ello se nota que tienes un conocimiento muy profundo de la historia de este programa, que es menos conocida que la americana y europea, por cuestiones obvias. Me encantan estas entradas que combinan el pasado con el presente y futuro.

FidelusFidelus

Bueno , yo no soy ni pro ruso, ni pro americano, pero parece que los rusos han suplido muchas veces la falta de dinero con talento, y eso a cualquier espacio trastornado es lo que le atrae. Saludos!

MonoMono

Que decepcion, yo solo queria saber por que el coete debe frenar dos veces y me salen con la ortografia, tenganme piedad, fui a escuela publica, tengo que vivir sabiendo que escribo mal, un poco de compacion.

Hilario GómezHilario Gómez

A no ser que en tu país en la escuela pública las clases de Lengua Española sean distintas a las de la escuela privada (cosa por lo demás absurda) te ruego que no busques excusas. No sabes de ortografía. Punto. Y de eso no tiene la culpa ni la escuela pública.
Y recuerda, “cohete” se escribe con H intercalada. Y “compacion” es con S no con C. Puedo dejar pasar lo de las las tildes, pero la ortografía básica no.
Por favor, dejad de maltratar el idioma común, que ya tenemos bastante con las redes sociales, los periodistas deportivos y las diputadas de Podemos.

Hilario GómezHilario Gómez

Claro, las famosas “portavozas” es a lo que me refería sin nombrarlo para no herir susceptibilidades.

BotswanafireBotswanafire

Tal vez es difícil de entender en España donde se cuida mucho la educación en la lengua y el presupuesto en educación en las escuelas públicas y en formación de profesores es relativamente alto.

Tienen que entender que en otros países, para empezar el presupuesto de educación es muy inferior y el nivel de formación de los profesores lo resiente. Si el maestro ya va con faltas de ortografía, sus estudiantes las van a heredar porque el mismo maestro no va a saber corregirlas porque no sabe que son faltas. Es una realidad y ocurre, aunque les sea difícil de entender. Muchas veces simplemente los maestros no hacen énfasis suficiente en corregir eso, en parte por su mala formación, en parte porque debido a sus bajos salarios se ven obligados a trabajar muchas horas extra y ya se sabe que el que mucho abarca poco aprieta. Esto tiene consecuencias cosas como que los estudiantes lleven la ortografía sin corregir y hereden la falta de importancia que le da el maestro al tema. Para mucha gente en ciertas regiones que no pueden acceder ni siquiera a la educación pública, el solo saber leer y escribir, aun con faltas ya es algo muy apreciado. Si además en el acento local diferentes letras como “s”, “c” o “z” tienen el mismo sonido, es más fácil aun que se confundan.
Es difícil ponerse en los zapatos del otro cuando nunca has vivido o visto de cerca esa situación, pero hay que entender que no todo en el mundo funciona como en nuestro entorno, y no porque la gente así lo quiera.

Chato Wilbury

Mono: Enrique Moreno sí te contestó. El cohete frena dos veces porque primero debe regresar a casa y luego detener su velocidad.

Y no te preocupes por lo que te digan de la ortografía. Eso se cura leyendo y practicando. Este blog es de Astronáutica, no un club literario.

Es probable que quien te critica no domina todas las ramas del conocimiento y probablemente tu seas un experto en alguna otra actividad. No tenemos porqué ser capaces en todas las disciplinas.

Hilario GómezHilario Gómez

No, si ahora va a resultar que saber expresarse por escrito más o menos correctamente en español va a ser un arcano conocimiento solo al alcance de mentes privilegiadas… Lo que hay que leer.

Hilario GómezHilario Gómez

Sinceramente, yo no sé a qué mente embotada por el vodka se le ocurrió que el proyecto Baikal tenía más posibilidades de salir adelante que el Rossiyanka. La simplicidad de este último (y su elegancia) contrasta con esa pesadilla de la ingeniería aeroespacial que es el Baikal, con esas alas, ese tren de aterrizaje con ruedas, esos reactores… Pero bueno, da lo mismo: otro bonito diseño sin posibilidades dadas las apreturas económicas del programa espacial ruso.

Angel24MarinAngel24Marin

La industria electrónica rusa no es tan capaz como la occidental. De echo importan mucho de esta. Un aterrizaje vertical requiere de mucha más complejidad en el control que uno aerodinámico del que tienen bastante experiencia. Controlar que la velocidad y la altitud sea 0 en el mismo momento necesita de un control preciso y robusto.

TururuTururu

“Mientras que la propuesta Rossiyanka fue considerada demasiado compleja y arriesgada.”

Unos años después SpaceX hace lo que se consideraba demasiado arriesgado, que no quita que lo de las alas sea más seguro… pero ahí están los resultados que pintan positivos.

NikohasNikohas

Espero con ansias una entrada sobre el aplazamiento del ultimo lanzamiento del soyuz con la progress y el supuesto record que iban a batir de acoplamiento a la EEI en 3 h y media….Gracias por tu trabajo Daniel

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Creo que SpaceX y su existosa apuesta por la reutilización ha sido algo excepcional. Ni Rusia ni ningún otro país ha desarrollado algo parecido. Rusia, además, tiene ahora las limitaciones que todos conocemos -aunque no todos nos podríamos de acuerdo sobre sus causas y sus posibles soluciones- y que hacen muy difícil que pueda desarrollar algo similar, e insista en tirar de sus lanzadores convencionales.

AlxoAlxo

Aún está por demostrar que sea tan económico como SpaceX lo hace parecer. Estudios sobre reusabilidad lo llevan haciendo desde los 70, el transbordador espacial ya fue parte de esa tendencia.

Hilario GómezHilario Gómez

Hombre, pero es que lo del transbordador espacial estaba claro prácticamente desde el principio que no podía ser. A finales de los 60 y primeros 70 los de la NASA trataron de vender la burra de que su proyecto de avión espacial era barato, seguro y confiable, que sería completamente reutilizable y que el coste de orbitar un kilo de carga pasaría de 2.200 dólares a 45 dólares ( de 1969), que harían 50 vuelos al año, que cada transbordador tendría una vida útil de 100 vuelos… Pero tuvieron problemas tecnológicos desde el principio, el año con más vuelos solo vio 9 lanzamientos, nunca construyeron la versión carguero de 70 toneladas y solo construyeron cinco aparatos pero perdieron dos, matando a 14 astronautas. Y todo ello a cambio de 190.000 millones de dólares cuando la NASA había calculado en 90,000 millones de dólares el costo total del programa. EEUU se gastó más en el programa “shuttle” que en el costo combinado de los viajes a la Luna, la creación de la bomba atómica y la construcción del canal de Panamá.

Cualquier comparación con SpaceX es de broma. Hoy tienes un cohete, el Falcon 9, que te pone un satélite en órbita por 56 millones de dólares o menos (en versión recuperable) y un lanzador pesado capaz de enviar cualquier cosa a la órbita baja, ala geoestacionaria o a la Luna por 150 millones (en modo desechable).

Carlos MatemáticoCarlos Matemático

Aunque soy asiduo lector de este blog, muchas perlitas se me pasan (sin intención) por alto. ¿El Falcon 9 puede enviar cargas a la Luna? Pregunto porque no sé: 1) ¿Puede poner una sonda a orbitarla?, 2) ¿Puede estrellar algo contra la Luna? o 3) ¿Puede posar algo sobre ella?
Agradezco información que desconozco

UlisesUlises

“Lanzador pesado”.. Se refiere al Falcon Heavy, no al Falcon 9.

Carlos MatemáticoCarlos Matemático

Gracias Ulises. A veces leo demasiado apurado. Ya me parecía que el Falcon 9 no tenía tantas prestaciones

AntonioAntonio

Sí que desarrollaron algo parecido, los propulsores laterales del Energia. Como el Energia se canceló al poco de empezar, no son famosos, pero la tecnología estaba desarrollada. Vale que no era exactamente igual, ya que en el descenso usaba en parte paracaídas y en parte cohetes, pero la función era la misma, cohetes que aterrizaban en tierra para ser recuperados sin daños.

opqaopqa

Desde el desconocimiento, sobre la sencillez de diseño del Falcon 9 que se comenta en el artículo y que ya he leído en otros lugares. ¿Se podría elaborar algo más?
Porque, quiero decir, de cara a un profano en el tema como yo todos los lanzadores parecen más o menos iguales en diseño, un tubo vertical “lleno de combustible”, con los motores debajo y la “carga/segunda etapa” encima.
La mayor diferencia quizá (dejando de lado el tamaño/capacidad de carga claro está) esté en el diseño y disposición de los motores. En éste sentido, tengo entendido que el Falcon 9 usa un tipo de motor (de ciclo abierto), más sencillo que otros, pero ¿es ésta la única característica en la que radica su “sencillez”? ¿o hay otras diferencias más sutiles (estructura, disposición de tanques, materiales, número de sensores/actuadores, sistema de guía y control, etc. que marquen la diferencia de precio y complejidad entre éste lanzador y otros de su misma categoría?

Gracias de antemano.

Sergio CostasSergio Costas

Así a bote pronto, y sin ser un experto, otro detalle de sencillez es usar dos etapas en vez de tres, y usar los mismos combustibles y motores en ambas. En cohetes más complejos la primera etapa es de kerolox y la segunda criogénica, por ejemplo, lo que obliga a usar motores diferentes, con diferentes requisitos, y además las etapas físicamente tienen que ser también muy distintas en cuanto a relaciones de tamaño de los tanques, aislamiento térmico, etc.

Además, los motores se controlan, por lo que leí, con ordenadores no especiales para sistemas espaciales, sino completamente comerciales, y consiguen la fiabilidad deseada mediante mucha redundancia (si entendí bien, son tres equipos, cada uno doblemente redundante).

Sergio CostasSergio Costas

Y bueno, otro detalle de sencillez es utilizar kerolox en lugar de combustibles criogénicos, que aunque son más eficientes son mucho más complicados de manejar.

Martínez el FachaMartínez el Facha

El F9 es conceptualmente sencillo, pero la implementación puede ser sofisticada a nivel técnico.

Además de los ejemplos citados por Sergio añado algunos más:

-Las dos etapas tienen el mismo diámetro; eso simplifica el proceso industrial de construcción.

-Utiliza el mismo motor (en versión atmosférica y vacuum) en las dos etapas. Comparado con desarrollar un motor específico para cada etapa ahorra tiempo y dinero.

-La arquitectura del motor es super-sencilla. Eso permite que se pueda fabricar barato y en grandes cantidades. Además es muy ligero.

-Toda esta simplicidad repercute en la masa del cohete, que es muy reducida. Los depósitos -unidos por un ‘common bulkhead’ para minimizar la masa- son de una aleación hi-tech de Al-Li (Aluminio-Litio) proporcionada por la NASA.

-La simplicidad no se refiere sólo al cohete, sino que afecta a todo su entorno: el transporte, la rampa de lanzamiento, la cantidad de personal, la sala de control, los preparativos para lanzar una misión

Jimmy MurdokJimmy Murdok

El cohete está en los límites de ser transportado por carretera. La electrónica se fabrica en casa para abaratar, la primera y segunda etapa comparten motores, diámetro de los tanques, proceso de fabricación… se integra horizontalmente, es muy fácil de probar en la rampa. Los motores se simplificaron tremendamente eliminando válvulas para simplificar su construcción y seguridad.

En general todo el diseño está pensado por una empresa que necesitaba un producto funcional, barato, luego mejorable y escalable.

AedibAedib

Desde el punto de vista práctico, lo único a recuperar en forma práctica para los rusos serían los 4 boosters iniciales del lanzador Soyuz. Incluso tal vez se pueda hacer con paracaídas (como lo hacen lanzando tanques desde los aviones). Así recuperarían la mayoría de los motores de cada Soyuz y no perderían capacidad en LEO.

GMGM

Lo que podría haber sido o sería interesante es que Makeyev hubiera atraido al Rossiyanka a alguno de los muchos millonarios rusos en un estilo de Space X, en vez de seguir vendiendo el proyecto al gobierno. Como el caso de Vladislav Filiov, propietario de la aerolínea S7, que acabó adquiriendo Sea Launch.

¿Qué hubiera pasado si este magnate u otro hubiera financiado la reconversión de alguna de las muchas bases de ICBMs soviéticas en Rusia a las que tiene acceso Makeyev, así como el desarrollo del lanzador? ¿Hoy habría o puede haber pronto otro Space X, no una copia como LinkSpace (http://danielmarin.naukas.com/2017/0...res-chinos/)?

Porque esto nos demuestra que desde 2007 al menos ya había más gente pensando en este concepto aparte de Space X.

Martínez el FachaMartínez el Facha

Makeyev parece un OKB muy interesante. Como dices, sería bueno parala cohetería que pudiera atraer capital.

Otro ejemplo de cohete reutilizable de Makeyev es el SSTOCorona:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/CORONA_(SSTO)

*****

Un interesante ejemplo de estudio de 2008 sobre el tema:

-“Orbital Access Methodologies Part V: Boostback TSTO”

http://selenianboondocks.com/2008/06…tback-tsto/

-” Orbital Access Methodologies Part IV: Glideback TSTO”

http://selenianboondocks.com/2008/06…eback-tsto/

…etc.

*****

@El Nuevo:

Existe un estudio de ULA de 2008 sobre el tema de recuperación de motores. Puedesencontrarlo aquí junto con un artículo sobre el estudio:

-“Partial Rocket Reuse Using Mid-Air Recovery”

http://selenianboondocks.com/2008/09…y-a-review/

ULA pretende implementar su sistema SMART -que así se llama- en 2025, pero dudo que realmente tenga intención de hacerlo.

*****

@Daniel: Muy interesante. Un placer, como siempre.

@Admin del foro: he repetido el comentario porque el otro aparece y desaparece. Si aparecen los dos, mejor borrar uno, please.

El NuevoEl Nuevo

¿Y no sería más fácil y barato para abaratar los lanzamientos recuperar solo el motor (incluso usando paracaídas y/o airbag) y desechar el resto? ¿No se ha estudiado hacer algo así?

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