Estado de la PPTS y el Rus-M

Por Daniel Marín, el 3 septiembre, 2009. Categoría(s): Astronáutica • PPTS • Rusia ✎ 8

El reciente festival aeronáutico MAKS 2009 nos ha permitido repasar el estado de varios proyectos espaciales rusos. El más llamativo es, por supuesto, la futura nave tripulada PPTS (apodada por el momento de forma no oficial Rus y denominada también PTK NP, siglas en ruso de “nave de transporte tripulada de nueva generación”). Aunque la empresa RKK Energía, encargada del desarrollo de la PPTS, todavía tiene un año para definir el diseño final de la nave, poco a poco se va refinando el concepto original. En los últimos meses, los avances más destacados han tenido que ver con el sistema de aterrizaje y el escudo térmico.

Como es sabido, la PPTS utilizará un novedoso sistema de aterrizaje sin paracaídas que emplea cohetes de combustible sólido (aunque el uso de combustibles líquidos se ha sopesado seriamente) para frenar el vehículo desde una altura de casi un kilómetro. Obviamente, este método presenta varios problemas desde el punto de vista de la seguridad -además de ser una causa potencial de infartos entre la tripulación-, por lo que los ingenieros están estudiando incluir un ingenioso sistema de emergencia: en caso de fallo de los retrocohetes, la cápsula de 7,7 toneladas se desprendería del segmento inferior (el más pesado) en el que está instalado el sistema de propulsión. A continuación, se desplegaría un paracaídas para garantizar un aterrizaje brusco pero seguro de la nave, que tendría una masa de sólo 4,5 toneladas. El sistema de paracaídas (KSP) pesaría unos 250 kg, así que no repercutiría excesivamente en la masa útil de la cápsula.


En un descenso normal, la cápsula se desprendería del escudo térmico para que los retrocohetes puedan activarse (Anatoly Zak/www.russianspaceweb.com).



En caso de emergencia, el segmento con los cohetes se desprendería y la cápsula, más ligera, podría ser frenada con un paracaídas (Anatoly Zak/www.russianspaceweb.com).

Además del sistema de paracaídas, RKK Energía ha estudiado la posibilidad de hacer descender la cápsula en aguas del Pacífico, pues al fin y al cabo la PPTS debe ser capaz de amerizar en caso de emergencia al regresar de la órbita (como la Soyuz) o durante un aborto desde el nuevo cosmódromo de Vostochny. Por otro lado, los 12 retrocohetes tendrán varias toberas cada uno, en vez de una sola como se había planeado en un principio, para permitir de esta forma un aterrizaje con una precisión de 2 km.

La siguiente novedad tiene que ver con el escudo térmico. Se confirma que el escudo empleado en la nave será reutilizable (el diseño de la PPTS contempla la reutilización de la cápsula hasta diez veces) y estará segmentado formando un patrón parecido a las losetas del transbordador y compuesto probablemente por carbono reforzado y materiales cerámicos.





Maqueta de la PPTS vista en el MAKS 2009 donde se aprecian las losetas térmicas (Novosti Kosmonavtiki).

En el MAKS 2009 hemos podido ver las especificaciones de la nave, similares a las anunciadas originalmente:

  • Masa total: 12 toneladas.
  • Masa de la cápsula: 7,77 t.
  • Masa del módulo de propulsión: 4,23 t.
  • Tripulación: 6 personas.
  • Diámetro de la cápsula: 4,4 m.
  • Capacidad de permanencia en el espacio acoplada a una estación: 1 año.

En este documento podemos ver una entrevista al presidente de RKK Energía, Vitali Lopota, donde comenta detalles de la PPTS y se pueden ver unos bonitos esquemas del vehículo:





PPTS (RKK Energía).

Por otro lado, el futuro cohete que deberá lanzar la PPTS va tomando forma a cargo de la empresa TsSKB Progress (fabricante de los cohetes Soyuz). Este nuevo cohete ha sido apodado también Rus-M (para no confundirlo con otros proyectos de lanzadores denominados Rus). La versión básica debería tener capacidad para poner 23,8 t en una órbita de 200 km y 51,7º desde Vostochny, aunque su diseño modular permitiría en teoría desarrollar una versión de 50 toneladas (que entraría en competencia con el propuesto Angará 7). Este lanzador usaría como primera etapa tres módulos con queroseno y oxígeno líquido (LOX) que emplearían un motor RD-180 cada uno. En la segunda etapa se usaría el motor criogénico RD-0146.

Puesto que la versión inicial de la PPTS tendría una masa de sólo 12 toneladas, no está muy claro como se va a justificar la capacidad extra -nada más y nada menos que 13 t- de la versión básica del Rus-M. Aunque TsSKB Progress ha comunicado que esta masa adicional se debe emplear en sistemas de seguridad (torre de escape, etc.) o como contingencia ante un aumento de la masa final de la PPTS, es probable que el diseño final de la versión básica del Rus-M -que deberá hacerse público también en 2010- contemple un lanzador más pequeño.


Rus-M (Anatoly Zak/www.russianspaceweb.com).


Maqueta del Rus-M en el MAKS 2009 (Novosti Kosmonavtiki).

Roskosmos mantiene 2015 como la fecha prevista para lanzar la PPTS desde Vostochni sin tripulación. El primer vuelo tripulado deberá tener lugar en 2018 (en un principio se esperaba poder lanzar la versión tripulada en 2015). Si al final el diseño de la PPTS no cambia sustancialmente, podría darse la paradoja de que Rusia disponga antes de 2020 de una nave de 12 toneladas con capacidad potencial para vuelos lunares y para seis personas, mientras que los EEUU tendrían un vehículo de casi 25 t (Orión) con capacidad para sólo cuatro astronautas. De todas formas, habrá que esperar al año que viene para contemplar el diseño definitivo, pues una reducción en el número de tripulantes no sería de extrañar. Además, el futuro de la PPTS está inexorablemente ligado al desarrollo del nuevo cosmódromo de Vostochni, un costoso proyecto de incierto futuro.

Referencias:



8 Comentarios

  1. Dos preguntas:
    -¿A qué se debe que una cápsula más grande lleve menos tripulación que una más pequeña?
    -¿La versión lunar de la PPTS se va a lanzar con el mismo cohete? Porque ésta iba a pesar unas 17 toneladas creo.

    Un saludo.

  2. Bueno, primero habrá que esperar al diseño final de la PPTS para confirmar que su tripulación será de seis personas.

    En todo caso, y contestando a tu pregunta, las causas de la disparidad del número de tripulantes PPTS/Orión son las siguientes:

    1- La PPTS usa el sistema de aterrizaje mediante cohetes, más eficiente que los paracaídas desde el punto de vista de la masa útil.

    2- La reducción de la tripulación de la Orión de 6 a 4 personas se debe a la dificultad de diseñar una torre de escape que pueda “arrancar” a la cápsula durante el ascenso con la primera etapa del Ares-I, de combustible sólido. El Rus-M es un cohete convencional de combustible líquido con menor aceleración, por lo que los requisitos de la torre de escape no son tan importantes.

    La versión lunar de la PPTS se halla en el limbo y viendo lo que está pasando en la NASA no sé si se aprobará durante la próxima década. En todo caso, efectivamente, debería tener una masa de 17 t. Todavía es muy pronto para saber si la versión básica del Rus-M podría lanzarla.

    ¡saludos!

  3. Por lo que leí en la página de Anatoly Zak, misiones tripuladas a Marte tienen más prioridad para Roskosmos que a la Luna. Claro, eso no significa que habrá recursos para una misión tan compleja.
    En mi opinión, la decisión de construir el cosmodromo de Vostochny es política, y no se justifica. Las relaciones entre Rusia y Kazajstán son muy buenas, no hay peligro de que los kazajes pidan a los rusos que dejen Baykonur (inclusive porque eso significa un ingreso considerable de moneda fuerte), y ya hay una enorme y cara infraestructura ya lista para utilizar. Deberían abandonar los planes respecto a Vostochny, y dedicar los limitados recursos al Angara, la PPTS y el Rus-M, que son mucho más prioritarios.

  4. Bueno, no se lo que haremos en el futuro lejano, ni que planetas exploraremos. Pero de momento yo veo la exploración espacial “calentita” con la orion y la PPTS entrando en escena.

    Carlos Ruiz.

  5. Lo bueno de todo esto, aparte de que Rusia vuelve a ponerse las pilas, es que EEUU no dejará de pelear por tener un programa espacial fuerte si ve que estos proyectos progresan. Si al final se mantiene lo que queda de los proyectos de la NASA, quizás acabe siendo gracias a la PPTS y otros proyectos no-americanos.

    En cuanto al Vostochny, probablemente sea una buena decisión construirlo aunque se siga usando Baykonur. Primero porque el nivel de lanzamientos de Rusia está siendo muy elevado últimamente y se prevé que crecerá aún más cuando el Shuttle sea retirado. Segundo porque, aunque las relaciones entre ambos países sean buenas, los lanzamientos no siempre son civiles, a veces son satélites militares, y no creo que Rusia deje que su política de defensa dependa de cómo se levanta ese día de humor el presidente de turno de Kazajastán.

  6. Carlo: coincido contigo. Puedo entender que Rusia quiera “independizarse” de Kazajistán en un tema tan delicado como el acceso al espacio, pero no creo que compense crear desde cero un nuevo cosmódromo, teniendo en cuenta además que Rusia ya cuenta con un cosmódromo operativo (Plesetsk) desde donde lanzar cargas militares.

    Vostochny es un proyecto monstruoso que contempla la creación de rampas para varios lanzadores. Como mínimo, rampas para el Angará y el Rus-M, además de todas las instalaciones necesarias (combustible, telecomunicaciones, etc.). Si tenemos en cuenta que Rusia apenas ha podido construir durante la pasada década UNA rampa nueva en Plesetsk para el Angará (y eso que esta rampa estaba basada en una ya existente), soy pesimista con el futuro del proyecto. Aunque la economía rusa pueda permitírselo -cosa de la que no estoy muy seguro-, ciertamente absorberá una gran pàrte del presupuesto espacial del país en los próximos años.

    Puede que la principal causa de retraso en la PPTS termine siendo el nuevo cosmódromo, lo que sería una verdadera pena.

    Un saludo.

  7. Ufff… parece una penalización excesiva para Orión, casi duplicar la masa de la cápsula para “cumplir” con las aceleraciones de los SRBs “heredados” del shuttle… Y el hecho de que la masa en LEO sea casi el 50% de “eficiente” ( en términos de tripulación ) que la PPTS no creo que haga feliz a los taxpayers.
    Incluso teniendo en cuenta que los cohetes sean más eficientes que los paracaídas, tiene que haber más factores. Estaría bien una comparación side by side 🙂

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Por Daniel Marín, publicado el 3 septiembre, 2009
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