El futuro del Semyorka

La compañía TsSKB Progress de Samara (Rusia) busca desde finales de los años 90 la forma de modernizar los venerables cohetes Soyuz, la encarnación más reciente de la familia Semyorka basada en el misil R-7.

Hasta la fecha, la empresa ha conseguido poner en servicio dos versiones actualizadas del lanzador dentro de la indefinida serie Rus (Русь, no confundir con el nuevo Rus-M que deberá lanzar la nueva nave tripulada rusa). Con el paso de los años, la serie Rus se ha identificado con los cohetes Soyuz-2, aunque la nomenclatura de esta serie es bastante confusa y varía dependiendo de la fuente a la que acudamos. Los Soyuz-2 incluyen sistemas digitales de control y telemetría totalmente reformados, así como una nueva cofia.

Actualmente hay dos tipos de Soyuz-2 en servicio, los Soyuz-2-1a y Soyuz-2-1b. El Soyuz-2-1b hace uso además de una tercera etapa modificada que emplea el nuevo motor RD-0124 (14D23) en vez del antiguo RD-0110 usado en todas las demás versiones del lanzador (incluido el Soyuz 2-1a). Ambos cohetes serán lanzados también desde el centro espacial de Kourou a partir del año que viene bajo el sobrenombre de Soyuz STA y Soyuz STB respectivamente.

Sin embargo, TsSKB Progress tiene planes más ambiciosos que no han podido ver la luz por culpa de las restricciones económicas. La siguiente generación de versiones mejoradas del Soyuz pasaban por sustituir el fiel motor de cuatro cámaras RD-108A/RD-118 usado en la segunda etapa del Soyuz (el bloque central o Bloque A) por un motor de una sola cámara más potente. El candidato favorito para esta tarea era y es el NK-33-1 (11D111). El NK-33-1 es una versión mejorada del mítico NK-33 desarrollado en los años 60 por Nikolái Kuznetsov para la primera etapa del cohete lunar N1. Pese a ser una maravillosa obra de ingeniería, jamás fue empleado en ningún lanzador, ya que cuando Valentín Glushkó -el principal diseñador de motores cohete de la URSS- se hizo cargo de la oficina de diseño Energía, se deshizo de cualquier motor importante que no fuese creación suya. Tras la cancelación del proyecto N1, Glushkó ordenó la destrucción de cualquier elemento del programa lunar, no sólo movido por un rencor personal -que también- sino debido a que la existencia de este cohete se había convertido en secreto de estado. Sin embargo, un gran número de empleados de Energía desobedeció las órdenes de su nuevo jefe y se negó a desmantelar los motores sobrantes, permaneciendo durante décadas ocultos en un hangar de Baikonur. Serían descubiertos otra vez a principios de los 90 y pronto se estudió la posibilidad de emplearlos en lanzadores actuales.


NK-33 (izqda.) y NK-33-1 (dcha.)(Novosti Kosmonavtiki).


RD-107/108 (NPO Energomash).

Durante los años 90 pudimos ver toda una plétora de propuestas de mejora del Soyuz que empleaban el NK-33. La más importante fue conocida bajo el nombre de Yamal, aunque con el tiempo estas versiones se englobarían genéricamente en la serie Soyuz-3. Pero fue con el apodo de Aurora (Аврора, versión de exportación del Yamal) cuando este proyecto tuvo más posibilidades de hacerse realidad. Roskosmos entabló numerosas negociaciones a finales de los 90 para lanzar este cohete desde varias zonas situadas fuera de Rusia. Cape York y la Isla de Navidad (Australia) estuvieron muy cerca de albergar bases de lanzamiento del Soyuz/Aurora, pero desgraciadamente estos proyectos fueron cancelados tras diversas complicaciones políticas y monetarias. Aurora debía ofertarse en dos versiones, una sin etapa superior (con capacidad para 11,86 toneladas en LEO) y otra con la etapa Korvet 11D58M (2,6 t en GEO), fabricada por RKK Energía. Tendría una masa al lanzamiento de 379 toneladas y emplearía un motor RD-0124R para maniobrar el lanzador, ya que el NK-33 estaría instalado en una posición fija para simplificar el diseño.


Maqueta del Yamal con una etapa central agrandada y una tercera etapa más potente (Novosti Kosmonavtiki).


Maqueta de un Soyuz-3 con un NK-33 (Novosti Kosmonavtiki).


Cohete Aurora (Novosti Kosmonavtiki).

Uno de los problemas que surgieron a la hora de construir los Yamal/Soyuz-3 fue la limitada cantidad de motores NK-33 existentes tras el colapso de la URSS. Aunque el número exacto de unidades operativas aún es motivo de discusión, se calcula que existían unos 70 motores disponibles. Paradójicamente, sería el lanzador privado Kistler K-1 el que se interpuso en los planes de mejora del Soyuz. Efectivamente, este cohete debía usar tres NK-33 en la primera etapa, por lo que se entablaron negociaciones para “acaparar” la producción ya existente de estos motores. Debido a la legislación estadounidense, estos motores debían ser probados o modificados en los EEUU antes de ser empleados en un lanzador de este país. Tras varios movimientos “en la sombra”, la empresa Aerojet obtuvo el permiso del gobierno ruso para fabricar bajo licencia el NK-33, bajo el nombre de AJ26-58. Aunque, efectivamente, Aerojet ha realizado modificaciones de este motor y adquirió toda la documentación asociada, ha sido incapaz de crear una línea de producción propia. La “lucha” por los NK-33, junto con la crisis económica rusa, fueron el principal impedimento para avanzar con la serie Soyuz-3.

Debido a la limitada cantidad de NK-33 existentes y a la dificultad de reanudar su producción, se planteó una versión del Soyuz-3 denominada Onega, con un motor RD-191 -similar al usado en el Angará– en el bloque central. Otras modificaciones del Soyuz-3 debían hacer uso de motores RD-0155 en los cuatro bloques laterales (primera etapa), en vez de los RD-107A/RD-117. También se propuso ensanchar la etapa central hasta los 3,44 metros para albergar más combustible y aumentar la capacidad de carga. Otra mejora pasaba por emplear motores criogénicos en la segunda etapa. Con estas modificaciones, el nuevo Soyuz-3 podría lanzar entre 11 y 16 toneladas en órbita baja, dependiendo del la versión y el lugar de lanzamiento:

  • 11 toneladas en LEO: NK-33-1/RD-191 en una segunda etapa ensanchada (Bloque A de 3,4 metros) y RD-0124 en la tercera etapa (Bloque I).
  • 12-13 toneladas: NK-33-1 en la etapa central y uso de motores RD-0155 en los bloques laterales.
  • 15-17 toneladas: NK-33-1 en la etapa central ensanchada y un motor RD-0146 criogénico en la tercera.


Versión del Soyuz-3 con un RD-191 y una tercera etapa que se propuso para lanzar al Kliper (Novosti Kosmonavtiki).

La mayor parte de estas encarnaciones del Semyorka serían presentadas por la empresa RKK Energía, que prácticamente asumió el rol de agencia espacial rusa hasta mediados de esta década, cuando Roskosmos y el gobierno federal empezaron a afianzar su poder sobre el caótico sector aeroespacial. La muerte del proyecto Kistler K-1 liberó el uso de NK-33 para la industria rusa, aunque poco después Aerojet y Orbital firmaron acuerdos para usar estos motores en el lanzador Taurus II. En los últimos años, la recuperación económica de Rusia ha permitido resucitar la esperanza de una renovada producción del NK-33 en su lugar de origen, por lo que TsSKB Progress ha continuado con sus planes de incorporarlo al Semyorka. Incluso se llegó a proponer una versión que empleaba estos motores tanto en la etapa central como en los cuatro bloques laterales.


De izqda. a dcha.: Soyuz-2, Soyuz-2-3 y Soyuz-3. En esta imagen vemos una de las últimas encarnaciones del Soyuz-3, con NK-33 en todos los bloques de la primera y segunda fase (Novosti Kosmonavtiki).


Distintos motores de la serie Semyorka y Angará.

En la actualidad, los planes de futuro de TsSKB Progress se llaman Soyuz-1, Soyuz-2-3 y Rus-M.

El Soyuz-2-3 deberá incorporar por fin un NK-33 en la etapa central y podrá poner entre 10 y 11 toneladas en órbita baja, frente a las aproximadamente 7 toneladas del Soyuz-FG. A diferencia del Yamal o el Aurora, el NK-33 del Soyuz-2-3 podrá moverse para dirigir el vehículo, eliminando la necesidad de motores vernier. El sistema de control del NK-33 ha sido desarrollado por la empresa KB Arsenal. Si este lanzador logra ser aprobado, TsSKB Progress no descarta crear una nueva versión con motores RD-0155 en los bloques laterales para aumentar la carga útil a 12 toneladas.


Soyuz-2-3 (TsSKB Progress).

El proyecto Soyuz-3 ha dado paso al Rus-M, el futuro cohete pesado que deberá lanzar a la nueva nave tripulada rusa PPTS. La versión básica tendrá una capacidad de 23 toneladas en LEO. TsSKB Progress ha decidido abandonar el NK-33 para este proyecto y se ha decantado por el RD-180, con unas prestaciones superiores (pero un mayor precio).


Versiones del Rus-M (Anatoly Zak/russianspaceweb.com).


Versión básica del Rus-M (Novosti Kosmonavtiki).

Pero es el pequeño Soyuz-1 el que ha acaparado la atención de los medios en los últimos meses. El Soyuz-1 (antes conocido como Soyuz-2.1v) es un lanzador Soyuz sin los cuatro bloques laterales y con un NK-33-1 en el bloque central. Tendría una masa de 158 toneladas (frente a las 305 t del Soyuz-FG) y podrá poner en órbita baja entre 2,1 y 2,8 toneladas. Parecía que este programa no sería aprobado jamás por un simple motivo: entra en competencia directa con el Angará 1 de Khrunichev. Pero parece que la lucha entre TsSKB Progress y Khrunichev se ha saldado en esta ocasión con victoria de la primera, porque el Soyuz-1 sigue adelante. Recientemente se ha sabido que la compañía de Samara planea lanzarlo en 2011, un año antes que el vuelo inaugural del Angará 1.1. El Soyuz-1 podría sustituir al Tsiklon y al Rockot en el lanzamiento de cargas militares desde Plesetsk. De hecho, parece que el apoyo a este lanzador por parte de la cúpula militar rusa ha sido decisivo a la hora de sacarlo adelante.


Cohete Soyuz-1 (TsSKB Progress).


Relaciones entre los lanzadores Soyuz-2-1b, Soyuz-1 y Soyuz-2-3 (Anatoly Zak/russianspaceweb.com).


Diferencias entre el Soyuz-1 y el Soyuz-2-1b (TsSKB Progress).


El Soyuz-1 en las instalaciones de lanzamiento del Semyorka (Anatoly Zak/russianspaceweb.com)

En definitiva, los proyectos Soyuz-1, Soyuz-ST y Rus-M parece que permitirán ampliar la vida de la mítica familia Semyorka hasta bien entrado el siglo XXI.

Referencias:



6 Comentarios

  1. Hola Dani, las barras que unen las etapas inferior y superior en forma de triángulo ¿reciben algún nombre en especial? porque me gustaría buscar a ver si encuentro algún tipo de información sobre ellas en internet, sería interesantísimo saber de qué material están hechas (supongo que de acero), porque tienen que aguantar una carga brutal.

    Saludos.

  2. Hola Ango: las estructuras de unión entre la segunda y tercera etapa forman parte de la segunda etapa (Bloque A), pero no te sé decir con seguridad de qué están hechas. Eso sí la mayor parte del cohete está construido en aleaciones de aluminio.

    Anónimo: no hay ninguna versión planeada con sólo dos bloques laterales. Las únicas versiones que se contemplan son el Soyuz-1 y el Soyuz 2-3.

    Saludos.

  3. La maqueta del Soyuz 3 me encanta. Esta forma de los bloques laterales le da un bonito toque moderno. Una pena que no lo vayan a construir.

    Lo de las barritas es cuando menos curioso, es un diseño eminentemente de la escuela rusa/soviética ya que no se ven en ningún aparato americano.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 17 septiembre, 2009
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Cohetes • Rusia