Rus-M y Angará

Por Daniel Marín, el 13 noviembre, 2009. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • PPTS • Rusia ✎ 5

Rusia está actualmente desarrollando dos familias de cohetes que deberán definir el futuro de esta nación como líder en el sector de lanzadores espaciales. Estas dos familias son el Angará y el Rus-M que, aunque presentan numerosas similitudes en su diseño, también están separadas por una serie de diferencias claves.

Angará es un proyecto que tiene más de quince años, ya que nació en 1993 como el primer programa de lanzadores desarrollado en Rusia tras la caída de la URSS. GKNPTs Khrúnichev -constructora del Protón- sería la empresa encargada de construir el nuevo vehículo tras ganar un concurso frente a RKK Energía. Aunque surgió en un primer momento con el objetivo de sustituir al lanzador Zenit -fabricado parcialmente en Ucrania- por un cohete 100% ruso, pronto se convirtió en un proyecto más ambicioso que pretendía crear toda una familia de vectores para sustituir a los venerables Soyuz y Protón. El proyecto contaba además con el apoyo de los militares rusos, los cuales querían disponer de un lanzador pesado que pudiese operar desde Plesetsk y evitar así la dependencia del cosmódromo de Baikonur, situado en Kazajistán. Sin embargo, Angará pronto tuvo que enfrentarse al mayor problema de la industria aeroespacial rusa durante los años 90: la crisis económica que azotó el país y que casi termina con la actividad espacial de la nación. Por si fuera poco, las actividades comerciales espaciales que hicieron su aparición por esa misma época, y que permitieron en gran parte la supervivencia de la industria de cohetes rusa, se convertirían en el principal obstáculo a la hora de desarrollar el Angará. Khrúnichev no tenía ninguna prisa por deshacerse del Protón, un lanzador tremendamente rentable desde el punto de vista económico cuyos beneficios permitieron que la empresa renovase sus instalaciones y mantuviese a sus empleados en plantilla. Mientras el Protón proporcionaba dinero en efectivo, el gobierno ruso apenas sólo podía ofrecer vagas promesas de futuros contratos con el Angará.

La clave del Angará sería su diseño modular, a semejanza de los proyectos de EELV estadounidenses Delta IV o Atlas V, que permitiría ofrecer distintas configuraciones de lanzamiento dependiendo de la capacidad de carga deseada. Emplearía queroseno y oxígeno líquido en vez de combustibles hipergólicos debido a su mayor eficiencia y facilidad de manejo. Aunque se coqueteó con la idea de usar propergoles criogénicos y el motor RD-0120 del cohete Energía, se decidió finalmente usar combustibles tradicionales para reducir el coste de desarrollo y, sobre todo, para poder emplear la tecnología derivada del motor cohete más potente de la historia, el RD-170, también usado en el Energía.

Como resultado, el diseño del Angará estaría basado en la combinación de dos tipos de módulos denominados URM (УРМ, Универсальный Ракетный Модуль, «Módulos-Cohete Universales»). Los URM-1, con 133 toneladas de combustible, emplean un motor RD-191. Este motor, desarrollado por NPO Energomash, es una versión de una sola cámara del RD-171 del Zenit con unos 2000 kN de empuje y 311-337 segundos de impulso específico. El URM-2, con 36 toneladas de combustible usa un motor RD-0124A (14D23) -el mismo empleado en los cohetes Soyuz 2-1b- de 194,3 kN y 359 s, construido por la empresa KB Khimavtomatiki. Los distintos URM se pueden combinar para ofrecer hasta seis versiones del Angará:

  • Angará 1.1: versión más pequeña, con un sólo URM-1 y una etapa superior Briz-KM (similar a la empleada en los cohetes Rokot). Tiene una capacidad de 2 toneladas en LEO. Permitirá sustituir a los viejos Kosmos 3M (de combustible hipergólico) y a los Rokot.
  • Angará 1.2: un Angará 1.1 con una segunda etapa URM-2. 3,7 t de capacidad en LEO. Sustituiría a los Tsiklon (también de combustible hipergólico).
  • Angará A3: sustituto del Zenit. Tres URM-1 como primera etapa y un URM-2 de segunda etapa. Capacidad de 14,6 t en LEO.
  • Angará A5: sustituto del Protón y versión prioritaria para Roskosmos. Cinco URM-1 y un URM-2. Capacidad de 24,6 t en LEO.
  • Angará A7: versión oficialmente propuesta durante este último año como lanzador pesado de cara a posibles programas avanzados. Usaría siete URM-1 y tendría una capacidad en LEO de 35-41 toneladas, dependiendo de la etapa superior empleada.



La familia Angará de Khrúnichev usará módulos URM y motores RD-191.


La familia del RD-170 (ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК).


El motor RD-191.

Aunque las versiones más ligeras del Angará permitirían sustituir a los viejos Kosmos-3M, Tsiklon y Rokot, el Angará A3 -supuestamente el sustituto del Zenit- pronto se topó con otro problema: la competencia de TsSKB Progress. Ésta empresa es, junto a Khrúnichev, la otra gran protagonista de la escena rusa de lanzadores espaciales, fabricante de los famosos cohetes Soyuz, la cual ha intentado durante los últimos años sacar adelante distintas versiones del Soyuz. La participación en el programa de la Estación Espacial Internacional y el proyecto para lanzar cohetes Soyuz desde Kourou han proporcionado a la compañía suficiente capital político y económico para hacer realidad estos proyectos, especialmente el Soyuz 2-3 y el Soyuz-1, los cuales harán uso del motor NK-33 desarrollado por Kuznetsov para el programa lunar tripulado soviético en los años 60. El Soyuz 2-3, con una capacidad en órbita baja de 10-12 toneladas, podría entrar en competencia con al Angará A3, aunque la prioridad de Khrúnichev y los militares rusos siempre ha sido el Angará A5 de cara al reemplazo del Protón. Sin embargo, el Soyuz-1 es toda una bofetada para Khrúnichev, ya que con una capacidad de 2,4 t se presenta como una competencia directa para el Angará 1.2. Además, el Soyuz-1 podría utilizar las mismas instalaciones de los cohetes Soyuz que ya existen en Plesetsk, mientras que el Angará debería usar en este cosmódromo una rampa de lanzamiento -diseñada originalmente para el Zenit- y unas instalaciones que aún no han sido totalmente completadas.


Cohete Soyuz-1 (TsSKB Progress).

No obstante, la competencia del Soyuz-1 no es nada comparada con el nuevo proyecto de TsSKB Progress: la familia Rus-M (Русь-М). El lanzador Rus-M surgió tras el reciente concurso que Roskosmos llevó a acabo con el objetivo de buscar un lanzador para la futura nave tripulada rusa, la PPTS. La empresa TsSKB Progress ganó este concurso el pasado abril gracias a un proyecto de lanzador con una capacidad de 15-25 toneladas. Pero muy pronto, el lanzador de la PPTS fue presentado como una versión más de una familia entera de nuevos cohetes muy similar al Angará. Esta vez, el enfrentamiento entre los proyectos de TsSKB Progress y Khrúnichev era evidente. Roskosmos había otorgado este contrato a TsSKB Progress por motivos políticos, ya que así se seguiría financiando a las dos empresas rusas constructoras de cohetes. A cambio, con este contrato Roskosmos ha entrado en un peligroso juego que podría derivar en la duplicación innecesaria de recursos espaciales, algo que Rusia no se puede permitir en la actualidad.

No podemos culpar a Roskosmos por apoyar al TsSKB Progress y al Rus-M en su lucha particular contra el Angará. Independientemente de la crisis económica y de la falta de fondos, Khrúnichev lleva más de quince años con el proyecto Angará sin haber efectuado ni un sólo lanzamiento. Por contra, TsSKB Progress ha sabido mantener sus operaciones con los Soyuz a la vez que ha introducido versiones nuevas (Soyuz 2-1a y Soyuz 2-1b). Cambios modestos, sí, pero cambios al fin y al cabo. La paradoja de la situación es que el apoyo gubernamental al Rus-M se produce cuando Khrúnichev ha logrado al fin el lanzamiento exitoso del primer URM-1 durante pasado verano, utilizado como primera etapa del cohete surcoreano KSLV-1. La única diferencia del KSLV-1 con el Angará 1 es que este cohete emplea un motor RD-151, una versión de exportación del RD-191 menos sofisticada.



La primera etapa del KSLV-1 es básicamente similar al URM-1 del Angará.

Pese a todo, el primer despegue del pequeño Angará 1.1 desde Plesetsk no se espera hasta 2012, un retraso que muchos en Rusia consideran intolerable, especialmente cuando TsSKB Progress promete lanzar el Soyuz-1 un año antes. Además, el Angará 1.1 es una versión de transición que no emplea un URM-2, un elemento esencial para esta familia de cohetes y que deberá debutar con el Angará 1.2, para el cual aún no hay fecha de lanzamiento. Si en los últimos meses Khrúnichev ha reforzado su propuesta del lanzador pesado Angará A7 -antes conocida como Angará 7-, TsSKB Progress ha hecho lo mismo y ha presentado el Rus-MP, una versión con capacidad para más de 50 toneladas en órbita baja.

La familia Rus-M fue la estrella durante el pasado festival MAKS 2009, donde, además de la nueva versión pesada Rus-MP, se desvelaron algunas de sus características. Al igual que la familia Angará, los Rus-M estarán basados en módulos intercambiables, denominados en este caso URB (Универсальный Ракетный Блок, УРБ, «bloque-cohete universal). La empresa subcontratada para la construcción de los URB sería la KB Makeiev, con amplia experiencia en el diseño de misiles balísticos. Los URB empleados como primera etapa también contarán con un motor derivado del RD-171, pero en esta ocasión se trata del RD-180, versión de dos cámaras desarrollada en 1996 para su uso en el cohete norteamericano Atlas V. El RD-180 tiene un empuje de unos 4000 kN, el doble del RD-191 del Angará, lo que permite una mayor potencia por cada bloque propulsivo URB frente a los URM de la familia del Angará. Además, el uso del RD-180 en el Atlas V implica que el gasto en la fabricación de estos motores -la parte más costosa del cohete con diferencia- puede rentabilizarse gracias a la cooperación internacional, algo imposible en el caso del RD-191.

En la segunda etapa, el Rus-M empleará cuatro motores criogénicos RD-0146 de 98 kN construido por KB Khimavtomatiki. Este motor es equivalente al RL10-4-1 estadounidense y supone un salto tecnológico importante para la industria rusa de lanzadores. El empleo de combustibles criogénicos en la segunda etapa es una de las grandes diferencias que separan el Rus-M del Angará.

La familia Rus-M se ofrece en cuatro versiones:

  • Rus-MS: sustituto de los «semyorkas» Soyuz-U y Soyuz-FG. Versión ligera del Rus-M. Consta de un URB como primera etapa y un Bloque I del Soyuz 2-1b como segunda fase, con un motor RD-0124. Tendría una capacidad en LEO de 7 toneladas.
  • Rus-MP: versión para el lanzamiento de la nave tripulada PPTS. Tendría tres URB de primera etapa y una segunda etapa criogénica con cuatro RD-0146. La capacidad en LEO sería de 23,8 toneladas. Entra en competencia con el Angará A5.
  • Rus-MT-35: versión de carga con cinco URB. El URB central actuaría como segunda etapa. Su capacidad es de 35 toneladas en LEO. Entra en competencia directa con el Angará A7.
  • Rus-MT-50: cinco URB como el Rus-MT-35. Tendría además una tercera etapa criogénica agrandada con una capacidad de hasta 50 toneladas en LEO.



La familia Rus-M (Novosti Kosmonavtiki).


Rus-MT-35 (Novosti Kosmonavtiki).


El RD-180.

Parece difícil que Rusia pueda mantener operativos al Angará A5 y al Rus-MP al mismo tiempo, aunque no sería algo totalmente descabellado. Lo que sí está claro es que es del todo imposible el desarrollo de todas las versiones de ambas familias. En concreto, si surge la necesidad de desarrollar un lanzador pesado, sólo podría elegirse entre el Angará A7 o el Rus-MT-50.


Comparativa entre ambas familias.

La familia Rus-M cuenta con la ventaja del empleo de los RD-180 y el apoyo económico derivado de la comercialización de los Soyuz, pero tiene un grave inconveniente, y es que la base de lanzamiento de estos lanzadores deberá estar situada en el futuro cosmódromo de Vostochni. Es decir, deberá emplear instalaciones que aún no han sido construidas en una base de lanzamiento que aún no se ha inaugurado. Por contra, la familia Angará ya dispone de una rampa en Plesetsk y la promesa de un acuerdo con Kazajistán para modificar la rampa UKSS de Baikonur para el lanzamiento del Angará A5 (proyecto Baiterek).

La competencia entre ambas familias parece una repetición del pasado: Korolyov intentó imponer una serie de lanzadores basada en el N1, Cheloméi quiso hacer lo mismo con su familia UR y hasta Yangel sugirió unificar los lanzadores diseñados por su oficina. Posteriormente, Glushkó querría utilizar los lanzadores Zenit y Energía como base de una nueva familia unificada. Todos esos intentos fracasaron, aunque el resultado de tanta duplicación fue psitivo a largo plazo para Rusia, que acabó teniendo acceso a la tecnología de una enorme variedad de medios espaciales. La pugna entre Khrúnichev y Progress por el desarrollo de sus cohetes se desarrollará por contra en una Rusia moderna que no dispone de los amplios recursos que tenía la URSS. ¿Qué familia será finalmente la vencedora?

Referencias:



5 Comentarios

  1. La decisión se tomará a nivel político, por lo que probablemente el acuerdo final chocará con los intereses de unos y otros: me parece dudoso que se decanten por una sola familia de lanzadores; al menos, no en un futuro a corto plazo.
    Por contra, parece bastante plausible que, dependiendo de las necesidades, se decantarán por unos lanzadores u otros, tratando de rentabilizar al máximo los recursos mientras sea posible (veremos qué sucede cuando Vostochni se encuentre plenamente operativo, solventadas las dudas sobre su viabilidad).
    Quizás la oferta de la familia RUS-M sea mas ambiciosa, de cara a dominar el mercado internacional de lanzamientos… ¿Resurgirá todavía con mas fuerza el orgullo espacial ruso?
    Es realmente una decisión difícil, en la que influyen multitud de circunstancias, a su vez sometidas a variables coyunturales (algunas mas objetivas que otras, probablemente, pero no menos importantes).

    Estupendo artículo, como siempre.
    Un saludo!

  2. Yo me pregunto si estan los proton y los soyuz y sus variantes, de verdad hace falta unos nuevos cohetes ? No seria mejor dedicar el dinero a hacer una nueva nave y mas moderna para adaptarla al proton o al soyuz ? Si puede ser quisiera que alguien me lo explicara claramente. saludos jorge.

  3. Es realmente interesante ver como se desarrolla esta competencia. Particularmente creo que el Angará es más realista a corto plazo, pues tiene versiones pequeñas que reemplazan a lanzadores muy utilizados para puesta en órbita de mini satélites por ejemplo. Si tuviese que elegir me quedo con el Rus por el simple hecho de que nace con una versión tripulada, probablemente el A3 ó el A5 podrían llevar tripulaciones pero no está contemplado de arranque. El uso de motores criogénicos a primera vista me parece positivo pero me pregunto si finalmente no jugaría en contra de la reconocida rentabilidad de los cohetes rusos. El tema de Vostochny me parece el mas extraño…por qué no dar un vuelco y contemplar la posibilidad de construir las instalaciones en Plesetsk como el Angará?
    Saludos!

  4. Porque en ves de una version alargada para el Rus-MT (variente 3); Progress no desarrolla mejor la variante 2 con 7 URB (al mejor estilo del Angara A-7) y asi no tener que incurrir en desarrollar dos varientes de URM (variantes 2 y 3), en lugar de incrementar el numero de URM (7 en este caso), pero todos (al igual que el resto de la familia Rus-M) de la variante 2?????

    no se a propuesto esa version por parte de Progress????

  5. Nikolay: no se contempla el Rus-M desde Plesetsk porque se trata de un cosmódromo militar y los militares apuestan por ahora por el Angará.

    De todas formas, hay que recordar que las prioridades para el gobierno ruso son el Angará 1.2 (en competencia con el Soyuz-1), Angará A5 y Rus-MP. Estos últimos no deberían ser competencia directa al operar el A5 desde Plesetsky el MP desde Vostochni.

    Saludos.

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Por Daniel Marín, publicado el 13 noviembre, 2009
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