11K37, el Zenit gigante

Por Daniel Marín, el 7 noviembre, 2010. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Rusia • sondasesp ✎ 28

Zenit y Energía fueron los lanzadores soviéticos más avanzados. Su introducción en los años 80 supuso una revolución tecnológica en el programa espacial de la URSS totalmente inesperada por parte de Occidente. Aunque el cohete gigante Energía no ha sobrevivido el paso del tiempo, su hermano menor ha conseguido resistir todo tipo de vicisitudes políticas y económicas. El Zenit (11K77) fue introducido para llenar el hueco existente entre las capacidades de carga del Soyuz y el Protón. Debía haberse convertido en el caballo de batalla del programa tripulado al lanzar la nave Zaryá, además de jugar un papel fundamental en los programas militares gracias a la rampa del cosmódromo de Plesetsk.


Cohete Energía (www.buran.ru).


Cohete Zenit (Roskosmos).

Es normal que las autoridades soviéticas estudiasen varias aplicaciones de la revolucionaria tecnología del Zenit. Ya en 1976, KB Yuzhnoe -la oficina de diseño encargada de este lanzador-, junto con NPO Energía -supervisora general del programa Energía-Burán- comenzaron a estudiar la posibilidad de desarrollar un cohete pesado basado en el Zenit capaz de sustituir al Protón. El proyecto se denominó 11K37 y debía poner 40 toneladas en órbita baja, frente a las 20 toneladas del Protón.También sería capaz de lanzar 35 toneladas en órbita polar y poco más de 5 toneladas en órbita geoestacionaria (GSO). La relativa poca capacidad en GSO se debe a que el 11K37 no estaba optimizado para esta tarea.


Aspecto del 11K37 (Novosti Kosmonavtiki/KB Yuzhnoe).

La característica principal del 11K37 es que la primera etapa estaría formada por un cúmulo de tres cohetes Zenit, de ahí el apodo de “Trizenit”.Más concretamente, se trataría de la unión de tres Bloques A del cohete Energía, pues no debemos olvidar que el Zenit estaba basado en la primera etapa de este lanzador. La segunda etapa estaría en el centro del conjunto e incluiría tres motores RD-141 (17D18, 214 toneladas de empuje, 361 s de Isp). La masa total del lanzador sería de 1400 toneladas. El diseño multibloque a la Soyuz permitía ahorrar tiempo y dinero, pero se estudió también una versión monobloque con un diámetro de 5,4 metros. Puesto que este tamaño impedía el transporte por ferrocarril, se sugirieron otras posibilidades (aviones, dirigibles, barcazas, etc.). También se llegó a estudiar un esquema de montaje vertical en la rampa, lo que hubiese supuesto toda una primicia dentro de la URSS.


Sistema de montaje vertical para el 11K37 (KB Yuzhnoe/russianspaceweb.com).


Bloque A del Energía (izquierda) y primera etapa del cohete Zenit (www.buran.ru).

La etapa superior del 11K37, Shtorm o Vikhr, debía poner en órbita un remolcador interorbital para transporte de satélites. Desgraciadamente, el nuevo cohete hubiese necesitado una nueva rampa de lanzamiento, además de usar el edificio de montaje del Energía-Burán (MIK-112). Finalmente, el proyecto sería cancelado debido a su complejidad y a la falta de un objetivo claro. Poco después, RKK Energía iniciaría en solitario el diseño del Energía-M, una versión menor del gigantesco cohete con capacidad para 34 toneladas en órbita baja.

Al mismo tiempo que se proponía el 11K37, KB Yuzhnoe y NPO Polyot estudiaron otra variante del Zenit, en este caso más pequeña, para sustituir a los lanzadores Kosmos. El cohete, llamado 11K55 usaría una primera etapa basada en el Zenit, pero con un motor RD-171 de dos cámaras en vez de cuatro. La segunda etapa tendría tres motores 11D58M de la etapa superior Blok-DM. El 11K55 tendría una masa al lanzamiento de 210 toneladas y una capacidad en LEO de 5 toneladas.


11К55 (Novosti Kosmonavtiki).

Si a alguien le resulta familiar este esquema, es normal. La “versión de dos cámaras” del RD-170 recibe hoy en día el nombre de RD-180 y se usa en los cohetes estadounidenses Atlas V. Por otro lado, resulta curioso como el 11K55 se parece mucho al actual Taurus II de Orbital. La familia Zenit resultante -11K55, 11K77 y 11K37- podría haber sustituido a todos los lanzadores en activo, salvo al Soyuz.

El Zenit todavía despega hoy desde el cosmódromo de Baikonur y la plataforma Odyssey situada en medio del Océano Pacífico. Sin embargo, su futuro se presenta más oscuro que nunca. La empresa Sea Launch ha quebrado recientemente y solo la voluntad de la compañía rusa RKK Energía la está manteniendo a flote (literalmente en este caso). Se suele decir que el Zenit es un cohete ucraniano, pero no olvidemos que esto no es exactamente cierto. En la primera etapa podemos encontrar el RD-171M, el motor cohete de combustible líquido más potente del mundo, fabricado en Rusia por NPO Energomash. Igualmente, la tercera etapa es un Blok-DM construido por RKK Energía. El resto del lanzador es construido por KB Yuzhnoe en Dnepropetrovsk, Ucrania. En cualquier caso, la ascendencia ucraniana ha provocado que el Zenit desaparezca de los planes espaciales de Roskosmos. El futuro de los lanzadores rusos pasa hoy por las familias Angará y Rus-M, las cuales cuentan con elementos desarrollados originalmente para los cohetes Zenit y Energía. Curiosamente, ambas familias hacen uso de un esquema multibloque que recuerda al 11K37.


RD-170, el motor más potente del mundo (NPO Energomash).



28 Comentarios

  1. @Anónimo, No me malinterpretes, la innovación es necesaria.A lo que me refiero es que, aunque ineficientes, los cohetes son ahora mismo el único sistema en funcionamiento y lo serán por mucho tiempo. No podemos desecharlos por el simple hecho de tener un futuro planteado para usar otros ingenios, porque ese futuro no ha llegado. Aunque se cumplan las expectativas con el SKYLON y todos sus hermanos,si queremos seguir desarrollándonos en el espacio a día de hoy, no podemos pararnos y esperar 50 años a que dejemos de tener un sistema ineficiente.

  2. Es que ahora mismo estamos en una situación de impasse (catch 22, como dirían los yanquis). Por un lado, nadie duda de que la innovación es necesaria para desarrollar nuevos sistemas de lanzamiento, pero por otro lado, no hay una demanda en la actualidad que permita rentabilizar de forma realista los costes de desarrollo de un SSTO. Y para rematar, los costes de los cohetes tradicionales son más bajos que nunca. A ver qué hacemos.

    Un saludo.

  3. @Tojeiro
    En ningún momento dije o quise insinuar que hay que abandonar los cohetes tradicionales y quedarnos con los pies sobre la Tierra hasta que se desarrolle un SSTO revolucionario. Ahora bien, que se pongan a desarrollar nuevos HLV, SD-HLV, etc., cuando todo ese dinero podría ir a I+D mucho mas útil, bueno ahí tengo mis dudas.
    Por otro lado, me sorprende con la precisión que has calculado el tiempo, me podrías mostrar la forma en que lo lograste (sobretodo porque RE dice poder tener el Skylon, en 10 años con la financiación adecuada, suponiendo que pecan de optimistas, habría que esperar el doble o el triple incluso, pero 5 veces más).

    @Daniel
    Sí, comparto que el costo de desarrollo puede ser alto y la demanda actual evidentemente no debe ser suficiente, pero por eso mi pregunta anterior. Por ejemplo, hay alguna proyección sobre el impacto que tendría un acceso económico y fiable al espacio en el turismo espacial, o la cantidad de empresas privadas y países que podrían realizar sus propias investigaciones allí. Y eso por no nombrar las tan imaginadas mega-estaciones espaciales con cientos e incluso miles de personas, algo totalmente inviables hoy (que con suerte, tenemos una con 6).
    Por otro lado, sobre que no están especializados para cargas a GEO, y no se podría solucionar con un remolcador orbital (de hecho creo haber leído aquí mismo que Roscosmos piensa en ello)?.

    Saludos!

  4. Estudios hay a montones, pero son tan contradictorios y tendenciosos que yo, personalmente, ya no me creo nada. Recuerdo de ver en los 90 estudios que pronosticaban un auge de la demanda de misiones de bajo coste de la mano de los nuevos lanzadores como el Pegasus. Y no pasó nada. Por entonces se dijo que la culpa era de los lanzadores chinos y, sobre todo, rusos, que reventaron el mercado (lo que tiene su parte de verdad). Hace poco se nos dijo lo mismo con el Falcon 1 y vimos maravillosos informes sobre la demanda de microsatélites. Tampoco ha pasado nada.

    El turismo espacial suborbital es una cosa (SpaceShip 2), pero un programa espacial “de verdad” no creo que pueda mantenerse sin una fuere y decidida inversión gubernamental, lo que no quita para que las empresas privadas puedan hacer negocio.

    El tema del remolcador (nuclear o químico) es algo muy interesante, precisamente porque se podría aplicar al único sector espacial que realmente tiene beneficios, como es el caso de los satélites GEO.

    En fin, veremos.

    Saludos.

  5. @Anónimo: XD, hombre, lo de 50 años iba por una versión de Skylon que pudiera sustituir a los HLV que se están pensando ahora y que saldrían a la par que este, espero que por lo menos el primero de su serie este operativo lo antes posible, aunque tenga unas especificaciones modestas.

  6. Sobre el remolcador orbital creo que la mejor opción es que fuera químico, los satélites podrían ser los encargados incluso de suministrar el combustible al remolcador en la primeras fases. El porque es sencillo, hoy día el uso de un reactor en orbita crea muchas “asperezas”, los químicos son más baratos y seguros.
    Pienso que es mejor que sean los satélites los que lleven su propio combustible para compartirlo con el remolcador por el hecho de que si hubiera que recargar el remolcador de antemano, este pesaría mucho si se quiere que haga varios transportes antes de necesitar recarga y tampoco creo que valga la pena enviar una misión solo para recargarlo de combustible. La mejor opción, a mi entender, es que el modulo que se use para unir el remolcador con el satélite sea el que lleve el combustible necesario para llevar al satélite hasta la orbita precisa y al remolcador a su posición inicial.

  7. Decisión inteligente enfim.dois proyectos que no son redundantes.RD 171 parfuncionar se pueden convertir con metano.Será la base para un futuro lanzador de hasta 100 toneladas, así como dicho aprovechar la infraestructura existente y revivir estrurura lanzamiento Mar.

Deja un comentario

Por Daniel Marín, publicado el 7 noviembre, 2010
Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Rusia • sondasesp