Lanzando la Orión

Por Daniel Marín, el 30 noviembre, 2010. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Constellation Program • NASA • sondasesp ✎ 31

Tras la cancelación del cohete Ares I, la nave Orión ha logrado continuar con su desarrollo. Pero sin un lanzador adecuado, está claro que no podrá llegar muy lejos. ¿Qué otros cohetes podrían lanzar esta nave? No es que haya mucho donde elegir. Con una masa que supera las 20 toneladas, los únicos vectores norteamericanos capaces de levantar la Orión del suelo son los EELV Atlas V y Delta IV, ambos operados actualmente por la empresa United Launch Alliance (ULA).


Comparativa entre el shuttle,Ares I y el Delta IV Heavy con la Orión (ULA/NASA).


Montaje donde vemos una Orion lanzada por un Delta IV Heavy (nasaspaceflight.com).

El problema es que una Orión tripulada con la torre de escape (LAS) queda fuera de las posibilidades del Atlas V, aunque el Delta IV Heavy sí que sería capaz de llevar a cabo esta tarea con abundantes modificaciones. Evidentemente, si se desarrollan nuevas versiones más potentes de estos lanzadores no existiría ningún inconveniente, pero entonces estaríamos ante un presupuesto más elevado. Por otro lado, si finalmente la Orión sólo se desarrolla como vehículo de emergencia para la ISS, no existiría ningún problema, ya que sería lanzada sin tripulación y, por tanto, sin LAS. Otra opción que ha ganado popularidad estos meses es desarrollar una versión ligera (Orion Lite) de la nave, lo que permitiría lanzarla incluso con el Atlas V.

En todo caso, los cambios más esenciales son obvios. Por un lado, se debe dotar a las instalaciones de lanzamiento de un sistema de acceso de la tripulación a la nave y, además, el cohete debe ir equipado con un sistema de detección de emergencias (EDS) capaz de alertar inmediatamente a los sistemas de la Orión en caso de que algo vaya mal. El Delta IV se lanza desde la rampa SLC-41 y el Atlas V desde la SLC-37B, situadas ambas en la base de Cabo Cañaveral. Aunque operados comercialmente por ULA, estos lanzadores fueron desarrollados conjuntamente con la Fuerza Aérea (USAF). El coste de desarrollo de estos vehículos fue de 2700 millones de dólares para el Delta IV y 1800 millones para el Atlas V, de los cuales el gobierno federal aportó 1200 millones. Estos lanzadores son actualmente el único medio que tienen los militares estadounidenses para poner en órbita sus grandes satélites, motivo por el cual es difícil que cedan, aunque sea parcialmente, el control de las instalaciones de lanzamiento a la NASA.

Por eso quizás lo más satisfactorio para ambas partes sería lanzar los EELV desde las rampas 39A y 39B de la NASA, pudiendo utilizar las instalaciones del Centro Espacial Kennedy, especialmente el enorme VAB. De esta forma no se abandonarían estas famosas infraestructuras, incluyendo la plataforma MLP recientemente modificada para ser usada con el Ares I.


Recreación de un Delta IV Heavy con la Orión en las instalaciones de la NASA del Centro Espacial Kennedy (ULA).


Un Atlas V podría lanzar una Orion Lite sin problemas desde el KSC (ULA).

Sin embargo, en caso necesario se podría lanzar la Orión desde cualquiera de las rampas tradicionales, siempre y cuando se realizasen importantes modificaciones, incluyendo la inclusión de un sistema de escape para la tripulación en la rampa.



Modificaciones para lanzar una Orión tripulada con el Atlas V desde la rampa SLC-41 (ULA/NASA).





Modificaciones y flujo de trabajo (dos opciones) para lanzar una Orión tripulada con el Delta IV Heavy desde la rampa SLC-37 (ULA/NASA).

Tanto el Delta IV como el Atlas V podrían incorporar en las misiones tripuladas una segunda etapa criogénica con cuatro motores RL-10 (lo que permitiría completar la misión incluso si alguno de ellos fallase), o bien un J-2X desarrollado para el Ares I. De todas formas, la opción favorita sería usar el Delta IV Heavy sin segunda etapa, con la Orión conectada directamente al CBC central. Si finalmente se desarrolla una Orion Lite, ésta sería la configuración idónea. En el caso de un lanzamiento tripulado, mucho se ha hablado estos años sobre la capacidad del sistema de escape (LAS) para rescatar a la tripulación durante un despegue con un EELV. Pese a que habría que modificar ciertos parámetros, hoy en día está claro que éste no es un impedimento grave. También se requerirían una multitud de cambios menores en varios sistemas y componentes de los lanzadores para alcanzar el grado de seguridad exigido por la NASA.

No estamos ante una mera discusión técnica. Lo que está encima de la mesa es la capacidad de la NASA para mantener la independencia en el acceso tripulado al espacio. Recordemos que el plan comercial puesto en marcha por la administración Obama dejaría este acceso en manos de empresas privadas. Pese a que el desarrollo de los nuevos vehículos tripulados «comerciales» se está financiando con dinero público, la NASA sería un mero cliente y no poseería el control sobre las naves o las infraestructuras. Vamos, como un «plan de rescate» económico de esos que están tan de moda actualmente, pero a lo espacial.

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31 Comentarios

  1. «… an astrobiology finding that will impact the search for evidence of extraterrestrial life…» Mmm, qué manera de decirlo. Sí, parece un despliegue más de marketing, pero hacía días que no le daban tantas vueltas de tuerca. En fin, veremos.

  2. Una consulta, teniendo en cuenta que la principal critica hacia el ares I era que por ser de combustible solido requeria un sistema de aborto demasiado potente, y que seria uno de los cohetes con mas capacidad de carga, no se ha pensado en desarrollar una version de carga no tripulada? Asi se podrian abaratar los costos de desarrollo porque tendria mas lanzamientos por año. O es que no quieren sacarle ningun pedazo de la torta (que ya es pequeña) a ULA?

  3. Al margen de todas las dificultades inherentes al uso de los EELV para lanzar la Orion, el hecho de pasar de los impresionantes Shuttle a una «tradicional» cápsula tipo Apollo (para mas inri, la versión «light» del proyecto inicial), no está siendo demasiado bien vista en casi ningún estamento de la sociedad norteamericana.

    ¿Tendrá algo que ver con todo ello el aparente resurgir del proyecto X-34?

    http://notesp.blogspot.com/2010/11/llegaran-volar-los-x-34.html

    ¿Que opinas al respecto de esta noticia, Daniel?
    ¿Querrá la NASA sacarse un nuevo conejo de la chistera, o se trata de una simple cortina de humo, mientras no se toma una decisión respecto de la próxima nave tripulada?

    Para que conste: no tengo nada en contra de las naves tipo Apollo, Soyuz, etc., pero ver como éstas aterrizan con paracaídas en contraposición con el planeo de los Shuttle, me parece una involución tecnológica.

    P.D.: La esperanza, es lo último que se pierde.
    Aunque sea contraria a la lógica. 😉

    Un saludo!

  4. Una de las pocas cosas lógicas y coherentes que he leído sobre la NASA en los últimos meses. Menos mal, pensaba que se habían vuelto todos locos.

    Es cierto lo que comenta Xerman de que a estas alturas, una cápsula y encima en versión «light» es decepcionante, pero tal y como está la cosa, es lo que hay. Las otras potencias con capacidad tripulada, Rusia y China, tampoco pueden ofrecer nada mejor, ni lo van a hacer en varias décadas.

    Claro que sería todo más fácil si los señoritos de la USAF no fueran tan «exclusivos».

    Por lo menos lo del Delta IV es una opción realista tanto técnica como economicamente, y relativamente segura, al usar un lanzador ampliamente probado. Incluso la veo más fácil (desde fuera, no soy ingeniero) que adaptar la lanzadera.

    Si la Orión está tan avanzada como parece, esto podría ser un gran impulso para la NASA, e incluso podría ponerles temporalmente por delante de Rusia, que seguramente tardará más con Rus-M/PPTS que ellos en adaptar el Delta y acabar la Orion.

  5. Coincido Xerman, cuando la idea de Orion eran las misiones a la Luna (Marte y más allá 😉 el uso de una cápsula tenía sentido. Pero ahora que sólo se plantea su uso para acceso a LEO, bueno tal vez haya mejores alternativas (por ejemplo actualmente la USAF se encuentra probando el X-37B OTV 1, que antes era un proyecto de la NASA, hasta que llegó la administración del cowboy y barrio los X-planos para financiar la guerra, bueno pero eso es otra historia).
    Para mí personalmente, la NASA tiene que delegar la tarea del envío de carga y tripulación a la ISS en la industria privada y encargarse del desarrollo de nuevas tecnologías que permitan abaratar y aumentar la confiabilidad del acceso al espacio, los principales escollos de la exploración espacial. Mientras cueste U$S12.000 por kilogramo a LEO en promedio, no vamos a ninguna parte, eso quedo claro ya.

  6. Coincido con el comentario de Xerman, el uso de capsulas como forma de ir y volver al espacio estaba bien en los 60s y 70s de acuerdo a la tecnologia de esas epocas, pero las tecnologias de hoy pueden dar para crear un mejor vehiculo, se que la limitante no es tecnologia, es el dinero, el compromiso politico y la vision la que condicionan lo mejor por lo mas barato y practico.

  7. @Anónimo: el Ares I es un cohete demasiado caro para ser empleado como lanzador comercial. No podría competir ni de lejos con ULA, y eso que el Delta IV y el Atlas V no son precisamente baratos.

    @Xerman: no tengo ninguna esperanza en el «revival» del X-34. lo único que se ha hecho es desempolvarlo y sacarlo del hangar, pero de ahí a que se reanude el programa hay un trecho. En todo caso, siempre me pareció un programa interesante. ¿Puede ser rentable una nave alada reutilizable no tripulada? Interesante pregunta, pero no olvidemos que el X-34 no es más que un prototipo, no un vehículo de serie.

    @Monsieur: coincido contigo, pero no olvidemos que esto es un tema de ULA, no de la NASA. Por lo que a la agencia respecta, todavía hay oportunidad de salvar el Ares I y la Orión, y lucharán hasta el final por conseguirlo.

    Un saludo.

  8. @Anonimo: Lo de la India es todavía proyecto. A día de hoy, con capacidad real sólo hay tres países. Y no parece que la cosa vaya a cambiar a corto plazo.
    Hombre, tirar tiempos al azar siempre es hacer un poco de adivino, pero la verdad es que, aparentemente tiene que se mucho más fácil adaptar el Delta que desarrollar el Rus-M. Creo que este es el camino correcto y de hecho, prácticamente la única salida para la NASA a corto plazo.

  9. @monsieur le six

    Sí, proyecto que con pasos graduales desembocará en AVATAR, un vehículo SSTO reutilizable que permitirá colocar entre 500 kg y 1.000 kg en LEO. Y con el cual la Inda pretende reducir considerablemente el costo del acceso al espacio. Y es algo que debería imitar la NASA, en lugar de andar esquivando el bulto con proyectos megalómanos, que nunca terminan conduciendo a nada.

  10. La Administracion Obama es bipolar, primero quiere matar al Cohete Ares I y la capsula tripulada Orion, y ahora nos dice don Daniel Marin que quere salvar el Ares I y la Orion. Ya que ahora, se dan cuenta que las empresas espaciales comerciales (subsidiadas)con sus respectivos vehiculos espaciales comerciales, pueden ser igual de costoso que el propio constelacion, ya que estan retrasados en sus proyectos de construccion de vehiculos espaciales, y quien sabe si esten listos para 2016. Ademas, la NASA tendria que pagarle renta a esas empresas para mandar provisiones y astronautas a la ISS, y nada garantiza que sus cuotas sean mas bajas que Rokosmos.

  11. Luego de leer estos 15 últimos comentarios, me queda por decir que en mi opinión el transbordador era y sigue siendo una maravilla tecnológica, pero muy cara y al mismo tiempo peligrosa, el diseño de la Orión lo veo… digamos, más idóneo para viajar al espacio, ya sea LEO o espacio profundo, yo no lo considero una involución, es mejorar lo que ya sabemos que funcionó muy, pero muy bien, por otro lado lo veo más seguro el diseño de Orión, el escudo térmico protegido en el lanzamiento, al contrario del transbordador que estaba expuesto a todo lo que saltaba del E.T. en el despegue y a parte era enorme. Bajar en paracaídas me parece más práctico, económico y seguro que hacerlo planeando, no olvidemos que el paracaídas permanece guardadito hasta último momento, sanito y sin ningún rasguño.
    Repito, no creo que sea una involución, cuando la ISS finalice su construcción, el transbordador será inútil, la Orión sería el vehiculo ideal para que los astronautas de NASA viajen al infinito y más allá.
    Excelente entrada Daniel, muchas gracias, soy Horacio de Argentina, un abrazo para todos los lectores, los cuales cada día me sorprenden más con su cultura, los envidio (sanamente claro está)

  12. Hola Daniel quiero pedir disculpas publicamente por los comentarios del otro dia a todos los que entran en tu blog y a tí personalmente, solo decirte que se me fue la cabeza y dije lo que se me pasaba por la cabeza, pero eso no es excusa para decir que no esta bien y solo espero que se me admita en tu blog de nuevo. Me siento avergonzado por las expresiones vertidas en este ejemplar blog.

    Al ver esta noticia he recobrado la ilusión por la exploracion tripulada americana y queria preguntar ¿que posibilidades hay de que se conviertan en realidad algunas de estas imagenes? y otra cuestión: no seria bueno acabar de desarrollar la segunda etapa para el difunto ares 1 y colocarla en el delta 4 ??? le daria más capacidad.
    Por ultimo que piensas de la prueba en 2013 del la orion y el delta 4 ???

    saludos jorge m.g.

  13. @Monsieur: sí, evidentemente, en principio es más fácil y rápido desarrollar la combinación Orión/Delta IV que Rus-M/PPTS/Vostochni. Claro que, teniendo en cuenta el pasado de la NASA, cualquiera sabe.

    @Anónimo: técnicamente hablando, AVATAR no es SSTO, sino TSTO. Hablé de él por aquí un poquito.

    @Anónimo2: coincido contigo, aunque una cosa es la NASA y otra la Casa Blanca.

    @Horacio: sí, es que creo que el debate entre transbordador-cápsulas es erróneo. Todo depende del objetivo que uno tenga. No es lo mismo lanzar satélites que ir a Marte. El problema es que el transbordador no ha conseguido ni uno sólo de sus objetivos originales, mientras que las cápsulas sí. Una pena.

    @Jorge: tu disculpa te honra, gracias. Buena idea con lo de la segunda etapa del Ares I, aunque creo que es demasiado grande para este lanzador. Pero sí que se podría usar el J-2X si hubiese dinero. En cuanto al anuncio de la Orión en 2013, pues de entrada me parece una declaración de ULA para recibir dinero, aunque, por supuesto, la Orión está muchísimo más avanzada que cualquier vehículo de la competencia. ¿Podrían lanzar un prototipo de la Orión en 2013? Sin duda, pero habría que ver cuánto tardarían en desarrollar una versión tripulada funcional.

    Un saludo.

  14. @Horacio

    El problema no son las cápsulas en si mismas, sino el lanzador que utilizan. Lanzadores que son costosos (gran parte del cual es por su propio modo de funcionamiento, por ejemplo la mayor parte de su masa corresponde sólo al oxidante, y allí radica lo revolucionario de los conceptos hipersónicos, que al plantear generalmente motores de ciclo combinados -turbojet, ramjet, scramjet u otras opciones- lo reemplaza, en mayor o menor medida por el aire atmosférico. Ejemplos de este tipo de vehículos sería justamente AVATAR, o menos ambicioso el Skylon) y que implican una compleja logística. No hay forma de lograr una exploración espacial relativamente viable cuando colocar 1 kilogramo en LEO cuesta U$S12.000 en promedio, el problema es claro y es a donde hay que apuntar. Y siempre utilizando las mismas ideas no se soluciona nada.
    Por otro lado, los problemas del Shuttle fueron por su propia configuración, que no tienen porque repetirse en futuros conceptos. Evidentemente nadie plantea repetir la configuración. Además ha habido numerosos avances en la ciencia de los materiales desde los 70s. Por último, hasta donde yo conozco nunca hubo ningún problema surgido del planeo.

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Por Daniel Marín, publicado el 30 noviembre, 2010
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