El nuevo gran cohete de la NASA

Por Daniel Marín, el 5 enero, 2011. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Constellation Program • NASA • sondasesp ✎ 27

¿Cómo será el próximo cohete de la NASA? Tras la cancelación del Programa Constelación y la retirada del transbordador espacial, la agencia espacial norteamericana no dispondrá de ningún vehículo de lanzamiento propio y los vuelos tripulados correrán a cargo de empresas privadas como Orbital o SpaceX. De acuerdo con la política espacial de la administración Obama, habría que abandonar total o parcialmente las instalaciones de lanzamiento del Centro Espacial Kennedy, incluyendo el mítico edificio de ensamblaje VAB, así como las rampas 39A y 39B.


Modelo de un cohete basado en el shuttle actual (SD-HLV) (NASA).


Diseño actual del futuro HLV, con una capacidad en LEO de unas 100 toneladas (nasaspaceflight.com).

Es comprensible que esta decisión se haya encontrado con una gran resistencia entre varios miembros de la clase política del país, puesto que su ejecución significaría despedir a la inmensa mayoría de los trabajadores de varios centros de la NASA (la mayoría de los cuales trabaja por cierto para empresas subcontratistas como USA). A raíz de estas presiones políticas, la Casa Blanca ha decidido permitir el desarrollo de un lanzador pesado o HLV (Heavy Lift Vehicle) -también conocido como SLS (Space Launch System)– cuyo principal objetivo por el momento parece ser mantener ocupados en sus puestos al mayor número de trabajadores. Efectivamente, sin un Programa Constelación ni ningún otro similar que contemple el envío de seres humanos más allá de la órbita baja, el HLV es hoy por hoy un proyecto sin mucho sentido.

En todo caso, ni la Casa Blanca ni el Congreso se han puesto de acuerdo a la hora de determinar las principales características del HLV. De hecho, y por culpa de esta indecisión, la NASA continuará financiando el difunto cohete Ares I con 500 millones de dólares adicionales hasta el próximo mes de marzo y de este modo se podrá finalizar la torre de lanzamiento del Ares I. Una torre que jamás será utilizada, ya que este lanzador ha sido cancelado irremediablemente. Una absurda y surrealista decisión que ilustra claramente la falta de rumbo que existe hoy en día en el seno de la agencia espacial con respecto al programa espacial tripulado.


Construyendo la torre de servicio del Ares I en el KSC, una instalación que no será usada nunca en su actual configuración (floridatoday.com).

Los puntos más polémicos a la hora de diseñar el nuevo HLV tienen que ver con su capacidad de carga y su sistema de propulsión. Cuanto más grande sea el cohete, mayores serán sus posibilidades, pero obviamente también lo será su coste. Por otro lado, muchos políticos y altos cargos de la NASA favorecen un diseño basado en el transbordador de tipo SD-HLV (Shuttle Derived Heavy Lift Vehicle), lo que permitiría aprovechar al máximo las instalaciones actuales dedicadas al shuttle. Sin embargo, otros expertos de la NASA -incluidos los del Centro Marshall- apoyan una configuración basada en los cohetes EELV de la empresa ULA, es decir, el Atlas V y el Delta IV. Curiosamente, iniciativas independientes del tipo DIRECT no parecen haber cobrado fuerza en este clima de incertidumbre.


Diseño original del SD-HLV tal y como fue presentado en la Comisión Augustine en 2009 (NASA).


Lanzamiento de un SD-HLV no tripulado (NASA).

El diseño original del SD-HLV ya fue presentado en detalle durante las sesiones de la Comisión Augustine del año pasado. Por entonces se decidió que sería un lanzador con la carga útil situada en un lateral, muy similar a los estudios del Shuttle-C de los años 80 y 90, y con una capacidad de carga en LEO de 72 toneladas. Para ahorrar costes, el SD-HLV usaría los mismos elementos que emplea el transbordador en la actualidad: tres motores SSME, un tanque de combustible (ET) y dos cohetes de combustible sólido (SRB) de cuatro segmentos. También se presentó una versión tripulada del lanzador con la nave Orión y que podría ser usada para misiones de transporte de carga a la ISS.


Evolución del concepto SD-HLV (NASA).


Carga del SD-HLV (NASA).



Versión tripulada del SD-HLV de 2009 con una nave Orión (NASA).


El SD-HLV podría usar prácticamente las mismas infraestructuras que el transbordador (NASA).

No obstante, durante 2010 los estudios realizados se han decantado por un diseño «en línea», con la carga útil en la parte superior, más parecido al Ares V o a DIRECT. De acuerdo con este diseño, la primera etapa usaría motores criogénicos RS-25E, una versión desechable de los SSME del transbordador. Este diseño es más potente y eficiente, además de tener un mayor potencial de cara a mejoras futuras, pero a cambio requiere modificar algunas de las instalaciones del shuttle. Se han estudiado dos propuestas provisionales, una con capacidad para 70 toneladas y otra de 100 toneladas. La versión más pequeña podría entrar en servicio antes y serviría de base para un futuro HLV más pesado.


SD-HLV con la carga útil en un lateral (arriba) y el diseño «en línea», actualmente favorecido por los ingenieros (NASA).


Comparativa de las modificaciones necesarias en las rampas de lanzamiento para un SD-HLV en línea con capacidad para 70 toneladas (centro) y otro de 100 toneladas (NASA).


Cohete Jupiter: la propuesta de DIRECT (directlauncher.com).

En los últimos meses hemos asistido a un nuevo debate sobre el uso de combustibles criogénicos y se han presentado varias propuestas que hacen uso de una primera etapa kerolox (queroseno y oxígeno líquido) en vez de hidrógeno y oxígeno líquidos, lo que además permite prescindir de los cohetes de combustible sólido del shuttle. El problema es que los EEUU no disponen de un motor potente de kerolox, así que tendrían que emplear el motor ruso RD-180, utilizado en el Atlas V, o desarrollar el RS-84. La segunda etapa usaría motores RL10A4-3. Al prescindir de los SRB, el nuevo lanzador podría ser adaptado para el transporte de astronautas de forma más sencilla.


Un HLV de combustible líquido costaría casi lo mismo que un SD-HLV y sería más eficiente (nasaspaceflight.com). 

La empresa ULA ha propuesto varios diseños de HLV de combustible líquido (HLLV) que combinan las tecnologías empleadas en el Atlas V y el Delta IV con las desarrolladas para el Programa Constelación (sin duda con el objetivo de hacer la idea más atractiva para la NASA). El HLV más sencillo tendría una capacidad en órbita baja de 80 toneladas y tendría una primera etapa de kerolox con tanques similares a los del Delta IV. La segunda etapa sería muy parecida a la segunda fase criogénica del Ares I, incluido el uso de un motor J-2X. En una etapa posterior, este lanzador podría servir de base para un cohete de 120 toneladas de capacidad en LEO (similar al Saturno V). Si el gobierno no está dispuesto a aportar ninguna tecnología, ULA considera que puede desarrollar un HLV con una capacidad de 70 toneladas empleando una segunda etapa criogénica ACES.


Propuesta de ULA para desarrollar un HLV de combustible líquido de forma rápida y sencilla (ULA).


HLV de combustible líquido desarrollado exclusivamente por ULA (izquierda) y con ayuda federal (derecha). En este último caso, el cohete sería lanzado desde las rampas 39A y 39B del KSC (ULA).



Comparativa en tamaño de diversos diseños de HLV de ULA con el Delta IV y otros lanzadores (ULA).

No obstante, en este punto la política se ha entrometido de mala manera en el diseño del HLV, ya que congresistas de Utah (estado donde la empresa ATK fabrica los SRB) han presionado insistentemente para que el nuevo HLV cuente con cohetes de combustible sólido. O lo que es lo mismo, hemos llegado al absurdo de que los políticos son los encargados de diseñar los cohetes, prescindiendo de los ingenieros. Por este motivo, en las propuestas más recientes de la NASA se favorece la opción SD-HLV en línea frente a la HLLV.



Versiones de SD-HLV en línea (nasawatch.com/NASA).


Las propuestas favoritas de HLV a día de hoy. ¿Cuál escogerá finalmente la NASA? (NASA).

Este impasse a la hora de elegir entre las tres opciones de diseño para el futuro HLV debería finalizar el próximo abril. Para entonces está previsto que el HEFT (Human Exploration Framework Team) tome una decisión sobre la configuración idónea del HLV. ¿Qué diseño escogerá finalmente la NASA? ¿Veremos un HLV antes de 2020? Es muy posible que en este año que empieza tengamos las respuestas a estas preguntas.



27 Comentarios

  1. Gracias por la actualización sobre cómo van las cosas. La verdad es que mi impresión hasta ahora era que aún no se estaba haciendo nada… (que también, pero en cuanto a propuestas y decisiones me refería)

    Ojalá esté decidido en abril.

    Saludos!

  2. Buena y completa entrada.

    La situación que vive en este momento Estados Unidos es francamente delicada, la dependencia política es muy dañina para sus planes debido sobretodo a la alternancia politica (de la que no estoy en contra, faltaría más).

    Que impide que tras un cambio de gobierno (lo cual es perfectamente posible) no vuelvan a pensar en el coste del programa, tirarlo atras, y volver a empezar.

    De alguna forma deberían de dar más «poder» a la propia NASA, que para algo son los que saben de esto, y saben cual es el siguiente paso a dar.

    El congreso bien puede no aprobar un proyecto pero lo que no me parece lógico es que pueda tirarlo atrás en medio de su ejecución.

    Por suerte no parece que este sea un campo en el vaya a tener competencia por el momento, veremos que sucede.

    P.D: También estan ahi los planes de Space X con el Merlin 2 y grandes lanzadores pesados.

  3. Creo que a final de cuentas hubiera salido más barato seguir adelante con el programa Constellation tal como estaba pues ese dinero a final de cuentas va a gastarse de cualquier modo entre los típicos sobrecostos y derroches absurdos como acabar una plataforma de un cohete que no volará. Mejor gastarlo en un programa con un objetivo claramente definido que en financiar a empresas privadas para lanzar carga y tripulación a una estación espacial que posiblemente esté en sus últimas para cuando esté listo el primero de esos lanzadores comerciales.
    Bien, van a construir un gran cohete reutilizando la mayor cantidad de personas y recursos del programa STS que a su vez recicló la mayor cantidad de recursos dejados por el Apollo… exactamente que piensan lanzar con semejante armatoste???… cápsulas tripuladas?, que no para eso estarán las Dragon y demás naves privadas?… satélites?, creo que no hay por el momento ninguna plataforma de semejante masa que justifique un lanzador así… sondas espaciales?… que no justamente otro de los grandes recortes presupuestales vino en cortarle las alas a iniciativas de exploración automática muy interesantes?. Para lo único que se me ocurre es para las famosas propuestas de misiones tripuladas a los puntos Lagrange o a los asteroides que por otro lado hasta ahora no están muy claras.
    Que gran daño le ha hecho la administración Obama a la exploración del cosmos en general… y pensar que cuando lo eligieron muchos se atrevieron a compararlo con Kennedy (que dicho sea de paso,irónicamente le hizo más bien a la exploración espacial tripulada muerto que vivo).

  4. El problema de la NASA es que no saben para que quieren un programa tripulado, Mercury, Geminis y Apollo fueron una respuesta a la competencia contra los Sovieticos, una defensa del orgullo nacional por asi decirlo, despues de la Luna, la NASA ya no supo para que mas podria servir un programa tripulado, bueno, sus ingenieros sí, pero los politicos no, y como la NASA responde mas a asuntos politicos, volvemos al mismo asunto, un lanzador pesado para lanzar que? y a donde ?, una vez mas los ingenieros si saben para que y a donde, pero los politicos no.

  5. Ya se que no es un foro sobre política pero creo que la NASA deberia resistir un par de años hasta que se vaya ( echen a,.. ) este PAYASO (Obama, se entiende ); construir y organizar es muy dificil, pero destruirlo todo rápidamente es facil, el Segundo Principio de la Termodinámica lo demuestra.

  6. Bien explicado, Lamentablemente acá, va a terminar ganando los políticos y las empresas con mas lobby. Me sorprende que se destinen 500 millones de dolares que terminaran en nada. Me hace pensar la cantidad de cosas que se podrían hacer en el área aeroespacial en mi país con las mitad de ese dinero.

  7. Parece que al final van a ganar lo lobbistas y los políticos con sus intereses. 500 millones de dolares para un proyecto que no terminara en nada?. Me hace pensar la cantidad de cosas que se podrían hacer en el área Aeroespacial en mi país (que recién se esta volviendo a recuperar y avanzando de a poco) con solo la mitad de ese dinero.

  8. Hola Daniel, viendo todos los Post que has publicado hasta el momento sobre el Norte de la NASA(entiendase «Norte» como burla o sarcasmo), queria preguntarte a ti que estas mas enterado, ¿Quien esta hoy por hoy en programas tripulados haciendo mejor las cosas con lo que tiene, la NASA, ROSKOSMOS o los CHINOS ? y a ¿Quien le ves mejor futuro en programas tripulados?

  9. Una vez que se escoja un diseño llegado abril, que sea para llevarlo a cabo, no para volver a desecharlo. Todo esto nos pilla muy escarmentados. Creo que aquí se juega el futuro del programa tripulado de los EEUU.

  10. Creo que cancelar el Contellation va a ser otro gran error de Obama, espero que entre la NASA y los políticos, le hagan entender que Estados unidos no puede quedar sin un programa tripulado. Saludos.

  11. Creo que es un error.
    Ya que se esta optando por un camino comercial prometedor, crear un vehiculo que va a ser un competidor directo es ponerse piedras en el camino.
    Burocracia.
    Un programa espacial no deberia tener como objetivo mantener empleos.

  12. cualquiera de las dos opciones es lo mismo a pesar de que no tiene un objetivo claro, si uno se pone a pensar. Obligatoriamente tendrían que desarrollar nuevos proyectos para la ISS, nuevas sondas, telescopios, etc, mas ambiciosos, dado que si lo construyen tendrán un lanzador nuevo con una capacidad de carga muy grande que tienen que justificar de algún forma.

  13. ¿El problema? Lanzador sin programa.
    ¿La solución? Desarrollar un programa adecuado.

    Meeec. Lanzador + programa tripulado = sobrecoste

    Eso es lo que pasa. Los políticos no piensan a largo plazo. Ahora quieren mantener a los trabajadores… pero en lugar de dar tumbos, deberian tomar una decisión en firme. Si se les mantiene para, a corto plazo, reabrir un programa tripulado con sentido, bienvenido sea. Si solo se está haciendo el paripé a precio astronómico, para eso, mejor que lo cierre.

    Pero el problema es que ya nos sabemos que va a pasar. Si se plantea el programa tripulado, nuevamente los costes se van a disparar y en seguida cerrarán el grifo.

    Yo, personalmente, creo que lo que intentaría sería buscar socios para crear la misión. El coste total se podría dividir, y es la única forma de que se pueda plantear algo serio, ya sea una base lunar o un viaje a Marte.

  14. mi opinion esque el proyecto contellation era una mala idea, me refiero a la nave, cohetes y modulo lunar bueno a todo menos a los objetivos. la intencion era politica no cientifica (recuperar la edad dorada de estados unidos) era absurdo una nave tan pesada. no crearon nada nuevo. dos cuhetes para una mision ha la luna, absurdo. un modulo lunar grande y pesado. sobre el modulo que pasaria si fallara algo como en el apolo XIII. se empezinaron en usar tecnologias que no estan maduras como los combustibles criogenicos(LOX). bueno un proyecto con cabeza pero sin pies poreso cayo y obama ahora intenta paciguar a los estaudinenses que an soltado dinero y no an conseguido la luna (A y los que se quedan sin trabajo)

  15. Estas entradas podrían etiquetarse «dejá vu» 😉 Vuelven a discutir lo recontra discutido en el ESAS, en la comision Augustine, en las audiencias del congreso por el plan de Obama, en las propuestas de shuttle-C de los noventas, en el SEI…

  16. Lo que mejor define los tumbos, son los 500M$ a la basura de la torre… Y pensar que hay países con un presupuesto anual alrededor de 300M$. Eso le hace mucho daño al programa espacial y hace que el contribuyente se plantee que se hace con su dinero.

    No puede ser que en los 60 en 8 años se llegara a la luna y actualmente se vayan a tirar 10 años gastando dinero sin ton ni son.

    Veo gráficos con casi 10 opciones… ¿es realmente tan difícil? ¿Entrados en el S.XXI creo que resulta obvio que no vale la pena un lanzador pesado tripulado. La propuesta mas lógica me parece el SD-HLV no tripulado para cargas pesadas y listos.

    Lo único que está claro es que es necesario es una cápsula pequeña substituta de la Soyuz para la ISS, y de una forma o otra tiene esta tiene que llegar.

    El lanzador pesado debería ser una simple nave logística mulitpropósito de gran capacidad. Para viajes tripulados: órbita de estacionamiento y acoplamiento con una cápsula tripulada pequeña barata y fiable. La experiencia nos dicta que los grandes bichos tripulados nos dispararan la complejidad, y eso en la nasa son muchos sobre costes.

    El SD-HLV parece el sistema mas rápido, y contentará a todo el mundo: estructura pesada con 30 años de experiencia, instalaciones operativas y personal con experiencia, mi única duda es con los RS-25E, ¿serán realmente baratos?

    El ELLV, no va a ser tan sencillo, tienes un mixt tecnológico brutal. Estoy seguro que va a venir con mucho sobrecoste, y modularizar tanto me da la impresión que puede dar muchos problemas

    Para el SD-HLV en línea, pasamos a modificar mucho, me veo vibraciones, complejidad añadida, adaptación de rampas –> sobrecostes

    Me pareció lógico cancelar el constellation. Reabrir otro constellation me parece estúpido y otro callejón sin salida.
    El HLV ya existe y se llama Shuttle, tiene instalaciónes, hardware y 30 años de experiencia. Y su versión no tripulada estilo Energía pinta muy bien y creo que la manera mas barata y segura de que se lleve a buen puerto. El TE, los boosters y rampa de lanzamiento prácticamente ya valen como están. Hay que fabricar motores modificar el software y andando. Si puedes presupuestar mesuradamente uno de los proyectos vistos es este. Además políticamente seria el más aceptado por todos.

    Los objetivos para el HLV es lo que menos me preocupa. Que lo desarrollen en 5 años, que una vez lo tengas ya nos encargaremos de encontrar aplicaciones prácticas. Es normal que nadie escriba proyectos para los que no tengas una nave capaz de llevar a cabo. Pero con una bahía estilo Shuttle de 70 tonelada y la experiencia de acoplamiento en órbita, la luna y nuevas estaciones quedarían mucho mas cerca.

    En todos los casos, hacerlos tripulados me parece anacrónico.

  17. La n-ésima vez que hago la pregunta:
    No existe un HLV porque no tiene objetivo?? o bien, no tiene objetivo porque no existe un HLV??

    Yo personalmente me inclino por el segundo, porque me imagino que para cualquier administración posterior sería mucho mas sencillo iniciar un programa tripulado de espacio profundo ya teniendo la pieza de hardware mas costosa lista (Sería cuestión sólo de definir destinos, y si el HLV es modular mas fácil aún).

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Por Daniel Marín, publicado el 5 enero, 2011
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