Burán: Cuando la Unión Soviética superó al transbordador espacial de EEUU

Por Daniel Marín, el 26 julio, 2011. Categoría(s): Astronáutica • Burán • Historias de la Cosmonáutica • Rusia ✎ 82

La presente entrada ha sido realizada conjuntamente para su publicación simultánea por Daniel Marín (Eureka), Iván Rivera (brucknerite) y Paco Arnau (Ciudad Futura). Vuestros comentarios serán bienvenidos en estos tres sitios adheridos a la Yuriesfera. Este trabajo común parte de nuestra convicción de que la Red debe servir para colaborar y compartir ideas, conocimientos e iniciativas.

Con el cadáver de la lanzadera espacial todavía caliente y el inevitable retorno de los vuelos tripulados a los vehículos con forma de cápsula no reutilizables, se ha hablado mucho acerca de cómo el shuttle era «más complejo de lo humanamente tratable». Dicho de otra forma: el empeño de la NASA en hacer volar sus lanzaderas a pesar de lo dificultoso de asegurar su correcto funcionamiento ¡y del precio de cada vuelo! era una tarea en el límite de lo posible. Si esto fuera cierto, más nos valdría asumir como inevitable el «paso atrás» de confiar todos los vuelos tripulados a las venerables y eficaces Soyuz (y a sus hermanas chinas, las Shenzhou), y esperar al nuevo vehículo americano de entre todos los contendientes posibles, la MPCV (ex Orión), la Dragon de SpaceX o la CST-100 de Boeing. Que, naturalmente para estos tiempos de «regreso al pasado», serán cápsulas tradicionales en el caso de que lleguen a volar.

Muchos de vosotros habréis oído hablar de la lanzadera soviética Burán. Los que hayáis visto fotografías o vídeos de su única misión habréis podido pensar que «los rusos» consiguieron unos planos del shuttle en un despiste de la CIA, se construyeron uno igual, le pintaron «CCCP» en las alas y lo desecharon cuando la Unión Soviética dejó de tener el cuerpo para fiestas -o para cualquier otra cosa-. Os equivocáis en casi todo: Burán era efectivamente una copia aerodinámica del shuttle americano, pero al mismo tiempo era un vehículo muy diferente.

«Copiar» un sistema tan complejo como el transbordador espacial no es tarea fácil. En realidad es imposible si no desarrollamos antes las miles de complejas técnicas y tecnologías asociadas a su fabricación. De hecho, el sistema Burán fue la cumbre de la tecnología aeroespacial soviética. Nunca antes en la historia de la URSS -ni siquiera durante la carrera lunar- tantas personas y organizaciones colaboraron para diseñar un vehículo espacial. El Burán fue el proyecto espacial tripulado más caro y complejo de la historia del país.

Ilustraciones del transbordador espacial de EEUU ‘Atlantis’ (izquierda) y de la lanzadera soviética Burán (derecha) en pleno despegue.

Es cierto que el Burán era exteriormente muy parecido al transbordador de la NASA, pero lo que poca gente sabe es que estas similitudes se debieron a un «capricho» de los militares soviéticos. El alto mando de la URSS entró en pánico cuando se enteró de que las Fuerzas Aéreas estadounidenses participarían en el proyecto del shuttle. La USAF tenía pensado usar el transbordador para llevar a cabo decenas de misiones militares al año, algunas desde la base de Vandenberg, en California. Nadie sabía para qué querían los militares estadounidenses un vehículo de estas características, pero había que estar preparado por si acaso. Eran los años de la Guerra Fría y de la política de la respuesta simétrica, que venía a ser algo como «si tú haces algo, yo también lo hago, pero mejor». Los ingenieros soviéticos consideraban que el shuttle era innecesariamente complejo y sugirieron usar otros diseños en principio más eficientes…sin éxito. Los militares, con el ministro de defensa Dmitri Ustínov a la cabeza, querían su transbordador. Y lo iban a tener costase lo que costase.

Desde el primer momento los ingenieros soviéticos se vieron obligados a replicar la forma de la lanzadera estadounidense. A regañadientes: muchos veían ya en aquel shuttle una máquina excesivamente compleja en comparación con el proyecto, en el tablero de diseño desde 1965, de un sistema de lanzadera exclusiva para tripulaciones más pequeña y sencilla denominada Spiral. Sin embargo, los requisitos del ejército no eran algo para ser ignorado; y no existen muchas configuraciones posibles para un «camión espacial». Un ejemplo muestra hasta qué punto la cúpula militar soviética no estaba dispuesta a conformarse con menos que sus homólogos americanos: las famosas alas en doble delta de la lanzadera. Éstas venían impuestas por un interesante requisito de la USAF: poder lanzar una misión en órbita polar desde la base de Vandenberg, lanzar alguna carga secreta desde la bodega de carga y volver tras una sola órbita, para aprovechar el factor sorpresa de cara al enemigo. Sin embargo, ¡la Tierra gira! Al iniciar su reentrada, la lanzadera se encontraría a alrededor de 2000 kilómetros al oeste de Vandenberg, distancia que tendría que ser cubierta virando y planeando, ya que el transbordador desciende sin motor alguno. La primera versión del transbordador americano tenía unas alas pequeñas, cortas y rectas. Los militares impusieron unas alas grandes con capacidad suficiente para ejecutar un tipo de misión que nunca se llevó a cabo, pero que obligó a reforzar la capacidad de los propulsores auxiliares para elevar todo ese peso muerto hasta la órbita.

Diferentes vistas en 3D de la lanzadera orbital Burán y del cohete Energía con el emblema oficial de este programa espacial de la Unión Soviética.

Otros sistemas debieron su configuración a una combinación del «y yo más» de los militares con las leyes de la Física: la distribución del escudo térmico, la forma del morro, las compuertas dorsales… Al final, los ingenieros soviéticos copiaron absolutamente todo lo que, de todas formas, tenía que ser así para obtener una nave con un perfil de misiones oponible punto por punto al del transbordador americano: más militar que civil, flexible en tipos de cargas secretas, maniobrable en órbita para sorprender al enemigo y con capacidad de aterrizaje en diferentes pistas. Eso -y no la pacífica nave científica que ha quedado para las hagiografías- era el shuttle. Hasta que los costes no previstos y la pérdida de dos tripulaciones completas hizo a la NASA entrar en razón. Eso, no lo olvidemos, era también Burán. Y sin embargo…

Sin embargo, los ingenieros soviéticos no reprodujeron todo. Alteraron una enorme cantidad de variables de diseño que hacían del Burán una máquina fundamentalmente diferente, algo más barata y sobre todo más fiable. Si el colapso económico de la Unión Soviética no hubiera mediado, Burán habría sido un vehículo superior al shuttle de la NASA. Uno que tal vez tendríamos todavía entre nosotros, y que estaría lanzando tripulaciones a la ISS. Uno que habría «retirado» a los transbordadores americanos antes, y que podría haber evitado el desastre del Columbia. Veamos por qué.

Dos momentos de lanzamiento del sistema Burán-Energía el 15 de noviembre de 1988 desde su plataforma en el Cosmódromo de Baikonur (RSS de Kazajistán).
Diferencia 1: El lanzador

El stack del STS (el nombre técnico del shuttle y su sistema de lanzamiento) constaba de dos aceleradores de combustible sólido (SRB) acoplados a un tanque de combustible que suministra oxígeno e hidrógeno líquidos a los tres motores de la lanzadera (SSME). Así pues, la lanzadera («orbitador» en la terminología de la NASA) se lanza a sí misma con el apoyo de dos cohetes auxiliares.

El Burán, en su lugar, era una carga pasiva de un lanzador independiente, el cohete Energía, el más potente y avanzado diseñado por la URSS. A diferencia del shuttle, los motores principales (cuatro en vez de tres) estaban situados en la etapa central (Bloque Ts) del Energía, el cual además contaba con cuatro aceleradores laterales (Bloque A) de combustible líquido.

Aunque este potente cohete fue diseñado con vistas a transportar el Burán al espacio, podía utilizar su inmensa capacidad de cualquier otro modo: 100 toneladas a la órbita baja, 20 a la geoestacionaria, 32 a una órbita translunar o 28 para misiones a Marte o Venus. Además, Energía fue concebido como una familia de lanzadores con un número variable de impulsores auxiliares. Voló dos veces en una configuración de cuatro aceleradores (la primera, para lanzar la fallida maqueta de estación láser de combate Polyus, y la segunda con el propio Burán), pero también se creó la versión Energía-M con sólo dos aceleradores para poner hasta 29 toneladas en órbita baja. Se estudió la opción de crear un “monstruo” de ocho aceleradores denominado Vulkan capaz de lanzar más de 170 toneladas a LEO -como comparación, el famoso Saturno V empleado en el programa Apolo tenía una capacidad de 118 toneladas a una órbita similar-. Los ingenieros jugaron incluso con la idea de crear un Energía con alas derivadas de la tecnología del Burán totalmente reutilizable, llamado Uragán.

El fracaso del shuttle supuso el fin de su sistema de lanzamiento. Si se hubiera decidido que el Burán era excesivamente caro, inseguro o ambas cosas su lanzador independiente podría haber seguido usándose para poner en órbita segmentos de estaciones espaciales, para un programa lunar o incluso en misiones tripuladas a asteroides cercanos. Nada de esto es posible hoy con los lanzadores americanos en uso: el futuro Falcon Heavy de SpaceX tendrá una capacidad de 53 toneladas, la mitad que el Energía soviético de los años 80.

Lamentablemente, Energia también cayó víctima del contexto económico de principios de los noventa en Rusia: simplemente, no existían cargas lo suficientemente pesadas para un lanzador así. Consideraciones políticas también conspiraron para acabar con el lanzador más potente y prometedor de todos los tiempos: con factorías en Ucrania, la agencia espacial rusa Roskosmos tenía un incentivo especial («patriótico», diríamos) en buscar soluciones 100% rusas para sus necesidades futuras. Así, el gobierno ruso decidió en 1995 comenzar el desarrollo de una nueva familia de lanzadores, Angará, que 18 años más tarde no ha volado ni una sola vez. El primer vuelo de la versión más ligera, con capacidad para 2 toneladas en LEO, no tendrá lugar hasta 2013 como pronto; la versión más capaz, Angará A7, podría poner en órbita baja tan sólo 40 toneladas y ni siquiera recibe financiación.

Puestos de mando y consola central de la cubierta superior del Burán (izquierda) y la lanzadera soviética con el cohete Energía en la rampa de lanzamiento de Baikonur (derecha).
Diferencia 2: El combustible y los motores principales

El shuttle disponía de los motores criogénicos más avanzados que existen -aunque no los más potentes-. Utilizan una mezcla de combustible y comburente completamente limpia: hidrógeno y oxígeno líquidos, que sólo dejan vapor de agua como residuo de combustión. A cambio, entregan un impulso específico de 453 segundos en vacío. Son, además, los únicos motores criogénicos reutilizables que se hayan diseñado nunca, aunque su reutilización requería un exhaustivo desmontaje, revisión, reacondicionamiento y montaje posterior. Se estima que cada motor tenía un coste inicial de 40 millones de dólares, a lo que habría que sumar sus costes de mantenimiento post-misión, sin duda comparables. Pese a que el diseño del escudo térmico suele citarse como la principal complejidad en el desarrollo del shuttle, en realidad fueron los SSME el principal quebradero de cabeza para los ingenieros y de hecho provocaron el retraso de la fecha original del  lanzamiento en más de cuatro años.

Los SRB (impulsores auxiliares), sin embargo, parten del principio más primitivo posible al ser cohetes de combustible sólido, análogos en su funcionamiento a los fuegos artificiales típicos en las fiestas -sólo que, salvo en la misión STS-51-L, la última del Challenger, sin explosión final-. Tener un principio tan básico no les permite ser baratos (más de 23 millones de dólares por unidad, sin tener en cuenta los costes de reutilización); sin embargo, nunca hasta la inauguración de las lanzaderas espaciales se había utilizado un impulsor de combustible sólido en vuelos tripulados. ¿El motivo? Un cohete así no puede apagarse más que cuando se agota su combustible; naturalmente, tampoco puede regularse su potencia más que por un pedestre y caro procedimiento «estático»: esculpiendo la sección de la mezcla propulsora interior (compuesta por perclorato amónico como oxidante y aluminio en polvo como combustible, entre otros).

Esta extraña mezcla de propulsión tiene dos consecuencias críticas para la lanzadera:

1. Al no poder detener los impulsores auxiliares, existían fases del perfil de misión que no eran recuperables. Dicho de otro modo: un problema suficientemente serio durante el lanzamiento lleva a la destrucción completa de la lanzadera y la pérdida de su tripulación de forma inevitable. Conscientes del peligro, los ingenieros incluyeron en las primeras versiones cohetes de combustible sólido que podían separar el orbitador del conjunto en caso de emergencia. También se estudió una cápsula separable para la tripulación, pero finalmente estas opciones se descartaron por ser demasiado costosas. Todo ello no fue más que un arrebato de arrogancia hasta 1986; desde entonces, el fallo de una simple junta de uno de los SRBs del Challenger hizo que las cosas se empezaran a ver de otro modo.

2. La mezcla de oxidante y combustible de los SSMEs es, químicamente hablando, la más eficaz de las posibles. Desgraciadamente el uso de hidrógeno líquido requiere trabajar a temperaturas muy bajas (−252.8 C). La vibración del lanzamiento provocaba que el hielo de condensación formado en la superficie del tanque principal se desprendiese y dañase el orbitador; por este motivo se utilizaba una espuma aislante especial, que también puede desprenderse. No es que el Columbia, en su última y fatídica misión (la STS-107 de 2003), fuera la primera lanzadera en perder parte de su escudo térmico por este motivo, pero sí fue la primera que perdió una sección crítica, en el borde de ataque del ala izquierda. En la misión inaugural, STS-1, el Columbia requirió el reemplazo de 300 losetas; tras la STS-4, hubo que reponer 40. En 1988, el Atlantis (en la STS-27) estuvo a punto de ser el primer transbordador en desintegrarse durante la reentrada por culpa de los daños sufridos por el desprendimiento de material de uno de los cohetes de combustible sólido. El Columbia de nuevo, ya en 1992 (misión STS-52) sufrió 290 impactos en el escudo térmico, siendo 16 de ellos mayores de una pulgada. En realidad, el escudo térmico del transbordador nunca fue diseñado para soportar el impacto de objetos durante el lanzamiento.

Es fácil ver que los dos accidentes acaecidos durante estos 30 años de programa STS han sido achacables, de forma bastante directa, a la elección en la fase de diseño de los medios de propulsión de la lanzadera.

¿Y el Burán? El lanzador Energía empleaba combustible líquido en todas sus etapas. Al igual que el shuttle, usaba hidrógeno y oxígeno líquido en los motores principales, mientras que los aceleradores quemaban queroseno y oxígeno líquido. Los cuatro motores principales RD-0120 (11D122) de la etapa central eran muy similares a los SSME en cuanto a prestaciones, aunque con una diferencia fundamental: no eran reutilizables, lo que paradójicamente simplificaba y abarataba radicalmente los costes de operación del sistema. Por otro lado, los RD-0120 podían variar su empuje entre el 45% y el 100% de la potencia nominal, una flexibilidad mayor que el rango de 67%-104% que encontramos en los SSME. De hecho, la NASA estudió a finales de los 90 la posibilidad de mejorar los SSME usando el diseño de las toberas de los RD-0120. Además, las temperaturas de los combustibles criogénicos en el interior del Energía eran ligeramente inferiores a las del tanque externo (ET) del shuttle, permitiendo aumentar la densidad de los mismos y reducir así el tamaño y peso de la etapa central. Conviene señalar que durante mucho tiempo los analistas occidentales pensaron que la URSS era incapaz de desarrollar cohetes con propulsión criogénica, de ahí que el Energía constituyese toda una sensación cuando su diseño fue revelado a mediados de los años 80.

Por su parte, los cuatro aceleradores estaban dotados de un motor RD-170 cada uno. Con más de 740 toneladas de empuje, el RD-170 es el motor cohete de combustible líquido más potente jamás creado. Estos aceleradores estaban fabricados en Ucrania por la oficina de diseño KB Yuzhnoe y sirvieron como base para el cohete Zenit (11K77), un lanzador que todavía hoy está en servicio.

En la imagen superior izquierda, integración de un módulo tipo Kvant (Mir) en el amplio compartimento de carga del Burán (18,55 x 4,65 metros) e integración horizontal del Burán con el cohete Energía (abajo a la izquierda y a la derecha).
Diferencia 3: La protección térmica

El principio básico de la protección térmica en ambos vehículos era el mismo: una cubierta de losetas protectoras, fabricadas con materiales de especificaciones térmicas muy similares, pues, al fin y al cabo, Burán era una copia aerodinámica de los shuttles americanos, por lo que su perfil de calentamiento en la reentrada debía ser prácticamente idéntico.

Sin embargo, las losetas del orbitador soviético eran más pequeñas. El shuttle americano montaba inicialmente alrededor de 31000 losetas, lo que le ganó el sobrenombre de «la fábrica de ladrillos voladora». Estas losetas tenían todo tipo de formas, aunque las más sencillas eran cuadradas con lados de 15 a 20 centímetros; con los años, el número de losetas ha ido disminuyendo hasta las 24300, sustituyéndose por cubiertas térmicas en las zonas menos expuestas. Frente a esta configuración, el Burán cubría su fuselaje con un total de 38800 losetas (un 59% más, para superficies cubiertas muy similares). La reducción del tamaño de las losetas habría resultado en un problema y una ventaja simultáneos respecto de la configuración del shuttle:

1. Por un lado, la unión de las losetas con el fuselaje constituyó un problema en ambos proyectos, con lo que el aumento del número de uniones en el Burán podría haber dado como resultado más fallos por desprendimiento debido a las vibraciones del lanzamiento y a la fricción de la reentrada. Sin embargo, en su primera y única misión el Burán sólo perdió 7 losetas, sin consecuencias térmicas graves.

2. Por otra parte, la reducción del tamaño de las losetas permitió a los ingenieros soviéticos dotarlas de formas más sencillas para cubrir superficies con curvas idénticas. Las losetas del Burán no tenían formas triangulares ni ángulos agudos, estaban situadas siempre de forma que sus lados más largos fueran perpendiculares al flujo de plasma de la reentrada -minimizando los riesgos de filtraciones térmicas al interior del fuselaje- y tan sólo un 15% tenían formas irregulares, facilitando así los procesos de fabricación.

Las losetas del Burán resultaron ser más resistentes a la lluvia y al granizo que sus homólogas norteamericanas, pero seguían siendo muy delicadas. Por su parte, los paneles de carbono del morro y los bordes de ataque de las alas estaban fabricados en un material compuesto denominado GRAVIMOL y eran ligeramente más resistentes que los RCC del shuttle, aunque es difícil saber si hubiesen aguantado un impacto similar al que causó la pérdida del Columbia.

De haber llegado a ser operativo el sistema Burán muy probablemente se habría reducido el número de losetas al sustituirlas por materiales aislantes alternativos, al igual que se hizo con el shuttle. La cuestión de si el escudo térmico del Burán era menos sensible a los impactos de hielo y espuma que el transbordador norteamericano quedará pendiente: la etapa central del Energía estaba recubierta de una espuma aislante no muy diferente de la empleada en el tanque principal de shuttle, pero las vibraciones y la aceleración durante el despegue eran más suaves en el Energía, así que el riesgo de desprendimientos también hubiera sido inferior.

A pesar de su aspecto general aparentemente similar, si observamos su zona de propulsión posterior, existían notables diferencias entre los shuttle de la NASA (a la izquierda el ‘Discovery’) y los Burán soviéticos (foto de la derecha).
Diferencia 4: La propulsión del orbitador

El Burán ha sido la única nave espacial tripulada que ha empleado queroseno (sintin) y oxígeno líquido para sus motores de maniobra orbital. El shuttle, al igual que casi todos los vehículos tripulados (Soyuz, Apolo, Gémini, etc.) emplea combustibles hipergólicos para esta tarea. Como resultado, la capacidad del sistema soviético para maniobrar en órbita también era claramente superior a la de su contrapartida estadounidense, con un impulso específico de sus motores orbitales mayor en un 16% (362 s frente a 313 s).

El sistema de maniobra se denominaba ODU (Obiedinennaia Dvigetalnaia Ustanovka,  “instalación propulsiva combinada”) y era equivalente a los sistemas OMS (Orbital Maneuvering System) y RCS (Reaction Control System) del shuttle. Al usar oxígeno líquido, el sistema ODU podía emplearse como reserva del oxígeno para las células de combustible generadoras de electricidad y para complementar el sistema de soporte vital en caso de emergencia.

Esquema del funcionamiento -en caso de emergencia en el despegue o en el aterrizaje- del sistema de eyección de seguridad de los tripulantes del Burán.
Diferencia 5: La seguridad

Como hemos visto, uno de los motivos principales del fracaso del shuttle como sistema de lanzamiento fue la seguridad. El Burán era significativamente más seguro que su homólogo norteamericano por varios motivos. En primer lugar, estaba previsto que la mayoría de misiones despegasen sin tripulación, lo que además hubiese permitido reducir el coste por lanzamiento de forma dramática.

Por otro lado, el Burán incluía asientos eyectables para los cuatro tripulantes de la cubierta superior. Al igual que el transbordador, el Burán podía transportar un máximo de 10 cosmonautas (eso sí, en la práctica, el récord del shuttle es de ocho pasajeros), cuatro en la cubierta de vuelo superior y seis en la inferior. Sin embargo, después del accidente del Challenger las autoridades soviéticas decidieron que lo mejor sería lanzar misiones con sólo dos o cuatro tripulantes para que pudiesen usar los asientos eyectables en caso de emergencia. El shuttle utilizó asientos similares durante las cuatro primeras misiones de prueba, pero la NASA los eliminó por considerarlos “innecesarios” en los vuelos operativos. Los asientos K-36RB del Burán eran casi idénticos a los empleados en los aviones de combate soviéticos de la época y permitían el rescate de la tripulación hasta altitudes de 30-35 kilómetros y velocidades de Mach 3-3,5, a diferencia de los 24 kilómetros y Mach 2,7 como máximo de los asientos del shuttle. Los asientos se podían emplear también durante un aterrizaje normal o de emergencia por debajo de la altura y velocidades antes mencionadas. La tripulación llevaría en todas las misiones trajes de presión Strizh para evitar la muerte en caso de despresurización de la cabina.

Además, y a diferencia del shuttle, el Burán podía iniciar una maniobra de emergencia si fallaba alguno de los cuatro aceleradores laterales durante el despegue. Mientras los cohetes de combustible sólido están encendidos, no existe manera alguna de que la tripulación del transbordador estadounidense pueda salvar su vida en caso de que algo vaya realmente mal. Sin embargo, a partir de cierta altura, el Burán era capaz de regresar a la pista de Baikonur si uno de los aceleradores sufría algún problema. En este caso, el ordenador de a bordo hubiese apagado el motor del acelerador situado en la posición opuesta para evitar que el vehículo se desviase de la trayectoria y poco después la lanzadera se hubiese separado de la etapa central antes de iniciar la trayectoria de retorno.

Asimismo, en un cierto rango de alturas, el Burán estaba diseñado para sobrevivir al apagado de todos los motores del Energía, algo impensable en el caso del shuttle. Si esto ocurría, cuatro pequeños motores de combustible sólido habrían asegurado una separación limpia entre la lanzadera y la etapa central. Para el resto de emergencias, los procedimientos de regreso a Baikonur eran parecidos a los del shuttle. Por lo demás, el Burán podía alcanzar la órbita si un motor principal fallaba 3 minutos y 10 segundos después del despegue.

Finalmente, si se detectaba algún problema una vez en órbita, el Burán podía acoplarse con la estación Mir (o Mir-2) hasta que se pudiese lanzar una nave de rescate, siempre y cuando que la inclinación orbital fuese similar a la de la órbita de la estación. Este escenario sólo se introdujo en el programa de los transbordadores estadounidenses a partir de la pérdida del Columbia en 2003 (usando la ISS en vez de la Mir, claro está).

Tras la tragedia del Challenger, las autoridades soviéticas también sopesaron tener siempre lista una Soyuz -bien en el espacio acoplada a la Mir o en la rampa de despegue- dotada con un sistema de acoplamiento APAS para rescatar a los cosmonautas del Burán. Igualmente, se sugirió lanzar sin tripulación el mayor número de misiones posible o usar una Soyuz para trasladar a dos tripulantes desde la Mir, los cuales se encargarían de aterrizar la nave en Baikonur.

Ilustración artística del Burán acoplando al Módulo Kristall (1990) de la Estación orbital soviética Mir (1986-2001).
Diferencia 6: Capacidad de estancia orbital

El Burán podía permanecer en órbita hasta 30 días sin costosas modificaciones, lo que contrasta con el máximo de 17 días del transbordador norteamericano (de todas formas, la mayor parte de misiones no debían superar los 9 días). Para ello, el Burán sólo tenía que llevar un su bodega un módulo 37KE (casi idéntico al módulo Kvant de la estación Mir) con reservas adicionales. El Burán incluía además sistemas de soporte vital (suministro de oxígeno y mecanismos de filtrado del dióxido de carbono) muy parecidos a los de la Mir, lo que aumentaba la redundancia y fiabilidad de los mismos.

Diferencia 7: Misiones y objetivos

Para permitir su aprobación por parte del gobierno estadounidense e intentar asegurar la rentabilidad del sistema, la NASA propuso usar el transbordador para todos los lanzamientos estadounidenses, tripulados o no. Es decir, el shuttle debía sustituir a los cohetes convencionales, una decisión absurda que contribuiría indirectamente al accidente del Challenger. Por su parte, el Burán siempre se planteó como un sistema complementario al programa de estaciones espaciales y nunca se buscó una rentabilidad comercial a corto plazo. Aparte de las misiones militares secretas, el Burán se hubiese usado principalmente para trasladar víveres y avituallamientos diversos a la Mir-2, una misión que sólo realizaría el shuttle a partir del inicio de la construcción de la ISS a finales de los 90.

En la foto superior: transporte ferroviario del sistema Burán-Energía en posición horizontal hacia su plataforma de lanzamiento. Imagen inferior: un interceptor MiG-25 ‘Foxbat’ de la Fuerza Aérea de la Unión Soviética acompaña al Burán en el momento de su aterrizaje sin tripulación en 1988.
Otras diferencias

El orbitador Burán, como consecuencia de los diferentes condicionantes de diseño originados del hecho de ser una carga pasiva, no tenía, como hemos visto, más motores propios que los de orientación y maniobra orbital -que también llevaba el shuttle-. De esta forma, Burán era más ligero (65 toneladas frente a 78 del orbitador americano). Otra diferencia interesante era la posición del tren de aterrizaje delantero, situado en un compartimento detrás de la cabina de la tripulación. En el caso del shuttle, el tren delantero estaba situado en el morro para minimizar su tamaño y ahorrar masa, pero a cambio el orbitador debía realizar una larga maniobra de rotación durante el aterrizaje. El tren del Burán era más largo y pesado, pero permitía efectuar una rotación más simple y segura que reducía el riesgo de sufrir un reventón durante el aterrizaje.

El Burán incluía de serie tres paracaídas de frenado para ayudar a frenar el vehículo durante el aterrizaje, mientras que el shuttle sólo incorporó este sistema en 1992. Tenía además una única ventanilla para supervisar las operaciones en la bodega de carga (el shuttle contaba con dos). El montaje y traslado hasta la rampa de lanzamiento se realizaban de acuerdo con la práctica soviética, es decir, en horizontal. Si el shuttle empleaba cinco ordenadores GPC situados en el interior del orbitador, el Burán necesitaba cuatro ordenadores Biser-4 que trabajaban conjuntamente con el ordenador central M6M del Energía, a su vez a cargo de cuatro ordenadores M4M (uno para cada acelerador).

Otras diferencias incluían el uso de dos brazos robot en vez de uno para manejar la carga útil o el empleo de un túnel de acoplamiento extensible para acoplarse con la Mir u otras estaciones espaciales. Por cierto, el sistema de acoplamiento (APAS-89) sería similar al empleado por el shuttle en las misiones a la ISS, aunque el transbordador norteamericano carecía de un túnel extensible.

Burán, en su única misión, anotó además el último récord del palmarés espacial soviético: el aterrizaje completamente automático de una lanzadera. El shuttle americano requiere el control de un comandante de vuelo y un piloto, con lo que añade así un pequeño factor adicional de riesgo. Porque ¿quién aseguraba que no iba a ocurrir nunca un caso de «Aterriza como puedas» en el espacio? Ese pastel de carne… Tras los accidentes de los transbordadores americanos se decidió incorporar en éstos la capacidad de efectuar la reentrada atmosférica y aproximación a la pista en modo automatizado. Curiosamente, se requería que el piloto activase manualmente el botón para bajar el tren de aterrizaje.

Finalmente, cabe reseñar una opción que, aunque no llegó a materializarse, podría haber mejorado el rendimiento del Burán. Su diseño inicial incluía dos turborreactores de cola Lyulka AL-31 análogos a los montados en el cazabombardero Sujói Su-27. Estos motores no habrían sido capaces de hacer despegar el orbitador como si de un avión convencional se tratara (por la diferencia de masa), pero sí hubieran servido para aumentar considerablemente la flexibilidad final del sistema, permitiendo descensos controlados tras la reentrada atmosférica que hubieran facilitado escoger, sobre la marcha si hubiera sido preciso, aeropuerto y pista de aterrizaje. Sin embargo, debido a limitaciones presupuestarias y a la falta de capacidad inicial del lanzador Energía (del que sólo era el segundo vuelo y aún se consideraba «en pruebas»), estos turborreactores no se instalaron. La reentrada del único vuelo del Burán se efectuó sin impulso alguno, del mismo modo que siempre lo han hecho los shuttles americanos, que no podían disponer de esta opción debido al gran tamaño de sus motores principales.

Se ha dicho que el programa de la lanzadera espacial estadounidense ha demostrado que un vehículo reutilizable -aunque sea parcialmente- y que vuele como un avión en su reentrada es un objetivo al filo de lo imposible con la tecnología de la que disponemos. Tras la descripción del Burán, ¿cómo no percibir cierto tufo fabulístico del tipo «La zorra y las uvas» en esta afirmación? La verdad es que, después de 30 años de lanzamientos, aún no conocemos la respuesta a una pregunta tan sencilla como ¿es un concepto viable? Pero la sociedad americana, y tras ella el mundo entero, ha decidido que mantener guerras contra la droga, el terror y la realidad, gastando recursos sin cuento y malgastando vidas humanas a cada minuto es un objetivo más válido que viajar a Marte, volver a la Luna o crear medios más baratos de acceso a la órbita baja. Hemos escogido. El shuttle, hijo de nadie y víctima de todo, podrá ser una vía muerta tecnológica; pero el concepto de «nave tripulada reutilizable con alas para volar en la reentrada» todavía espera su reivindicación. Es posible diseñar y construir una lanzadera mejor, más fiable y más barata que el shuttle. Más aún: ya se ha hecho. Se ha construido, se ha probado, se ha abandonado y se ha dejado pudrir a conciencia. Felicidades a todos los implicados.

Breve vídeo sobre el programa Burán-Energía en el que podemos ver momentos del despegue y el aterrizaje de la lanzadera orbital soviética:

Bibliografía:

1. Energiya-Buran. The Soviet Space Shuttle, Bart Hendrickx y Bert Vis. Praxis Publishing (2007).

2. Mnogorazovi Orbitalni Korabl Buran, Yuri Semionov, Izdatelstvo MAI (1997).
3. Triumf i Tragedia Energii, B. Gubanov. Izdatelstvo NIER (1998).

4. Birds of a Feather? How Politics and Culture Affected the Designs of the U.S. Space Shuttle and the Soviet Buran, Stephen J. Garber (2002).

5. Buran.ru
6. Sovietskaia Kopia Shattla, V. Lukashevich. Novosti Kosmonavtiki (nº 8, agosto 2006).

Fuentes de las imágenes: 

Buran.ru, Espacial.org, Xaraxtreme.ru, NASA, Spacefacts.de, Energia.ru, ‘Eureka’ y ‘Ciudad futura’.



82 Comentarios

  1. Dice jmorenobs que ha faltado comentar la inferioridad soviética en sistemas informáticos. Yo creo que la astronautica rusa se ha caracterizado siempre por aquello de «si funciona bien, para qué cambiarlo», lo que ha hecho que sus pedestres Soyuces (digitales desde anteayer) sean hoy la alternativa inmediata para moverse.
    Mi grabador Telefunken duró más de 20 años, y lo más avanzado que tenía era el receptor infrarojo… Pues eso.

  2. ¿Los cohetes auxiliares del Buran podían reutilizarse como los de Shuttle, que caían en el océano?

    Si eso no fuese posible, el precio de cada lanzamiento del Buran se encarecería sensiblemente.

  3. Muchas gracias por los comentarios.

    @Anónimo: sí, el Burán original resultó destruido, pero aún queda la segunda lanzadera, la 1.02

    @jmorenobs: bueno, eso habría que matizarlo. Justo por la época que el Burán entró en servicio la URSS estaba poniendo a punto su sistema GLONASS equivalente al GPS (sistema que por cierto vuelve a estar en activo). En cuanto a comunicaciones, también tenían el sistema Luch, equivalente al TDRSS de la NASA.

    @bestard: en cuanto a rendimiento, el RD-0120 y el SSME son más o menos iguales, pero el RD-0120 es más simple en su diseño (no era reutilizable).

    @Carlos: ciertamente, nunca sabremos si el Burán en la práctica hubiese sido más eficaz que el shuttle, pero al menos sobre el papel sí lo era. De ahí el título del artículo.

    @hover: sí, pero el Klíper fue cancelado hace ya varios años en favor de la PTK-NP/PPTS 🙁

    @José Alfredo, @Daniel, @xerman: gracias 🙂

    @Oлег: я хотел бы переводить эту статью на русском, но у меня нет времени! 🙁

    @Anónimo: los aceleradores del Bloque A fueron diseñados para ser recuperados, aunque en los dos vuelos del Energía no se instalaron los sistemas requeridos para su reutilización (paracaídas y tren de aterrizaje).

    Un saludo.

  4. Hola a tod@s, en mi modesta opinión creo que ambos nacieron en mal momento, con la guerra fría cómo telón de fondo. Eso obligó a los dos equipos de diseño a aceptar condicionantes de tipo «político-militar» y cada uno lo solucionó lo mejor que pudo.
    Por las explicaciones que dais es posible que el Burán hubiese sido más «barato» y efectivo que el Shuttle… pero no deja de ser ya ingeniería-ficción. En todo caso y una vez pasada esta época de crisis en muchos aspectos (si no nos liamos a tortas y algo más entre todos los humanos), es posible que se le vuelva a prestar la atención que se merece al espacio y, quién sabe, nazca una nave similar a lo que ya hemos visto, más estandarizada y fruto de la colaboración internacional. Por pedir que no quede…
    Estupendísimo artículo, gracias a todos.

  5. Enhorabuena, un artículo estupendo, me he pasado horas leyendo y releyendo.

    Creo que los soviéticos siempre consiguieron diseños mejores y estuvieron tecnológicamente por delante en el campo de la ingeniería espacial. Por desgracia nunca tuvieron la financiación para llevarlos a buen puerto.

    Los americanos siempre han sacado todo adelante a base de meter millones. Aunque tuviesen diseños inferiores hacían pruebas y apaños y arreglos hasta que funcionaba.

  6. He leido en unos cuantos post … cuando USA copiaba a la URSS … que los americanos copiaron la mini-lanzadera de Boing … y ahora resulta que no se puede copiar. Pero leyendo más resulta resulta que si copiaron pero lo malo. Y ESO DE COPIAR no es complicado es complicadísimo y para muestra la F1, donde la tecnología está aún más accesible.

    Y eso si este sistema cumbre de todo lo posible, solo realizó una misión y además vacío (vamos un gatillazo); pero claro eso demuestra que eran capaces de crea una máquina tan compleja como esta Y además no usarla.

    Y sobre que Polyus era una maqueta, nada de nada; era una violación de los tratados internacionales que habían firmado ambas potencias (y no la primera por la parte soviética).

    Pero claro, es una pena que la NASA no se gastara la pasta en financiar este sistema y como son malos malísimos, lo condenaron a desaparecer. Algo que hablo de oidas ¿cuanta pasta le dio la NASA a Rusia para no tirar a la basura los módulos de la Mir2? y ya puestos … siendo sinceros ¿que ha sacado la NASA y los USA de la ISS?.

    Se olvida (un hecho que mucha gente no tiene en cuenta) otra ventaja del Burán sobre el transbordador de la NASA … tenía un color blanco mejor y más molón.

    Saludos.

    P.D.1: Una pregunta ¿aparte del agua (recombinación del H y O) se reutilizaba algo más? porque tengo claro que Buran no … ¿los cohetes laterales? ¿en módulo central? ¿o solo era un cohete con otra forma?

    P.D.2: Si el transbordador ha sido un fracaso, este que fue ¿un super-mega-hyper fracaso?. Si el argumento es que parte de la tecnología se ha reutilizado … pues ahí estoy deacuerdo … solo espero que la NASA hago otro tanto.

    P.D.3: Y coincido contigo (lamento en que sea en esto solo) en que Angara estará operativo dentro de muuucho tiempo, vamos que hay tecnología Protón&Cia para rato. Y sobre quien espere que este sistema sea retomado … que espere sentado, que sentado. ¿Alguien es capaz de votar por cuál será le próximo lanzador pesado?

    P.D.4: Si el contra argumento es que el Atlas usa una variante de motores rusos … es porque estos estaban tirados de precio (aparte de cumplir con las necesidades).

    P.D.4: Lástima que últimamente «los colores» te estén pudiendo con los estupendos artículos de antaño, pero creo que eso es algo que se ha extendido en todos los sitios últimamente.

  7. «Daniel Marín

    en cuanto a rendimiento, el RD-0120 y el SSME son más o menos iguales, pero el RD-0120 es más simple en su diseño (no era reutilizable).
    …»

    Eso es un factor mesurable en favor de los SSME. ¿El RS-68 (versión no reutilizable de los SSME) es menos-igual-más potente que los RD-0120?.

    Saludos.

  8. Tan joven, tan bella, que triste final.

    🙁

    PD: Excelente articulo, pero ahora a ponerse la armadura de aramida, por que los rusofobos estan al acecho xD

  9. @Anónimo: te noto enfadado. Tranquilo, que todo esto pasó hace ya 20 años.

    1. tienes razón en que yo he usado el verbo copiar en otros posts cuando se trata de tecnología soviética ‘adaptada’ por los EEUU y no al revés. Vale, es una crítica justa y la acepto. Me apunto un ‘castigo administrativo’ a lo Starship Troopers.

    2. Polyus sí fue una maqueta de estación láser orbital. Y violaba los mismos tratados internacionales que el resto de cacharritos de la SDI reaganiana. Pero vamos, que no es mi intención defender a Polyus, aquí hablamos del Burán, oiga.

    3. La NASA no dio dinero a la URSS, sino a la Rusia de Yeltsin, que convendrás conmigo, son países muy diferentes. En todo caso, no lo hizo a cambio de nada. La ayuda a Rusia permitió a la sacar adelante la ISS.

    4. La ISS no era un proyecto ruso. Recuerda que se trató de la fusión de la Freedom con la Mir 2. Sin ISS, la NASA habría perdido los miles de millones ya gastados en la Freedom.

    5. No entiendo la pregunta de la PD1.

    6.El Burán fue un fracaso, eso nadie lo discute. Pero hombre, no es lo mismo. El Burán fracasó porque el país que lo creó se resquebrajó en mil pedazos. El shuttle fracasó por méritos propios y de los políticos de EEUU.

    7. El RS-68 es el motor criogénico más potente jamás construido (aunque no es de ciclo cerrado como el SSME o el RD-0120), ¿y?. Si se trata de «a ver quién la tiene más grande», el RD-170 sigue siendo el motor cohete más potente. Y muy ventajosa no será la reutilización si la NASA quiere usar SSME no reutilizables para el SLS, vamos, digo yo.

    Saludos.

  10. Una pena que algunos anónimos busquen cosas raras donde solo hay un excelente articulo.

    Para mi claro que supero el cojunto Energia/Buran al STS, no en fiabilidad ya que eso no ha podido ser probado, pero si en especificaciones del sistema, en diseño y versatilidad.

    Eso no quita para que ambas potencias se hayan estancado en las ultimas décadas, que futuro más pesimista. Supongo que no ayuda que acabo de terminar de leer Marte Rojo, escrito sobre la época del Buran y con una primera colonización prevista para el 2021.

    La carrera espacial hoy día si que es ciencia ficción.

  11. Quizás empezaron la casa por el tejado. Una lanzadera tipo Kliper o X-38 para empezar hubiese sido más racional. Ahora nos hemos quedado sin uno ni otro y volvemos a las cápsulas.

    Se sabe si alguien piensa hacer una cápsula de carga de ida y vuelta? Porque el gran problema que tiene ahora la ISS es que apenas puede bajar carga de la órbita a Tierra y eso lo veo fundamental para analizar mejor los resultados de los experimentos que se hacen ahi arriba.

  12. Daniel, creo que el anónimo en la PD1 parece entender que nada del Energía-Buran era reutilizable, a pesar de que el Buran regresó automáticamente y aterrizó sin problemas. Pero él «tiene claro que no» por algún motivo.

    Y ya has dicho en un comentario anterior que los aceleradores iban a ser reutilizables también (cosa que no sabía, me ha sorprendido), así que esa PD no tiene mucho sentido.

    Un saludo!

  13. Etxazpi, creo que todos los competidores comerciales por los contratos de la NASA excepto uno están trabajando en naves que podrán traer carga de vuelta, si no me equivoco. La excepción sería la Cygnus.

    Un saludo!

  14. El anónimo anti buran es un viejo conocido de los comentarios de estos lares… me imagino que no soy el único anon en darse cuenta. Quizá piensa que los aficionados al semi-oscuro mundo del espacio sovietico somos unos comunistas judeo masónicos.

    Sin quitarle mérito a los todoeconómicamente poderosos ingenieros de la NASA, los soviéticos eran una gente muy normalita que consiguieron unos logros espectaculares.

    Aun hace poco vi un documental donde una de las ingenieras de los lunokhod estaba hablando del programa mientras hacia de ama de casa sirviendo la cena a su familia. (Imposible para una dama, por ejemplo, Srta Porco)

    La unión sovietica era un pais de campesinos que hacian de increibles ingenieros. Me se muchos paises que nunca han conseguido nada semejante dandosela de «guays» 😉

    anonjjp

  15. Impresionante, no sabìa que esto existìa, pero habìa que suponerlo, ya que lo que se publicaba en occidente era lo que escribìan los protagonistas de siempre, con esto mi admiraciòn por la astronautica Rusa se acrecienta aun màs, gracias Daniel y demàs integrantes por estas informaciones.

  16. Soy el «anti Buran»???
    Soy rusofobo???
    Nada más lejos de mi intención … por si no se ha notado estaba siendo irónico, pero por lo visto ayer-hoy no es mi día. Pero solo he pretendido poner los datos claros, no lo que podría haber sido y no fue.

    Sobre el dinero de la NASA dio a la URSS, creo que he puesto Rusia … si estaba puesto URSS perdón por el error (sin que sirva de disculpa … no es-era mi día).

    Sobre el dinero invertido en la ISS … la unión de la Mir2 y la americana … repito ¿cuando dinero invertido? ¿para qué sirve? ¿qué y cómo sería si se hubiese empleado un camino más lógico? y aquí quién puso la gran parte de la pasta fueron los denostados americanos. Otro apunte, coincidiendo con el lanzamiento del radio telescopio RadioAstron, creo que la URSS terminó tan mal que los módulos de la Mir2 estarían esperando ser lanzados o se habrían lanzado hace poco. Que la Freedom les habría costado una pasta a los americanos … y sería una «castaña» … posiblemente/seguramente.

    En la pregunta P.D.1 preguntaba si se había reutilizado algo, la respuesta es NO (no había leido la respuesta de Daniel sobre los propulsores laterales) y la nave Burán no se reutilizó. Que se podía haber reutilizado … «obras son amores y no buenas razones». Lo mismo pasa con los propulsores de combustible sólido del Arian 5, no son reutilizables (y en este caso se ha recuperado alguno).

    Habría que ver si el Burán hubiese cumplido con lo que indicas en el artículo, ya no entro en el coste de los cohetes y lanzadores, sino en la ingeniería del Buran hubiese soportado todo lo que has comentado. Has comparado datos de operativa del Shuttle con estimaciones y deseos del Burán; hay un dicho que dice que «la estrategia se va al garete cuando se pega el primer tiro» (o algo así).

    Sobre el RS-68, SSME, RD-0120 … lo único que he pretendido es poner de manifiesto es que el SSME se recupera y se reutiliza, mientras que el RD-0120 no, es de un solo uso; desde el punto de vista de la ingeniería eso tiene unas implicaciones que solo los expertos ven con claridad … Está claro que reutilizar ha resultado poco ventajoso, pero no me creo que salga más rentable usar uno nuevo. Sobre que el SLS (otro que hay que esperar sentado para verlo volar), aparte de que no se como se podría recuperar con el diseño propuesto, creo que pretenden usar el RS-68 porque ya existe, se ha probado y no costará mucho de acoplar (esto en la NASA tampoco es que sea una cosa cierta).

    Sobre viejo conocido … pues la verdad que llevo leyendo el blog un par de años. Pero comentar más o menos asiduamente solo en el último par de meses y siempre suelo llegar de los últimos. No pretendo ser un troll. Lo que si hago es indicar lo que pienso y te aseguro que respeto todo lo que se dice, aunque no comparto tampoco todo lo que se dice. Y TE ASEGURO que como no te conozco, pues no pienso nada de ti y lo que es más, salvo que seas «mala persona» por lo demás me parece correcto. (Aclaración en «mala persona» no entra comunista, judeo-masónico, …). Y la URSS fue lo que fue, en donde había muchas cosas malas, pero el sistema educativo no era una de ellas. Y para países dándoselas de «guays» donde yo vivo.

    En el artículo de hoy se desprende que el Sistema Burán era mejor en todo al Suttle, cuando el primero hizo 1 vuelo (más el Poylus) y el segundo bastantes más. El Burán no pudo demostrar casi nada (y tampoco se le pudieron ver las vergüenzas), el Suttle si (las buenas y las malas).

    Finalmente, lo que he intentado decir es que el triunfalismo de los de los que cargan por la retirada del transbordador y la supremacía Sotuz, es volver a 30 años al pasado. Que vamos a estar estancados en los años 1970-80 por una buena temporada. Y eso a mi me molesta, porque yo soy de los que piensa que el futuro está hay fuera.

    Saludos
    Y perdón por el tocho (aseguro que es el último … de esta extensión :-).

  17. La Unión Soviética era un país que antes de la revolución Rusa no sabía ni siquiera trabajar el hormigón armado (novedad de aquellas décadas). Hacían sus casas de madera, porque era lo que sabían trabajar (soy Arquitecto).
    Décadas mas tarde sin que nadie los apure vencieron al Nazismo y pusieron un hombre en el espacio, un Robot en la Luna, otro en Marte, sacaron fotos de la superficie de Venus y subieron la primer estación espacial… todo en cuanto?? 50 años? Memorable.
    Comparto con algunos la nostalgia del Buran, una obra de arte de los ingenieros.
    Ojalá un país hoy pusiera tanto esfuerzo en la ciencia.
    Saludos. Excelente nota Daniel, Ivan y Paco!!!

  18. Excelente esta entrada, con lujo de detalles hacen las especificaciones en las diferencias entre el Transbordador y el Burán. Me adhiero a la idea de que se pudiera hacer una cooperación internacional tipo ISS con lo mejor de los STS y el Burán. Ojalá fuese posible, mucho pedir.

    Aquí los dejo con una infografía de los transbordadores, por cierto hecha por una página de agencia de noticias rusa. Se las recomiendo, es excelente como este post. SERGIO.

    http://sp.rian.ru/infografia/20110715/149724868.html

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Por Daniel Marín, publicado el 26 julio, 2011
Categoría(s): Astronáutica • Burán • Historias de la Cosmonáutica • Rusia