La guerra de los cohetes rusos (Energía-K, Soyuz 2-3V y PPTS)

Por Daniel Marín, el 19 agosto, 2011. Categoría(s): Cohetes • PPTS • Rusia • sondasesp ✎ 28
El panorama de lanzadores rusos es cada vez más confuso. Rusia está desarrollando actualmente dos nuevas familias de cohetes, Rus-M y Angará. El Rus-M será fabricado por TsSKB Progress, la misma empresa que fabrica los cohetes Soyuz, y su objetivo principal es lanzar la futura nave tripulada rusa PTK-NP (PPTS) desde el nuevo cosmódromo de Vostochni. Por su parte, Angará es una creación de la empresa GKNPTs Khrúnichev, la misma que en la actualidad se encarga de construir el cohete Protón-M. En principio, este nuevo cohete será lanzado desde el cosmódromo de Plesetsk, aunque no se descarta que pueda despegar desde Baikonur de acuerdo con la iniciativa ruso-kazaja Baiterek.

Enetgía-K (izquierda) y Soyuz 2-3V, nuevos lanzadores rusos (Novosti Kosmonavtiki).

Ambas familias de lanzadores se enfrentan a numerosos problemas derivados de una falta de financiación adecuada por parte de la agencia espacial rusa Roskosmos, problemas a los que hay que añadir el escaso interés en su desarrollo que muestran algunos directivos de TsSKB Progress y Khrúnichev. Porque, aunque pueda resultar paradójico, lo cierto es que tanto Angará como Rus-M son una verdadera competencia interna para los actuales cohetes Protón-M y Soyuz, dos éxitos comerciales a los que nadie quiere renunciar.

Rus-M (Novosti Kosmonavtiki).
Algunas características de las familias Rus-M y Angará
Para añadir leña al fuego, la empresa RKK Energía, fabricante de las naves espaciales Soyuz y Progress, no está nada contenta con la elección del Rus-M como lanzador para su PTK-NP. El éxito del Rus-M depende del futuro cosmódromo de Vostochni, un proyecto que cuenta sobre el papel con el máximo respaldo del gobierno federal y de Roskosmos, pero que no termina de convencer a la industria aeroespacial rusa. RKK Energía sabe que sin Vostochni el Rus-M no va a ninguna parte, así que desde hace un par de años ha propuesto el desarrollo de un cohete basado en el Zenit que sea capaz de lanzar la PTK-NP desde Baikonur, eliminando así de la ecuación al incómodo cosmódromo de Vostochni. 
El Zenit sería el lanzador ideal para la PPTS, más potente que el Soyuz y sin los peligrosos combustibles hipergólicos del Protón. Pero por desgracia la PTK-NP es demasiado pesada para ser lanzada por un cohete Zenit de serie. Efectivamente, la masa final de la PTK-NP se estima en unas 16-18 toneladas (12-13 toneladas de la nave propiamente dicha más 4 ó 5 toneladas del sistema de escape SAS), mientras que el Zenit sólo puede poner en órbita baja un máximo de 13 toneladas.

El Rus-M despegando desde Vostochni (Roskosmos). 
Como solución a este problema, RKK Energía propuso de manera un tanto informal el Energía-KV (o simplemente Energía-K), un cohete que debe ser lo suficientemente parecido al Zenit para usar las instalaciones de este lanzador en Baikonur, pero que estaría fabricado íntegramente en Rusia (el Zenit se monta en Ucrania), además de tener la suficiente potencia para ser usado con la PTK-NP. Aunque en un principio parecía que estábamos ante un simple concepto sin importancia, lo cierto es que el Energía-K sigue vivito y coleando. De hecho, en un reciente anuncio de la empresa fabricante de motores NPO Energomash nos hemos enterado de la existencia del proyecto RD-175. El RD-175 sería un motor de mil toneladas de empuje que equiparía la primera etapa del Energía-K. Estaría basado en el RD-171M, usado actualmente en el Zenit. Recordemos que el RD-171M es, con 800 toneladas de empuje, el motor más potente actualmente en servicio. Aún no está claro cómo conseguiría NPO Energomash aumentar el empuje del RD-171 hasta las mil toneladas, aunque se ha sugerido que el nuevo motor podría incorporar una quinta cámara de combustión. Si el RD-175 no sale adelante (lo que es muy probable), el Energía-K podría usar aceleradores de combustible sólido en la primera etapa, algo que resultaría insólito en un cohete ruso.

Energía-K (Novosti Kosmonavtiki).


Dos versiones del Energía-K con RD-171, el Energía-KB y Energía-KV (Novosti Kosmonavtiki).

 
Energía-K con RD-180 (Novosti Kosmonavtiki).

Rus-M (izquierda) y Energía-K (Novosti Kosmonavtiki).
“Zenit 2.0” propuesto hace años por Energía para lanzar la PTK-NP (Novosti Kosmonavtiki).

Problemas de propulsión aparte, el Energía-K se enfrenta a dos obstáculos enormes. El primero es que RKK Energía no ha construido ningún lanzador desde los años 80 y el segundo es el rechazo frontal del gobierno federal a este proyecto. Una posible solución sería embarcar a TsSKB Progress en la construcción del Energía-K, o al menos fusionar esta propuesta con el Rus-M, pero el caso es que la compañía de Samara no parece muy interesada en esta opción por el momento.

No obstante, TsSKB Progress es muy consciente de las debilidades del Rus-M y de su dependencia de Vostochni, así que recientemente ha propuesto un nuevo lanzador que en última instancia podría llegar a ser capaz de lanzar a la PTK-NP desde Baikonur. El cohete se denomina Soyuz 2-3V y es la última variante de la venerable familia de lanzadores Semiorka derivados del mítico misil R-7. El Soyuz 2-3V usaría una etapa central (Bloque A) modificada con un motor NK-33-1 del malogrado programa lunar tripulado soviético. Este motor también deberá emplearse en el futuro Soyuz 2-1v (Soyuz-1), un lanzador de pequeña potencia que TsSKB Progress espera poder lanzar el año que viene desde Plesetsk, y en el Soyuz 2-3, este último con una capacidad de carga de hasta 11 toneladas en LEO. Pero a diferencia del Soyuz 2-3, el Soyuz 2-3V presenta como novedad una tercera etapa criogénica similar a la segunda fase del Rus-M, con un motor RD-0146 (el mismo propuesto para la segunda etapa del Energía-K, por cierto). Además de estos cambios, el Soyuz 2-3V usaría motores más potentes en los cuatro bloques de la primera etapa (RD-120K o RD-0155). Con una capacidad máxima de 14 toneladas en LEO, el Soyuz 2-3V difícilmente podría lanzar a la PTK-NP desde Baikonur, pero serviría de base para versiones más potentes, además de ser un banco de pruebas para el Rus-M. En todo caso, el Soyuz 2-3V es una muestra de la escasa confianza de TsSKB Progress en el Rus-M.

Soyuz 2-3V (TsSKB Progress).
Soyuz-1 (Soyuz 2-1v) y Soyuz 2-3 (Novosti Kosmonavtiki).

El problema de estas propuestas es el polémico motor NK-33, usado también en el lanzador norteamericano Taurus II. Precisamente, NPO Energomash está estudiando el desarrollo del RD-193, un motor basado en el RD-191 del Angará con prestaciones parecidas a la del NK-33. Si el RD-193 fructifica, las posibilidades de éxito del Soyuz 2-3V aumentarían drásticamente.

¿Y qué tiene que decir Khrúnichev de todo esto? Hasta hace poco parecía que no mucho. El Angará es el proyecto mimado de los militares rusos y en teoría no interferiría con el Rus-M para nada. Sin embargo, el jefe de Roskosmos Vladímir Popovkin sugirió recientemente que el Angará también podría despegar desde Vostochni. Es posible que se tratase de una simple confusión del nuevo dirigente de Roskosmos, pero las declaraciones han suscitado una enorme polémica. ¿Podría el Angará desplazar al Rus-M en el futuro? Sería complicado, pero lo cierto es que el desarrollo del Angará está mucho más avanzado que el del Rus-M. Pese a los innumerables retrasos, el primer lanzamiento del Angará tendrá lugar en 2013 desde Plesetsk, mientras que nadie sabe cuándo estará disponible el Rus-M. De hecho, el cohete coreano KSLV-1 es básicamente un Angará-1.1, así que podemos afirmar sin temor a equivocarnos que el Angará ya ha volado en dos ocasiones. Además, Khrúnichev ha sugerido en el pasado que el Angará-5P podría poner en órbita a la PTK-NP fácilmente. El problema es que para que el Angará se convirtiese en el vector de la PPTS se debería construir primero una rampa en Vostochni o en Baikonur, lo que supondría un cambio de la estrategia espacial del país. Por otro lado, parece claro que Rusia no puede permitirse el desarrollo de dos familias de lanzadores avanzados.

Familia de lanzadores Angará. El Angará-5P podría poner en órbita a la PTK-NP (Khrunichev/Novosti Kosmonavtiki).

Por si todo esto no fuese bastante confuso, lo cierto es que tanto TsSKB Progress como Khrúnichev siguen proyectando lanzadores aún más potentes que el Rus-M o el Angará. Propuestas como el Amur-5 o el Yenisey-5 de Khrúnichev podrían colocar 125 toneladas en LEO, aunque evidentemente estamos ante proyectos que a día de hoy no son más que simple fantasía.

Lanzadores pesados de TsSKB Progress basados en el Rus-M (TsSKB Progress).

El Angará-7P podría poner en órbita baja hasta 36 toneladas (Khrunichev).

El Angará-7V sería la versión más potente, con 41 toneladas (Khrunichev).

El Amur-5 y Yenisey-5, una fantasía de Khrúnichev basada en el Angará con capacidad para 125 toneladas (Khrunichev).

Y ya que estamos hablando de la PTK-NP, en el reciente festival aeroespacial MAKS-2011 hemos podido contemplar un modelo a escala de la cápsula. La única novedad digna de mención es el cambio en la distribución interior de los asientos de la tripulación, que ahora aparecen separados en tres grupos de dos.

Modelo “molón” en 3D de la PTK-NP (RKK Energía).

Simulación del interior de la cápsula (RKK Energía).

Modelo de la cápsula y su interior según lo que hemos visto en MAKS-2011 (RKK Energía).

Última versión de la PTK-NP (RKK Energía).

Si después de leer hasta aquí te sientes confuso, tranquilo, querido lector, es normal. El actual batiburrillo de proyectos espaciales rusos está pidiendo a gritos que alguien ponga orden en esta caótica situación. ¿Será Popovkin el hombre adecuado para esta tarea?¿Podrá enfrentarse a las presiones de las distintas empresas aeroespaciales rusas? Por el bien del programa espacial ruso, esperemos que así sea.



28 Comentarios

  1. Que alguien imponga orden!! así como van las cosas parece un hecho que estará lista la PTK antes de que exista lanzador alguno para enviarla a la orbita.

  2. La NASA no tiene claros sus cohetes, pero es que éstos ni tienen claro desde los van a lanzar.

    Al menos la NASA tiene el programa comercial alternativo, pero por lo que se ve las empresas rusas necesitan de un padrino para sacar el proyecto adelante.

  3. El Yenisey 5 se me parece mucho al Angara 100 que Anatoly Zak soltó hace su rato en RussianSpaceWeb.com con la diferencia que el motor central es un RD-180 y no un RD-170. Yo ya lo tengo hecho en 3D… si alguien quiere jugar con él solo hagan presión en el foro de Orbiter 😛

    Ahora bien… Mae Daniel, preguntas y más preguntas: Cual es la capacidad máxima del Soyuz 2-3V? Que requisitos tendría que tener la PPTS para ser lanzada con ese “Super Zemiorka Ultra”? Podrán revivir al legendario “Kliper?” Roskosmos no puede ser pragmático y ver como se puede elegir un proyecto óptimo basado en lo que ya tienen? No pueden importar el Zenit a Rusia?

    Y otra cosa: Si el Naro 1 es un Angara, el Atlas 5 es un Rus-M con un solo núcleo en lugar de 3 😛

    Yuriy Istochnikov

  4. Es hora de que se use la exitosa experiencia en la unificación de la industria aeronáutica rusa (la corporación OAK), y hacer lo mismo en la industria espacial. Rusia no tiene recursos para tantos proyectos concurrentes, no tiene sentido mantener la competencia entre Khrunichev y Energiya. Si quiere que algún proyecto salga adelante, tendrán que dedicarle total prioridad a uno y abandonar a los demás.

  5. La competencia entre las oficinas de diseño siempre les ha ido bien. En los tiempos Soviéticos tenían a Yangel, Cholomei, Glushko y Korolev compitiendo entre ellos para sacar las mejores soluciones.

    Los problemas de Roskosmos no serán muy distintos a los de la NASA, ver de donde sacar la financiación para desarrollar sus nuevos cohetes.

  6. Starfish: pues yo opino lo contrario: las luchas intestinas entre las oficinas dieron más problemas que beneficios. Baste ver la lucha entre los dos proyectos lunares oficiales junto con el tercero en discordia…

    octopusmagnificens: Yo pensaba algo parecido ¿esto es el salón internacional de automóvil? 😀 Y sobre todo ¿por qué no ponen también azafatos? ¡Que todos tenemos derecho a alegrarnos la vista! 😀

  7. Me da la impresión de que el desarrollo de lso lanzadores está siendo tan complicado que las compañías están cambiando lso planes sobre la marcha. Me da que antes que el Rus-M y el Angará vamos a ver el Energía-K (esos SRB hacen que me recuerde al Atlas V) y el Soyuz 2-3.

    Daniel, ¿las chavalas de la foto van con los cosmonautas al espacio? 😛

  8. Estoy de acuerdo con Sergio Costas en que la concurrencia de Energía y Progress en el terreno de los lanzadores está restando fuerzas y sinergias al programa espacial, en un marco de dependencia muy grande con Roskosmos como es le actual (muy parecido a lo que ocurre el los Estados Unidos hacia la NASA). Ante la falta de posibles clientes privados, sin el apoyo de la agencia espacial federal difícilmente puedes sacar un lanzador adelante.

    Octopus pillín 😉

  9. bien bien, cuantos mas al lio mejor, eso consigue reducir costos por simple ley de la oferta y la demanda, y obliga a los ingenieros a no dormirse y andar innovando constantemente,

    una cosa que me resulta curiosa es que ningun de estos lanzadores “reales” tiene la capacidad del falcon 9H, o una de dos, o los de spaceX son unos makinas, o es que a los rusos no les interesa hacer esas naves, por cierto seguro que es mas barato el falcon 9h que cualquiera rusa…

  10. No les parece extraña la posición de los aceleradores sólidos en el Zenit?. Las llamas no tocas la estructura del cohete?. Que sabre yo, no soy ingeniero aeronáutico :).

  11. Que lastima, la cantidad de cosas que se podrían lograr sin la burocracia y la lucha de poderes. Seguramente esa es una de las razones por la que spaceX logro tanto(y seguirá logrando) en tan poco tiempo.

  12. Bueno, se ha comentado en otros post, las compañías no encuentran incentivo en la producción de un lanzador con gran capacidad de carga por la falta de clientes potenciales.

    Para el lanzamiento de satélites en órbita geoestacionaria un lanzador como el Ariane V ya se queda grande, y a Arianespace le cuesta gestionar un lanzamiento conjunto de dos satélites. Por eso ahora le viene muy bien disponer de los Soyuz para lanzar desde Kourou.

    Así que, o se desarrolla para un programa tripulado más allá de LEO, o solo lo llegarían a encargar los militares para poner satélites tocho para espionaje.

  13. Tal y como lo cuenta Daniel, parece que el programa ruso esté tan liado, o más, que el americano. Pero claro, hay una diferencia esencial, y es que los rusos disponen, a día de hoy, de los lanzadores y naves que necesitan, y no hay planes para retirarlos a corto plazo. Funcionan bien y su coste es asumible. Su fin sólo llegará, en principio, cuando aparezca una nueva familia de naves y lanzadores que los dejen obsoletos. Pero en realidad no hay prisa.

    En este contexto, sí que parece lógico que los rusos especulen, lancen propuestas, cambien de opinión… es un buen ejercicio para no meter la pata y escoger la mejor opción (porque ya sabemos que en esto del espacio, si tomas la decisión equivocada, quizás no tengas margen de reacción, y si no que se lo digan a los de la NASA con el Constellation). Más aún cuando la casi desaparición del programa norteamericano les da un margen de bastantes años para especular. De hecho, el fin del Shuttle seguramente ha provocado una cierta relajación en Rusia, que favorece este tipo de replanteamientos.

    Y es que no es lo mismo marear la perdiz cuando tienes una alternativa que cuando no la tienes.

  14. La situación actual me parece un desperdicio de recursos, y la inversión estatal rusa (aunque ha mejorado con respecto a ejercicios pasados) no es tan boyante como para permitirse el lujo de dilapidarla en proyectos sin futuro.
    La competencia es sana, si, pero la indecisión pasará factura, y el hecho de tener mas opciones no significa necesariamente que existan mas probabilidades de no equivocarse al elegir a un candidato…
    Por el bien del sector espacial ruso, esperemos que no tarden en tomar las decisiones correctas.

    Un saludo! (estupendo artículo, Daniel!)

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Por Daniel Marín, publicado el 19 agosto, 2011
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