Rusia y su remolcador espacial nuclear

Por Daniel Marín, el 28 octubre, 2012. Categoría(s): Astronáutica • Rusia • sondasesp ✎ 69

Hace tres años Rusia sorprendió a propios y extraños al anunciar el desarrollo de una nave espacial alimentada por un reactor nuclear de un megavatio. ¿Qué ha ocurrido desde entonces? Veamos. El gobierno ruso se ha comprometido desembolsar 17 mil millones de rublos en el proyecto desde 2010 hasta 2018, año en el que el prototipo debería estar listo. De esta cifra, 7245 millones se destinarán a la corporación estatal de energía atómica ROSATOM para la creación del reactor propiamente dicho, mientras que 3955 millones irán al Centro Keldish para la construcción del sistema de generación de electricidad y los motores. Por último, la empresa RKK Energía, constructora de las naves Soyuz, se encargará del diseño de la nave con 5800 millones de rublos.

Prototipo de reactor nuclear espacial de 1 MW (ROSATOM).

El proyecto sigue adelante, aunque los progresos han sido más lentos de lo esperado. En cualquier caso, Vladímir Popovkin -jefe de la agencia espacial rusa Roscosmos- ha anunciado que dentro de un año podrían empezar las pruebas en tierra con el reactor. El reactor tendrá una potencia térmica de 3,5 megavatios y una potencia eléctrica de 1 MW. Será del tipo de neutrones rápidos refrigerado por gas y generará electricidad mediante el ciclo Brayton, con una masa que alcanzará las 2,7 toneladas. La masa total del sistema de energía será de 6,8 toneladas. La idea es usar este reactor para alimentar un sistema de propulsión eléctrico (YaEDU en ruso) con motores de plasma (o iónicos) de alta eficiencia. La nave recibe el nombre genérico de TEM (Transportno-Energeticheski Modul, ‘Módulo de energía y transporte’).

Diseño actual del remolcador espacial ruso TEM con una masa de 7 toneladas y un reactor de 1 MW (Rossiskaya Gazeta/RKK Energía).
Motores eléctricos de nueva generación (RKK Energía).

Proyecto original de remolcador nuclear pesado de RKK Energía (RKK Energía).

¿Y para qué quiere Rusia un reactor espacial de este tipo? Pues no está muy claro, lo que de hecho supone uno de los problemas principales del programa. En principio, esta nave podría servir de remolcador reutilizable entre la órbita baja y la órbita geoestacionaria o los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna o Tierra-Sol. El inconveniente es que ahora mismo no parece haber una demanda que justifique el desarrollo de un sistema así, aunque Roscosmos confía en que podría existir dentro de diez o veinte años, justo cuando el sistema estuviese maduro. Por otro lado, si la NASA sigue adelante con sus planes de situar una estación espacial sobre la cara oculta de la Luna, es posible que el proyecto de remolcador espacial cobre una importancia inusitada. Otras aplicaciones futuras podrían ser la recogida de trozos de chatarra espacial o llevar a cabo misiones para reparar satélites.

Eso sí, para misiones a la Luna, RKK Energía considera que la potencia mínima del reactor debe ser de 6 MW, es decir, seis veces más potente que este proyecto inicial. Para vuelos tripulados, la potencia se estima que debe rondar los 25 MW. Como comparación, los más de treinta reactores espaciales lanzados por la URSS disponían de potencias mucho menores. Los BUK (BES-5) tenían una potencia de apenas 3 kW, mientras que los TOPAZ-1 (TEU-5 Tópol) o los TOPAZ-2 (Yenisey) llegaban a los 6 kW. Por su parte, el reactor experimental SNAP-8 norteamericano alcanzó 35 kW de potencia, pero nunca alcanzó el espacio. Igualmente, en los años 80 RKK Energía proyectó el reactor Gerkules, con una potencia de 500-600 kW. Es decir, estamos hablando aquí de reactores espaciales realmente potentes comparados con los empleados en el pasado. Usando estos reactores de nueva generación y motores eléctricos avanzados con un impulso específico de diez mil segundos se podría realizar un viaje a Marte ida y vuelta en dos o cuatro meses.

Una nave con YaEDU podría ir a Marte en un par de meses (Centro Keldish).
Variante del prototipo de reactor Gerkules de 600 kW de RKK Energía (RKK Energía).

Personalmente, creo que, a pesar de sus incertidumbres, este proyecto se trata de una de las mejores apuestas que puede hacer Rusia en el panorama espacial. Me explico. Tras la cancelación del Proyecto Prometheus/JIMO, Rusia es ahora mismo la única potencia espacial capaz de desarrollar una nave de propulsión nuclear, ya sea por motivos políticos y/o tecnológicos (¿se imaginan la oposición pública a un proyecto semejante en EEUU o en Europa?). Solamente China podría hacerle sombra en este campo y para eso aún quedan muchos años. La ventaja rusa en el área de lanzadores se reduce cada año y a pesar de que ahora goza junto con China del monopolio en el programa tripulado, es evidente que esta situación no durará indefinidamente. Un programa de naves nucleares sería versátil y le daría a Rusia una ventaja tecnológica durante las próximas décadas. Esperemos que logren hacerlo realidad.

 

Vota por Eureka en los Premios Bitácoras 2012:

 



69 Comentarios

  1. Seria interesante que las empresas se planteasen la utilización del crwod funding para conseguir recursos para proyectos, seguro que hay suficientes espaciotrastornados dispuestos a poner su dinero para un buen proyecto espacial 🙂

  2. No sabia de este proyecto tan importante, me ha dejado animado porque ultimamente lo que habia visto de las noticias de la exploración espacial son muchos proyectos a larguisimo plazo, recortes de presupuesto y nada tan ambicioso que contrarestara el sentimiento de vacio al retirar los Transbordadores Espaciales.

    1. Visto y considerando la salida de los transbordadores, la inexistencia de un Saturno V, y que los únicos que parecen tener actividad, los talleres y los planos a punto de un vector potente son los rusos, me inclinaría a pensar en el resurgimiento de los Energía…

    2. Los energía no pueden resurgir… las lineas de producción que los construyeron se desmantelaron.

      Y teniendo en cuenta que según el artículo la masa total del sistema energético se estima en 6’8 t, así que el total del sistema con un protón o dos, se podría lanzar perfectamente.

    3. Quien sabe. A lo mejor esa curiosa necesidad hace que rusos y americanos trabajen juntos. Los americanos ponen el SLS, o a SpaceX con un superlanzador, y los rusos ponen un remolcador nuclear para mover de LEO a la Luna de forma mucho más eficiente.

      Hay que reconocer que la unión sería muy potente.

      O quizás el superlanzador lo pongan los chinos.

    4. Hombre veo más a los americanos que a los chinos haciendo un lanzador pesado ahora mismo… pero sí la verdad es que una colaboración así sería lo necesario para compaginar el «pique» tecnológico que tanto gusta a los políticos con el compartir costes en proyectos grandes, la verdad es que si se quiere ir a Marte, o avanzar en sondas de explración este proyecto es necesario, es más sería muy útil para alargar la vida de futuras plataformas de observación como los telescopios espaciales, la verdad es que quien ponga en servicio un remolcador espacial permanente va a tomar una posición bastante envidiabe en la próxima década.

    5. La única forma que los políticos se interesen, es en cara a las próximas elecciones. Denles algo de lo que se puedan pavonear y les aseguren otro período más y estarán soltando presupuesto suficiente como para poner un hombre en Plutón.

  3. 25MW para una misión tripulada. ¿Cuanta masa sería una misión de ese tipo en total?
    ¿Requerirían un superlanzador tipo SLS para ponerlo en órbita?

    1. La razón son los riesgos del lanzamiento. Si el cohete explota la radiación se extendería por un amplio territorio. Otra historia es que habría que plantear si esta es tan peligrosa a la vista de lo sucedido en Chernobil donde se suponía que se tenía que haber producido una auténtica matanza y los muertos fueron muchísimos menos de los esperados. Infinitamente menos.
      Es decir, es un riesgo perfectamente asumible, máxime cuando la exploración del sistema solar en tiempos humanamente razonables, depende de esta energía,
      Claro que cualquiera se lo explica a los histéricos antinucleares.

    2. Yo también soy de los que creen que el adjetivo «nuclear» en la tierra es cosa mala, de hecho espero fervorosamente que un día no existan armas de destrucción masiva en la tierra, pero también soy de los que creen que el buen uso de la tecnología nuclear y todos sus derivados en materia espacial es absolutamente necesario, de lo contrario nos quedaremos en LEO por toda la eternidad… como lo venimos haciendo por más de 50 años, con el único impas que fue el programa Apolo, ya es hora que alguien se ponga las pilas y desarrolle un remolcador nuclear. Muy bien por Rusia, espero que lo logren pronto.
      Soy Horacio de Argentina

  4. Daniel, FELICIDADES por tu blog!!

    Hoy he completado una tarea titánica, leerme tu blog al completo. Desde que encontré esta página, cada día entraba a ver tus nuevos artículos, y después seguía rebuscando en los enlaces relacionados y encontrando otras fantásticas entradas, que en muchos casos llevaban años publicadas. Lo mejor era que TODAS ellas eran fantásticas y no quería perderme ni una.

    Así que al final decidí que la mejor manera de no perderme nada era comenzar desde el principio y leerlo completo. Llevo varios meses en el proceso, y tengo que decirte que esta es para mí la mejor página que existe en Internet. Lógicamente, no soy imparcial, soy un fan de la exploración espacial, de la astronomía, de los «rusos» y de las nuevas tecnologías, y de eso hay muchísimo en Eureka.

    Pero también soy un lector empedernido y tengo que decirte que, sea o no uno fan del tema que tratas, hay que reconocer que escribes muy bien. Eres directo, claro y ordenado, pero también sabes hacer que tus textos sean amenos e interesantes. No es nada fácil aunar todas esas cualidades!

    También me has ayudado a encontrar otras maravillas de la historia de la exploración espacial, como es «Entre el Águila y la Svastika», de Javier Casado, que me estoy leyendo ahora mismo y disfrutando como un enano.

    Resumiendo Daniel, te reitero mis felicitaciones por el ENORME trabajo que haces en Eureka, tanto por su calidad como por su cantidad. Espero, por el bien de todos los que disfrutamos de esta rama de la ciencia, que sigas muchos años más en este proyecto, y, si no es mucho pedir que lo completes con algún libro de puño y letra (una biografía del Ingeniero Jefe sería perfecta!!) 🙂

    Un saludo!

    1. Bueno, no es para tanto!!

      Los de chino la verdad es que no los leí, sólo los miré por encima! Pero que conste que no fue por falta de interés, sino de preparación por mi parte.

      La cerveza cuando quieras. Yo vivo en Tenerife, no sé si tú andas por aquí ahora mismo.

      Por cierto, yo trabajo en el Diario de Avisos, y he visto que has publicado aquí un par de artículos tuyos. Así que lo mismo es más fácil conocernos de lo que parece!!

  5. El tema es, no cabe duda, novedoso y atractivo; gracias a Daniel Marín por exponerlo. Lo que me chirría es la terminología.
    El término «motores eléctricos» choca la primera vez porque te hace pensar en motores de coche, sillas de ruedas y similares; pero al fin y al cabo, los impulsores de ión/plama proveen de impulso a cambio de electricidad, por tanto es cierto que son motores y que son eléctricos.
    Lo que ya no trago es el término «propulsión nuclear» del último párrafo. «Nuclear» define cuál es la fuente de la energía eléctrica, pero no revela nada de cuál es la forma en que esta energía se usa para propulsar. Haciendo un símil, los portaviones estadounidenses son nucleares, pero su propulsión es a hélice.

  6. Una muy buena noticia esta, no conocia este proyecto ruso. Aunque viendo su bajo presupuesto y su no tan claro objetivo, le veo poco futuro. En que quedo la nave Klipper? Y el cohete Energia, no se podria reeditar ahora que usan el lanzador de la Guayana Francesa para la soyuz? se veria ese gran cohete en su maxima capacidad…

    pd: al ver esta nota, inmediatamente me acorde de la peli Impacto Profundo, donde los rusos ya tenian este romolcador! jaja http://www.eagletransporter.com/forum/showthread.php?t=7816

  7. Hola, Daniel! Enhorabuena por tu blog.

    Soy un apasionado del espacio desde que tenía cuatro años y mi padre, a la pregunta: «Papá, ¿qué estrella es esa que brilla tanto?», y él me contestó: «No es una estrella, es el planeta Júpiter». Luego, me sorprendió cuando vi la película «Contact», con Joddie Foster, que ella usase esa misma frase, pero con Venus!!

    Aunque soy conductor profesional, sigo enormemente interesado en todo lo relativo a la Astronáutica (además, tengo mucho tiempo para pensar, jajajaja). Y como fan de la Ciencia Ficción, incluso me estoy atreviendo a escribir algo.
    Bueno, dicha la presentación, tengo un par de preguntas para tí, que te veo con mucho más conocimiento que yo en este apasionante tema. Son acerca de unas ideas que he pensado:

    1)¿Un VASIMR podría lanzarse a sí mismo? ¿Tiene suficiente potencia para eso, aunque sean necesarios cohetes aceleradores auxiliares, como los del Shuttle? O sea, un VASIMR completo (reactor nuclear, motor y tanque de gas) ¿podría llegar a LEO por sí mismo? Porque de ser así, se ahorraría una barbaridad de peso, combustible, piezas, lanzadores y dinero!!

    2)¿Podría ser factible un sistema de lanzamiento en tierra tipo MagLev, de horizontal a vertical en curva, que acelerase un lanzador completo antes de la ignición? Me explico: sería como una vía de levitación, que treparía por la ladera de una montaña (preferiblemente ecuatorial) hasta ponerse en el ángulo correcto de acceso a LEO. Cerca del final de la vía, ya lanzada la masa a 500/600 km/h, se encenderían los propulsores (los que sea que lleven) en el momento de máxima velocidad y se podría aprovechar la inercia acumulada para reducir considerablemente el tonelaje de combustible necesario.

    3)¿Hasta qué altitud podría subir un aerostato de hidrógeno? ¿Dónde está el techo límite a partir del cuál ya no podría alcanzar mayor altitud? El globo de Felix Baumgarthner llegó hasta los 35.000 metros, ¿no? Si se pudiese alcanzar tal altitud con un gran aerostato capaz de levantar, no sé, 250Tm, ¿sería factible realizar un lanzamiento desde allí? ¿Tendría alguna ventaja haber ganado 35 km. respecto de hacerlo desde el suelo?

    Tengo más ideas descabelladas, jajajaja.

    Estoy pensando en aceleradores MagLev secuenciales verticales, aprovechando pozos mineros profundos (2 o 3 km), conectados a un túnel ligero de aire a baja presión, sustentado por aerostatos anulares de 100Tm de elevación, que llegaría hasta 30 km de altitud. Una serie de electroimanes superconductores conectados en secuencia irían acelerando un lanzador por el túnel (quizá fuese necesario un pequeño impulso inicial, químico o de otra índole), hasta abandonar el final del túnel a la máxima velocidad posible, momento en el cual se produciría la ignición del propulsor. No se podrían lanzar cosas muy grandes, pero se podrían lanzar CIENTOS de cosas pequeñas y ligeras (no más de 5Tm útiles) con los que montar naves, bases y estaciones en LEO. Luego, que los rusos y su remolcador lo llevasen a los puntos Lagrange (para mí, la mejor opción) o a la Luna.

    Ya sé que soy un poco friki, pero agraderecía si me pudieses dar tu opinión.

    Gracias!!!

Deja un comentario

Por Daniel Marín, publicado el 28 octubre, 2012
Categoría(s): Astronáutica • Rusia • sondasesp