MCT y Raptor: los planes de SpaceX para conquistar Marte

Por Daniel Marín, el 9 marzo, 2014. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial • Marte • Sondasespaciales ✎ 106

La empresa norteamericana SpaceX está diseñando el Falcon Heavy (FH), el cohete más potente del mundo junto al SLS de la NASA. Pero por si algo se caracteriza la compañía de Elon Musk es por tener varios proyectos en marcha a cual más ambicioso, así que obviamente no se quieren detener aquí. Hace años Musk anunció su intención de construir un cohete más potente que el FH, denominado de forma informal Falcon X o Falcon XX. El objetivo es usar este lanzador para misiones tripuladas a Marte.

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Posible aspecto de la primera etapa del futuro Gran Cohete de SpaceX, cada bloque con nueve motores Raptor de metano y oxígeno líquido (nasaspaceflight.com).

De acuerdo con el secretismo habitual de SpaceX, no sabemos cuál es el estado actual de estos estudios, pero sí sabemos que Musk y sus chicos continúan trabajando en ello. Es más, el secretismo en este caso le da a todo el asunto un cierto punto juguetón, para qué negarlo. Toda la red se ha llenado de grupos de entusiastas que tratan de determinar la arquitectura elegida por SpaceX y las caratcerísticas del futuro lanzador pesado. Aunque la información es aún muy confusa, tenemos algunas piezas del rompecabezas que nos permiten hacernos una idea de la imagen de conjunto.

El Gran Cohete de SpaceX -nadie sabe cómo se llamará, así que este es un nombre tan bueno como cualquier otro- podrá situar en órbita baja un máximo de 170 toneladas, una cifra que lo convierte en el mayor lanzador jamás construido y de paso lo equipara con el difunto Ares V de la NASA. Fiel a la filosofía de diseño modular -algunos dirían ‘soviética’- de SpaceX, el Gran Cohete estaría formado, como el Falcon Heavy, por la unión de tres bloques propulsivos de diez metros de diámetro cada uno. Además, y esto es muy interesante, usaría una combinación de metano y oxígeno líquido (LOX) como propergoles. El metano es un combustible más eficiente que el queroseno usado en los cohetes Falcon 9 y FH, aunque menos que el hidrógeno. A cambio, su uso no conlleva las enormes dificultades técnicas y elevados costes asociados al hidrógeno líquido, ya que ocupa menos volumen y se almacena a mayor temperatura (-161º C).  

Una de las pocas cosas que sí conocemos a ciencia cierta es que SpaceX está diseñando un nuevo motor cohete basado en el metano que se llamará Raptor (nombre molón, sin duda). En principio Raptor debía ser un motor de hidrógeno y oxígeno líquidos para etapas superiores, pero luego SpaceX decidió usar metano en vez de hidrógeno para simplificar el diseño. Originalmente debía tener un empuje de 667 kN y, aquí viene lo bueno, un impulso específico (Isp) de 470 segundos (!) al ser de ciclo cerrado. Es decir, superaría en eficiencia a la mayoría de motores criogénicos en servicio. Sin embargo, la semana pasada nos enteramos de que SpaceX ha decidido echar toda la carne en el asador con el Raptor y lo ha transformado en un motor de ciclo cerrado de 4500 kN de empuje y un Isp de 321-363 segundos (para que nos hagamos una idea, el motor ruso RD-180 del Atlas V posee un empuje de 4150 kN y el RD-171 del Zenit, el motor más potente del mundo, alcanza los 7800 kN).

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Antiguos proyectos de superlanzadores de SpaceX ya abandonados (SpaceX).

 

De todo esto se deduce que el Raptor parece haber sustituido al Merlin 2 -un potente motor criogénico o de kerolox (queroseno y oxígeno líquido)- en los planes de futuro de la empresa, aunque los rumores indican que SpaceX sigue trabajando en este proyecto. Ni que decir tiene, el uso de un nuevo combustible y la tecnología de ciclo cerrado suponen dos nuevos desafíos para la empresa de Musk. Los motores de metano no son ni mucho menos algo nuevo en la industria espacial, pero es cierto que desde hace unos años han vuelto a la escena internacional con bastante fuerza. Sin ir más lejos, Rusia ya ha construido varios motores de metano: el RD-0162 y el RD-0110MD de la empresa KBKhA y el RD-192 de NPO Energomash, alguno de los cuales podría emplearse en el cohete reutilizable MRKN.

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Cohetes Falcon 9 y Falcon Heavy (SpaceX).

Un racimo de nueve Raptors se usarían en cada uno de los tres bloques de la primera etapa del futuro Gran Cohete de SpaceX, por lo que este lanzador tendría un total de 27 motores al despegue de forma similar al Falcon Heavy y sus 27 Merlin-1D. Las etapas superiores usarían Raptors o bien motores Merlin. En este último caso el lanzador debería emplear dos combustibles distintos, algo que iría contra la filosofía de SpaceX de buscar la mayor simplicidad posible en los sistemas de lanzamiento. Al igual que el Falcon Heavy está formado por la unión de tres Falcon 9 v1.1, los módulos del futuro Gran Cohete podrían convertirse por separado en otro lanzador con una capacidad de carga superior a la del Falcon Heavy (que será de 53 toneladas). Los futuros cohetes basados en el Raptor podrían despegar desde la rampa 39B del Centro Espacial Kennedy, anteriormente usada para el Saturno V y los transbordadores espaciales.

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Las patas de aterrizaje del próximo Falcon 9 v1.1 para probar las técnicas de reutilización que culminarán en el Falcon 9R. El FH y el Gran Cohete se supone que también serán reutilizables (SpaceX/Elon Musk).

¿Y para qué serviría este monstruo? De acuerdo con los misteriosos planes de Musk, la idea es usarlo para lanzar la nave marciana MCT (Mars Colonial Transport), un vehículo de diseño desconocido que podría llevar entre ochenta y cien personas (!!) hasta el planeta rojo. El MCT y la etapa de escape usaría también motores de metano, aunque en este caso no por motivos de eficiencia, sino porque este combustible puede sintetizarse a partir de la atmósfera marciana a través de tecnologías ISRU (In-Situ resource Utilization). De esta forma se evita la necesidad de transportar todo el combustible a Marte y se reduce la masa inicial de la nave de forma drástica.

No hace falta que lo diga, pero por si acaso, ahí lo dejo: SpaceX en solitario jamás podrá diseñar un cohete de estas características y mucho menos ir a Marte. Para eso hace falta un programa espacial ‘de verdad’ y una inversión económica brutal. Pero eso no es lo relevante. SpaceX sigue encandilando a la opinión pública con llamativas y ambiciosas metas de futuro, mientras la NASA solamente ofrece alternativas ‘aburridas’. Y aquí poco importa que el SLS de la agencia espacial esté en un estado de diseño mucho más avanzado que el Gran Cohete de SpaceX. Si el SLS de la NASA finalmente es cancelado, el Gran Cohete podría ser una alternativa especialmente llamativa. No es de extrañar que esta empresa, con todos sus defectos, levante pasiones en la comunidad de espaciotrastornados.



106 Comentarios

  1. Algunas preguntas: 1) por que baja tanto el Isp del Raptor al elevar su empuje hasta 4500 kN, es decir, baja de 470 s a 363 s como máximo. Parece mucho siendo que este motor «agrandado» sigue siendo de ciclo cerrado. 2) Me llamó mucho la atención la foto de este F9 en producción, piensan intentar hacer aterrizar la primera etapa en el próximo lanzamiento comercial?? eso sería increíble!! Si, mal no recuerdo se intento controlar la trayectoria de su caida reecendiendo uno de los motores Merlín pero en esta ocasión no llevaba patas de aterrizaje y creo que no se recuperó. 3) Una cosa que no entiendo (a ver que piensan los demás) es por qué estos lanzadores modulares estadounidenses no proponen versiones más pesadas con los mismos módulos. Tanto el FH, el Delta IV Heavy y el Atlas V en versión pesada apiñan hasta 3 núcleos en la primera etapa, cosa que no ocurre con la familia Angará, que le mete hasta cinco!
    No entiendo a aquellos que critican tanto a Elon Musk, demosle un poco de crédito que hasta ahora viene cumpliendo y avanzando mucho más rapido con SpaceX que empresas con vastísima experiencia en el sector como Krunichev o Boeing por ejemplo.

  2. 1- El primer concepto es de hidrógeno líquido y luego mutó a metano.
    2- Si no hay retrasos despega el 15 o 16 y quieren aterrizar en el agua recuperando la primera etapa.
    3- Porque no hace falta para el mercado, de ahí que la NASA se construya su propio cohete gigante solita. El tema es que Musk es un motivado cabezón que ha decidido que quiere llegar a Marte. Está por ver si teniendo el cohete aparece un mercado.

  3. Aqui a nadie se le ha ocurrido que a Musk le da igual si hay mercado. Si con Tés la le va bien es posible que invierta mucho de sus beneficios en Marte

  4. Pienso, que quizas desarrollen primero el raptor y muy lentamente el merlin.
    El tener dos opciones seria bueno. Algunas startup afirman estar desarollando grandes mejora sen la tecnologia de sintesis de combustibles liquidos a partir de metano, de ser cierto con el tiempo el precio del metano subira. La gran noticia es que SpaceX sigue buscando un motor «grande» para sus cohetes.
    Sobre la capacidad de 170 toneladas en orbita baja sospecho que seran en modelos sin reutilizacion de ninguna etapa.
    ¿Se sabe algo de un motor criogenico para la tercera etapa?

  5. El Sr Tinguaro, me parece una persona inteligente e informada, sin embargo en este caso no comparto su opinión.

    Space X es una ilusionante, por su planteamiento u por quienes la gobiernan.

  6. ¡Vivan los neocons! Y gracias por la sacudida que estáis dando al caro, lento, ineficiente, monopolista, demagogo, y sin embargo arrogante sistema.

  7. Yo también voto por un lanzador pesado, aunque no veo un mercado para semejante vehículo a corto plazo, por lo que coincido en que es preocupante que se desarrolle sin que exista dicho mercado porque su coste se puede disparar si no hay demanda.

    No se, supongo que tenderemos que esperar a que el petróleo comience a encarecer en exceso para que se plantee el uso de colectores solares y exista entonces un mercado para este tipo de cohetes.

    Es evidente que Musk sí esta dispuesto a arriesgarse, pero como desarrolle el lanzador sin que tenga contratos ya firmados de clientes que se lo compren… sus sueños se van a venir abajo, junto con muchos de los nuestros.

    1. Me pregunto como puede haber mercado si no hay antes un cohete.

      Nadie va a desarrollar cargas para un cohete que no existe.

      Si Musk saca el superheavy a 300M el lanzamiento, que en precio es igual a un lanzador medio actual, tendria el mismo mercado que estos.

  8. Se hubiesen guardado esto hasta el primer lanzamiento exitoso del Falcon Heavy, ahi les hubiese celebrado, pero mientras no pase, son solo chorradas. Estamos hasta los huevos de proyectos que no salen a la luz y que nada aportan a la astronautica.

  9. Ya esta bien de Elon Musk y tanto illuminati….me parece estupendo que la empresa privada tome iniciativa en la exploracion espacial, pero ya esta bien de pensar que Space X es la panacea universal y que van a desarrollar todo tipo de cohetes monstruosos, en poco tiempo,por cuatro duros, que no van a fallar nunca y que todas las demas agencias espaciales son tontas e ineficaces….y desde luego creo que Elon Musk NO es Korolev….pero si un gran empresario y un gran experto en marketing….cuando haya que poner cientos de miles de millones de dolares en la mesa…( lo de los 6000 millones de Mars One es la mayor patochada que he leido en años) veremos donde se queda todo esto.
    ( Tesla es una gran idea,los coches electricos son el futuro y Musk ha hecho un gran trabajo,pero muy lejos de esa perfeccion que vende…y en cuanto a las baterias….miren donde estan las principales reservas de litio y quien las controla…el coche electrico puede ser el proximo campo de batalla de la geopolitica mundial….y de ecologico y limpio….nada de nada…ni su fabricacion ni sobre todo la generacion de electricidad son remotamente limpias ni van a serlo)

    1. Te equivocas la frikada de Mars one no es de Musk creo que es de la Holandesa Endemol,por cierto el Tesla es nº1 de ventas en Noruega incluido los gasolina.

  10. Tras leer los comentarios veo dos cosas:

    1) en el fondo se habla de rumores, que sirven para que SpaceX y Elon Musk tengan un buen apoyo publicitario. Por aquí se comparó a Musk con Jobs: en ésto también se parecen, y quizá sea política obligada en ambientes de Nuevas Tecnologías, Innovación, Zonas de Frontera o como prefieran llamarlo.
    De ser así, prepárense para recibir a Richard Branson, que no sé si no es más farolero.

    2) cómo se confunden y entrechocan Sueños, Ilusiones, Esperanzas y Realidades.
    Bien lo dice Daniel: somos «espaciotrastornados»… y para nosotros la Astronáutica es un sueño que soñamos sea realidad, como toda pasión genuina del Corazón.
    Mas hay límites.
    Lo real es que podemos opinar lo que queramos de Musk, mas hay que estar en sus zapatos. Por mi parte, reconozco que no puedo; no solo eso, lo más que puedo hacer por el Futuro de la Humanidad en el Espacio es ver este Blog hermoso y escribir estas líneas.
    Otra cosa real es que la Astronáutica se mueve como se mueve ahora, guste o no. Es lo que tenemos. Musk puede ser todo lo que se dice aquí, mas SpaceX da un dinamismo que antes había muerto, no sabemos si para bien o para mal.
    Y una tercera cosa que cuelga sobre todos como una Espada de Damocles: el Espacio es más que lo que conocemos de él, somos más capaces y a la vez más limitados. Para peor, vivimos en un Mundo en Transición, no sabemos a qué: ojalá vayamos a un espíritu tipo 1960 como percibo en varios comentarios de este artículo. Pero aún así, este Mundo ya es otro. Y las soluciones que se vienen no son las de la Epoca Dorada de la Apolo. Es más: creo que a esa Era no se volverá. Vamos a otros enfoques, con otros paradigmas y otras soluciones.
    Mas todo eso se apoya en lo que tenemos hoy, con sus detalles y miserias.
    En este sentido celebro la participación del Sr. Tinguaro, y le saludo. Me hizo reír mucho 🙂 Le veo como un sano baldazo de agua fría para mentes afiebradas, en primer lugar la mía. No es que esté 100% de acuerdo con lo que escribió, lo que le reconozco es el contraste de enfoques que consiguió su intervención. Ahí se abren campos nuevos.

    Opinión personal: aún no pensamos en función del Espacio. Nuestras mentes están atadas a la Tierra. Espacio, hoy, para nosotros es 400-500 KM de altitud. Con las tecnologías hoy en desarrollo podemos sembrar esa área de picosatélites y no necesitar lanzadores grandes jamás. Las grandes estructuras hoy se reemplazan por redes; si pasa en la Tierra por qué no en el Cielo. Y cuando cambian las mentalidades, los proyectos no realizados del Pasado quedan en el museo como sueños innecesarios.
    Marte es un objetivo ideal. Entiéndase: ideal en el sentido de idea. La verdad, no nos falta mucho sino demasiado para él. No podemos resolver una diarrea en la ISS, si se tapan los baños hay que evacuar la estación, qué me vienen a hablar de colonizar Marte y demás. Suena a chiste mas no lo es, de hecho recomiendo piensen en esto.
    En mi ignorancia, si hablamos de cohetes grandes pregunto por qué no resucitar al Energía soviético. Y también pregunto a Daniel cuánta masa implica VASIMR, que mencionaron por ahí y me parece ahora la única razón válida para un lanzador grande (suponiendo que haya interés y voluntad socio-política para poner el tema en práctica).

    Gracias y saludos a todos.

  11. 2016 y Space X ya tiene diseñado todo el sistema. Y no sólo eso, su cohete promete 300 t en órbita baja reutilizable. Lo repito, los traumas de las viejas generaciones hacen Mella en el presente.

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Por Daniel Marín, publicado el 9 marzo, 2014
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