El Falcon 9 ya es uno de los cohetes norteamericanos más potentes

Por Daniel Marín, el 2 mayo, 2016. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial • SpaceX ✎ 110

¿Cuál es el lanzador espacial con más capacidad de carga útil que tiene EEUU en servicio? La respuesta es sencilla: el Delta IV Heavy Upgraded de la empresa ULA (United Launch Alliance), capaz de lanzar desde Cabo Cañaveral 28,8 toneladas en una órbita baja (LEO) o 14,2 toneladas en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Le sigue a bastante distancia el Atlas V 551, que puede situar 18,5 toneladas en LEO u 8,7 toneladas en GTO. El Falcon 9 FT de SpaceX, con una capacidad de 13 toneladas en órbita baja ocupaba un digno pero modesto tercer puesto. Hasta ayer, porque la empresa de Elon Musk ha hecho públicos por primera vez los datos de la capacidad máxima de su criatura y ahora sabemos que puede situar 22,8 toneladas en LEO u 8,3 toneladas en GTO (5,5 toneladas si se recupera la primera etapa). Este incremento repentino de la capacidad de carga convierte al Falcon 9 no solo en el segundo cohete estadounidense más potente, sino también en uno de los más potentes del mundo.

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Prestaciones oficiales del Falcon 9 y el Falcon Heavy según SpaceX (SpaceX).

¿Cómo ha sido posible este cambio tan drástico en la capacidad de carga sin rediseñar por completo el lanzador? Bueno, conviene recordar que la cifra de 13 toneladas era la misma que había sido hecha pública con la versión v1.1 del Falcon 9. Era vox populi que el Falcon 9 FT se trataba de una versión más potente, pero SpaceX decidió ofertarlo con la misma capacidad de carga que la versión precedente para intentar evitar que la competencia sepa a ciencia cierta cuánta cantidad de combustible debe gastar en la maniobra de recuperación de la primera etapa. Sí, amigos. Porque pocas cosas hay más secretas en el mundo que las prestaciones reales del Falcon 9.

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La primera etapa de un Falcon 9 FT apunto de aterrizar en una barcaza (SpaceX).

Sin embargo, las nuevas cifras también hay que matizarlas, ya que aparentemente no se trata de la capacidad actual del Falcon 9 FT, sino la que tendrá una futura versión que entrará en servicio a finales de este mismo año (Musk dixit). Para complicar las cosas, no está claro si esta nueva versión se llamará igual o F9 FT v1.2, es decir, la misma designación no oficial que hasta ahora se le estaba dando al Falcon 9 FT, que por lo tanto debería llamarse F9 FT v1.1 o FT a secas. Si estás perdido con tanto número y tanta versión, tranquilo, es normal. Musk siempre se ha declarado enemigo acérrimo de los acrónimos y siglas empleados con profusión por la NASA y la industria aeroespacial, de ahí que prefiera llamar a todas las versiones del Falcon 9 simplemente como Falcon 9, sin más. Lo que estaría muy bien de no ser porque estamos hablando de cohetes completamente distintos.

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Falcon 9 v1.0 (arriba) y v1.1 (SpaceX).
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Falcon 9 v1.0 (SpaceX).

Hagamos memoria. El Falcon 9 original, denominado retrospectivamente como F9 v1.0 o F9 Block 1, realizó su vuelo inaugural en 2010. Ese lanzador de 53 metros de longitud y unas 320 toneladas al lanzamiento era capaz de situar unas 9 toneladas en LEO y 3,4 toneladas en GTO lanzado desde Cabo Cañaveral (las cifras que se den a partir de ahora siempre estarán referidas a Cabo Cañaveral, ya que es la base de lanzamiento que permite la mayor capacidad de carga debido a su latitud). Tras realizar cinco misiones, el v1.0 fue sustituido en 2013 por el Falcon 9 v1.1. A pesar de llevar el mismo nombre se trataba de un lanzador completamente distinto, mucho más largo (70 metros) y pesado (506 toneladas al lanzamiento). Dotado de nuevos motores Merlin 1D —en vez de Merlin 1C— dispuestos en una configuración distinta (octaweb) en la primera etapa, este nuevo cohete podía situar 13 toneladas en LEO o 4,9 en GTO y sería lanzado hasta en 15 ocasiones.

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Configuración de los 9 motores Merlin 1C del Falcon 9 v1.0 (SpaceX).
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Nueve motores Merlin 1D en configuración octaweb del Falcon 9 v1.1 y FT (SpaceX).

En 2015 SpaceX introdujo el Falcon 9 FT (Full Thrust), aparentemente similar al v1.1 por fuera, pero más pesado (40 toneladas más al lanzamiento) y potente por cortesía de los motores Merlin 1D+ mejorados y otras mejoras técnicas. Las prestaciones reales del FT no se han hecho públicas, pero los expertos calculan que es capaz de situar 17 toneladas en LEO —otras fuentes indican 21 toneladas— y 6,5 toneladas en GTO, unas características que le permiten hablar de tú a tú con el famoso Atlas V de ULA. Por último, la futura versión que debe debutar este año (¿F9 FT v1.2?) será capaz de colocar 22,8 toneladas en LEO y 8,3 toneladas en GTO (o hasta 4,02 toneladas en una ruta de escape hacia Marte) gracias a que podrá llevar casi diez toneladas adicionales de combustible y a que la potencia de los Merlin 1D ha sido aumentada para proporcionar 775 toneladas de empuje al lanzamiento en vez de 700.

Cada Merlin 1D doblemente mejorado podrá proporcionar 914 kN de empuje, casi un 50% superior a la primera versión del Merlin 1D y el doble que un Merlin 1C (!). Las cargas útiles antes mencionadas son cifras máximas para misiones en las que no se intente recuperar la primera etapa. En caso contrario, la capacidad de carga a GTO se limita a 5,5 toneladas, como en la misión que lanzó el satélite SES-9 (la capacidad en LEO para la versión recuperable es desconocida). Por lo tanto, es de suponer que veremos más aterrizajes al límite de la primera etapa en barcazas usando tres motores como en el de esta misión para aprovechar al máximo las prestaciones del vector.

Prestaciones de cada versión del Falcon 9.
Prestaciones de cada versión del Falcon 9. En paréntesis se dan los datos si se recupera la primera etapa.
Capacidad de carga en toneladas de las distintas versiones del Falcon 9. En azul, la carga en LEO y en verde, para GTO.
Capacidad de carga en toneladas de las distintas versiones del Falcon 9. En azul, la carga en LEO y en verde, para GTO.
Falcon 9 FT (SpaceX).
Falcon 9 FT (SpaceX).
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Falcon 9 y Falcon Heavy (SpaceX).

El Falcon Heavy también ha visto incrementada su capacidad de carga en 1300 kg hasta un total de 54,4 toneladas en LEO, lo que lo convertirán en el cohete más potente en servicio con diferencia hasta que debute el SLS de la NASA en 2018. El FH también será capaz de colocar 22,2 toneladas en GTO o 13,6 toneladas en ruta hacia Marte (estos datos son para la versión no recuperable, de la reutilizable solo sabemos que podrá colocar 8 toneladas en GTO). En cuanto al precio, el Falcon 9 costará 62 millones de dólares por lanzamiento (hasta 2013 eran 54 millones) si no se reutiliza la primera etapa (los precios para las versiones reutilizables se desconocen, pero se rumorea que rondarán los 40 millones). El FH saldrá por unos 90 millones de dólares en la versión recuperable o 135 millones si no se reutilizan las primeras etapas.

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Lanzamiento de un Falcon 9 FT (SpX/CRS-8) (NASA).

Los precios han aumentado, como era de esperar, pero siguen siendo muy competitivos con respecto a los que ofrece ULA o, ya puestos, Arianespace (cada lanzamiento del Ariane A64 debe salir por 90 millones de euros). Así, no es de extrañar que hace SpaceX haya roto el monopolio de ULA en misiones militares al hacerse con su primer contrato de la Fuerza Aérea (en este caso, para lanzar un satélite GPS en mayo de 2018). En la actualidad el Pentágono paga cerca de 300 millones de dólares por cada lanzamiento del Delta IV Heavy, un cohete cuya capacidad de carga es apenas la mitad que el futuro Falcon Heavy. Puesto que estamos hablando de precios en el caso de la recuperación de la primera etapa, habrá que ver si SpaceX es capaz de mantenerlos (ah, la eterna incógnita), pero a estas alturas nadie duda del impacto que la empresa de Musk está teniendo en el sector.

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Capacidad de carga en toneladas de varios lanzadores. En azul la carga en LEO y en verde en GTO. El SLS tiene una capacidad de carga en LEO mínima de 70 toneladas, pero la real será mayor. Para el resto de versiones se ha dado la cifra mayor en cada caso.


110 Comentarios

      1. Yo creo que está especulando con un fracaso en el lanzamiento de mañana y así poder arremeter con un triunfo bajo el brazo…
        Ahora, que pasará si logran recuperar la primer etapa nuevamente? Lo volveremos a ver comentando por aquí?

  1. Los trabajadores que dependen de la industria cohetera me merecen todo el respeto, pero toda esa cacharrería y combustible que tiran cada vez que ponen en órbita un pequeño objeto me parecen el parto de los montes.
    Cuando funcionen las nuevas ideas que se están desarrollando, como fabricación en el espacio con material de allí o astronaves ultraligeras en dos dimensiones, los cohetes grandes no serán necesarios. Ya hay ideas como esas concursando para la NASA:
    http://www.space.com/32749-nasa-wild-space-tech-ideas-niac-2016.html

  2. Según mi interpretación de los tweets de Musk (poniendolos en contexto, mirando las preguntas que estaba respondiendo) no habrá Falcon 9 FT V1.2 como Daniel dice en la entrada, simplemente el Merlin 1D+ es mejor de lo que se esperaban, y esto lo han ido viendo en los test y lanzamientos que ha tenido. Aqui menciona que el motor es mejor de lo esperado:https://twitter.com/elonmusk/status/726560848177561600 . Y aqui que no habrá cambios en el cohete, simplemente le darán más caña al Merlin 1D+https://twitter.com/elonmusk/status/726559284306173952 .
    En cuanto a temas de reusabilidad, ha comentado que en el lanzamiento de 2018 del FH a Marte los cores laterales aterrizarán seguro y el central a lo mejor (por cierto, ha dicho que van a hacer algunos tests de aterrizaje en tierra retropropulsado del Dragon V2 desde órbita antes del lanzamiento). También ha dicho, que, mínimo, todo se debería poder reutilizar 10 veces, la mayoría de cosas 100 https://twitter.com/elonmusk/status/726216836069515264

    En cuanto a lanzamientos a LEO recuperando la etapa, dice que restemos un 30% – 40% de capacidad https://twitter.com/elonmusk/status/726559990480150528

    1. Independientemente de la denominación oficial del Falcon 9, que ya hemos visto que es poco fiable, estamos hablando de un cohete con unas prestaciones distintas. No es lo mismo poner 17 toneladas en LEO que 23. Por lo tanto, es una versión diferente lo diga Musk o no.

      1. Pero, ¿quién ha confirmado que el F9 FT tenga 17 toneladas en LEO? Nadie, es solo una estimación, como tú bien dices. Teniendo esto en cuenta, y según lo que se desprende de los comentarios de Musk, no ha habido (ni habrá) ningún cambio físico en el F9 FT, por lo que opino que no se puede decir que es una versión diferente. Es como si (perdón por poner de ejemplo otro producto de Musk, pero lo veo como lo comparación más sencilla) los dos tenemos un Tesla nuevo, limitado electrónicamente en la velocidad punta para no dañar la batería, pero se descubre con el tiempo que la batería realmente no tiene problemas a ese nivel de velocidad, por lo que sacan una actualización al coche quitando ese límite de velocidad. Las prestaciones cambian, pero físicamente el vehículo es el mismo.
        Aho

        1. (Perdón por el doble post)

          Básicamente, el Falcon 9 FT es más potente de lo que ellos mismos esperaban. Si ahora van a empezar a aprovechar un rendimiento extra que no se había usado hasta ahora, no tiene sentido decir que es una nueva versión del cohete.

          1. Es un asunto subjetivo, no es algo escrito en piedra. Hay fabricantes que por cambios de menor calado han cambiado la denominación al cohete, pero para gustos colores. Repito, no discuto cómo debe SpaceX llamar a su cohete. Son libres de ponerle el nombre que quieran y elegir qué versiones existen. Personalmente mi intención es dejar clara la evolución de las prestaciones del F9 a lo largo del tiempo. En 2015 el F9 FT podía poner un máximo de 17 t en LEO (tonelada arriba o tonelada abajo). Este año podrá situar 23 t (según Musk NO puede aún). ¿Eso justifica que sea una nueva versión? Me da igual, llámalo como quieras. Lo que importa es que son prestaciones distintas y eso es lo que cuenta.

          2. Seguramente añadan más capacidad de combustible además de tarar los motores y los sistemas para más empuje. Yo creo que es suficiente para que se considere una versión nueva.

        2. Bueno, yo entiendo que sí habrá un cambio físico. Se forzará un empuje de los motores del que ahora no disponen y, además, te olvidas de que esta nueva versión llevará cerca de 10 toneladas adicionales de combustible al lanzamiento (de acuerdo con los datos proporcionados por SpaceX, no estimaciones). ¿Es eso significativo? Pues depende. En cuanto a las 17 toneladas en LEO del F9 FT te puedo asegurar de que es una estimación muy, pero que muy asumida por la mayoría de fuentes (quien dice 17 dice 18 o 20 t). A ver, entiendo lo que quieres decir, pero es una forma de aclararnos con las nomenclaturas y las capacidades del F9. Por ejemplo, para ULA solo hay un Delta IV Heavy, pero la última versión es capaz de situar cerca de cinco toneladas más en LEO que la anterior gracias a los motores RS-68A mejorados, de ahí que informalmente se le llame Delta IV Heavy upgraded para dejar claro que se trata de una versión diferente. El nuevo F9 con los motores Merlin de más empuje puede que sea idéntico físicamente (dejando a un lado las 10 t adicionales al lanzamiento), pero es un pájaro distinto con unas prestaciones distintas. Creo que vale la pena diferenciarlos, pero es simplemente mi opinión particular. Por cierto, es SpaceX quien ha creado esta confusión con los nombres. Al principio al F9 FT lo llamó F9 v1.1 FT y ahora solo lo llama F9 v1.2 (este último es el nombre que aparece en la documentación remitida por SpaceX a la FAA).

          1. Claro que hay que distinguirlos… Haces bien.

            Musk puede llamarlos como quiera, aquí lo importante es divulgar y entender lo que se lee. Y los distintos nombres ayudan a ello, no veo el sentido al debate.

  3. Hola, ¿alguien sabría explicarme por qué si el nuevo Falcon es capaz de poner 22,8 toneladas en LEO y el Atlas V es capaz de poner 18,5, en capacidad de GTO el Atlas V supera al Falcon (aunque sea por poco)?

    Gracias y saludos.

    1. Sin ser un experto ni mucho menos se me ocurre que puede ser porque la segunda etapa del Atlas es más eficiente que la segunda del Falcón 9.

    2. Porque el combustible que se necesita para recuperar la etapa en una misión GTO es mayor que la que necesita para recuperar la etapa en una misión LEO.

    3. La etapa superior del Falcon es realmente su talón de Aquiles, el Merlin es más adecuado como motor de primera etapa aunque le hayan hecho un apaño. La del Atlas tiene unas prestaciones mejores. Esto podría cambiar si al final deciden usar el Raptor que van a desarrollar por contrato con la USAF.

      1. Efectivamente. El Merlin 1D+ es un motor con mucha “patada” (empuje) pero de ISP mediocre (es un kerolox de ciclo abierto). El empuje es importante al despegue pero después prima más un buen ISP para sacar el mejor rendimiento al peso del vehículo.

  4. Parece que, por lo que leo, se extiende el optimismo, incluso la ilusión, sobre los logros de SpaceX. A mi me “preocupan” dos aspectos de SpaceX que si se resuelven positivamente podríamos incluirlo en una alternativareal y válida para la explotación comercial y estudi científico del espacio.

    Será SpaceX de superar un setback(revés) fuerte que siempre aparece cuando menos falta hace en este tipo de “negocio” tarde o temprano?

    Supone un verdadero ahorro el uso de primeras etapas reutilizables? Para los lanzamientos militares está claro que sin reutilización también será mas barato pero y en el lanzamiento de satélites comerciales supondrá una ventaja apreciable con la competencia? Y es que me acuerdo del Shuttle reutilizable y me invade el pesimismo.

    Esperemos que mis temores sean infundados y pueda agregar a SpaceX a la conquista del espacio sin reservas.

  5. Daniel, una curiosidad, porque los estadounidenses utilizan en la mayoría de dos aceleradores laterais.Por que un super movimiento vertical halcón con cuatro aceleradores laterais.há una razón técnica para esto?Grato.

    1. Me imagino que para evitar colisiones. No es muy seguro desprenderse de un objeto que está “encima” cuando vuelas con una cierta horizontalidad.

      1. No creo que sea el motivo. Puesto que puedes desprender los boosters laterales, luego hacer una maniobra de rolido y desprender dos más.. Y así. El Delta II tenía una configuración con hasta 7 aceleradores y el Atlas V un máximo de 5.

        1. Los boosters del Falcon 9 Heavy queman durante 162 segundos, suficientes para que el cohete haya hecho un buen gravity turn y quede en posición horizontal. Los del Atlas V no están “arriba” sino a los lados y solamente duran 94 segundos. Los del Delta II todavía menos, duran poco más de un minuto.

        1. Lo de arriba. Los aceleradores laterales del R-7 se separan mucho antes que los del Falcon 9 Heavy, el ángulo de cabeceo respecto la vertical es mucho menor.

  6. Mas allá de las innegables virtudes de Elon Musk y los profesionales de SpaceX ¿hay datos mas o menos fidedignos de cuanto ha aportado la NASA y la fuerza aerea nortemericana en el proyecto? Y no me refiero solo a dinero sino a transferencia de know how.
    Particularmente tengo la sensación de que SpaceX no es la empresa privada que pregonan sino que está sostenida de multiples formas por el gobierno norteamericano.
    La etiqueta “empresa privada” permite relajar los controles del congreso de lo que realmente están desarrollando.

    1. Algunos datos hay, aunque la mayoría parece preferir opinar sin molestarse en buscarlos.

      Desde su creación en 2002 hasta finales del 2008, tras su primer lanzamiento a órbita con éxito del Falcon1, SpaceX recibió información y consejo de la NASA (como cualquier otra empresa seria estadounidense que la solicitara), pero no dinero.

      Sus 3 primeros intentos fallidos contaban con contratos con el departamento de defensa USA (se especula con cifras alrededor de los $15 millones). El cuarto lanzamiento lo pagaron de su bolsillo. En esas fechas Elon Musk llevaba gastada la casi totalidad de su fortuna (unos $170 millones) y tanto SpaceX como Tesla Motors estaban a un paso de la quiebra.

      Hasta finales del 2008 SpaceX gastó sobre $120 millones con apenas ningún ingreso, y fue entonces cuando consiguió el primer contrato importante con la NASA (para llevar cargo a la ISS), y la subvención para desarrollar la cápsula Dragón.

      El desarrollo de conjunto cohete Falcon9 y cápsula Dragón costó de desarrollar unos 900 y algo millones, de los cuales parece que la NASA puso algo menos de la mitad. Las mejoras posteriores del Falcon9 han sido pagadas por SpaceX, y el desarrollo de la Dragón2 a medias con la NASA.

      Hace pocos meses los militares le dieron a SpaceX $33.6 millones de ayuda para desarrollar un motor de segunda etapa a partir del Ráptor, que ya llevaba en marcha varios años (pagando la empresa) pero dirigido a la primera etapa. Una condición de esa ayuda es que SpaceX debe poner, como mínimo, el doble, otros $67 millones.

      El estado USA ha sido hasta ahora el mayor cliente de SpaceX. De los 27 lanzamientos ya realizados (incluidos 4 fallidos) 14 fueron para la NASA o los militares, y en el futuro otros 10 de los 45 anunciados en su manifiesto, lo que deja 35 para empresas privadas y otros gobiernos (incluidos Argentina y España). No sabemos cual es el reparto en dinero pero parece probable que a partir de ahora bastante más de la mitad les venga de fuentes no públicas USA.

      Así pues de 2002 a 2008 SpaceX vivió casi exclusivamente del dinero de sus fundadores, 2009 y 2010 de los fondos de desarrollo aportados por la NASA, y a partir del 2011 mayoritariamente de los contratos de lanzamiento. Se rumorea en fuentes generalmente bien informadas que en la actualidad sólo en adelantos recibidos por lanzamientos futuros SpaceX tiene en el banco más de $1000 millones.

  7. Q.R.E.P ULA y ariane space , tema aparte esperemos que los chinos ofrescan EL CZ 5 en el mercado de lanzamientos porque sino pronto tendremos un nuevo monopolio espacial
    😉

    1. Te refieres a la mision JCSAT-14. Muy buen regreso de la primer etapa a la barcaza (2do “acuatizaje”) a velocidades mayores de la normal.

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Por Daniel Marín, publicado el 2 mayo, 2016
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