Los problemas de Starliner y Crew Dragon, las nuevas naves tripuladas estadounidenses

Por Daniel Marín, el 6 noviembre, 2019. Categoría(s): Astronáutica • Comercial • ISS • NASA • SpaceX ✎ 201

2019 iba a ser el año. Después de innumerables retrasos, en 2019 íbamos a ver al fin astronautas viajando al espacio a bordo de las naves tripuladas CST-100 Starliner de Boeing y Crew Dragon de SpaceX. Pero no ha podido ser. El camino para conseguir un acceso independiente al espacio está resultando ser para la NASA más difícil de lo esperado. Y caro, porque mientras las naves desarrolladas conjuntamente con la iniciativa privada no estén en servicio, la NASA deberá seguir pagando religiosamente a Rusia por los asientos en las venerables Soyuz. A comienzos de año SpaceX llevaba una clara ventaja frente a Boeing. La empresa de Elon Musk ya había realizado el ensayo de su sistema de escape de emergencia en mayo de 2015 y en pasado marzo de este año la Crew Dragon realizó su primera misión espacial sin tripulación —la DM-1— con éxito, acoplándose con la ISS.

Prueba del sistema de escape de la CST-100 Starliner del 4 de noviembre de 2019 (Boeing).

Sin embargo, el 20 de abril la cápsula DM-1 que había volado al espacio explotó violentamente durante una prueba rutinaria para comprobar los motores del sistema de escape de la nave antes de llevar a cabo una segunda prueba del mismo, esta vez en pleno vuelo. Por si fuera poco, ese mismo mes SpaceX sufrió otro revés durante una prueba rutinaria del despliegue de los paracaídas en Delamar (Nevada), en la que estos no lograron inflarse correctamente (y no, no hay imágenes del incidente, como tampoco se ha publicado el vídeo a alta resolución de la explosión de la Crew Dragon). Es conveniente recordar que la Crew Dragon —o Dragon V2— es la cápsula tripulada que emplea un mayor número de paracaídas principales: nada más y nada menos que cuatro, frente a los tres de las cápsulas Apolo, VA/TKS, Starliner u Orión, o el único de las naves Soyuz y Shenzhou. SpaceX ya ha realizado un total de trece pruebas para comprobar el correcto despliegue de los paracaídas.

La cápsula Starliner SC1 antes de la prueba del 4 de noviembre (se aprecian las firmas y dedicatorias de los empleados) (Boeing).
La nave empleada en la prueba del 4 de noviembre (Boeing).
La cápsula SC1 con el emblema (Boeing).
Recreación de la Starliner acoplada a la ISS (Boeing).

Estos contratiempos han alejado la posibilidad de que la Crew Dragon realice su primera misión tripulada —DM-2— con Bob Behnken y Doug Hurley a lo largo de este año. Por su parte, Boeing ha sufrido muchos retrasos en el desarrollo de la Starliner, pero los problemas con la Crew Dragon parecía que les iban a permitir darles alcance. Desgraciadamente para ellos, el gigante aeroespacial también sufrió ciertos inconvenientes con los paracaídas de la Starliner, aunque tampoco hemos podido saber con exactitud la naturaleza de estos fallos. Por si fuera poco, en agosto de 2018 la Starliner ya había sufrido un problema durante el despliegue del paracaídas piloto (el paracaídas más pequeño que disminuye la velocidad terminal antes del despliegue de los principales). A las tribulaciones con los paracaídas de la Starliner hay que sumar otro contratiempo más grave que experimentó la empresa en junio de 2018 con los propulsores de emergencia. En aquella ocasión, cuatro de las ocho válvulas del sistema se negaron a cerrarse tras emitirse la orden de apagado. Además, Boeing comunicó a la NASA la posibilidad de que se pudieran generar más residuos de lo esperado durante la separación de la cápsula y el módulo de servicio y, algo que es más grave, que el escudo térmico frontal pudiera chocar con la cápsula durante el regreso de una misión espacial, pudiendo dañar el sistema de paracaídas.

Los cuatro paracaídas de la Crew Dragon en la misión DM-1 (SpaceX).
La cápsula DM-1 antes de la prueba en la que resultó destruida (SpaceX).

Por eso Boeing se jugaba mucho con la prueba de su sistema de aborto durante el lanzamiento de la CST-100 Starliner, prevista para el 4 de noviembre y denominada PAT (Pad Abort Test). Ambas cápsulas emplean un sistema de escape hipergólico distinto a la tradicional torre de escape a base de cohetes de combustible sólido, usado por la nave Orión, Soyuz, Shenzhou o Apolo. Los propulsores hipergólicos SuperDraco de la nave Dragon están localizados alrededor de la cápsula próximamente dicha, mientras que la Starliner los tiene en el módulo de servicio. Los cuatro motores de escape de la Starliner se denominan LAE (Launch Abort Engines) y tienen un empuje de 18,14 toneladas cada uno. El módulo de servicio cuenta además con 20 motores de maniobra orbital (OMAC, Orbital Maneuvering and Control) de 680,4 kgf de empuje y 28 motores de control de posición (RCS) de 38,6 kgf. Durante la prueba del sistema de escape de emergencia se usaron los LAE y los OMAC.

Prueba de los paracaídas de la Starliner de hace unos meses (Boeing).
Los paracaídas de la Starliner durante una prueba el pasado septiembre (Boeing).
La nave (SC1) empleada en la prueba del 4 de noviembre (Boeing).

Finalmente, a prueba se llevó a cabo y, por suerte, los propulsores del sistema de escape funcionaron con éxito. La nave despegó desde la rampa LC-32 de la base de White Sands (Nuevo México) usando los motores del LAE, que funcionaron durante cinco segundos. La cápsula maniobró usando los propulsores OMAC y alcanzó una velocidad máxima de 1000 km/h, alcanzando una altura máxima de 1,35 kilómetros. 34 segundos tras el despegue la cápsula se separó del módulo de servicio y, posteriormente, desplegó los paracaídas. Un minuto después del lanzamiento se separó el escudo térmico y se inflaron los airbags. La duración de la prueba fue de 95 segundos en total. Lamentablemente, uno de los tres paracaídas no se desplegó correctamente. Al igual que la cápsula Apolo, la Starliner puede aterrizar solo con dos paracaídas —recordemos el regreso del Apolo 15—, pero, evidentemente, es de suponer que a la NASA no le ha hecho ninguna gracia este fallo después de tantos contratiempos con los paracaídas. Además, parece ser que algunos restos de propergoles hipergólicos del módulo de servicio cayeron cerca de la cápsula, lo que supondría cierto peligro si se hubiera tratado de un aborto real con una tripulación, aunque no está claro si se trata de un riesgo calculado o de otra contrariedad adicional.

Perfil de la prueba (collectspace.com).
La Starliner solo desplegó dos de los tres paracaídas en la prueba del 4 de noviembre (Boeing).
La cápsula SC1 aterrizó en White Sands con el nuevo sistema de airbags (Boeing).

Boeing tiene previsto lanzar la Starliner en su primera misión espacial no tripulada, la OFT, Orbital Flight Test el próximo 17 de diciembre, pero es posible que el fallo con el paracaídas retrase el lanzamiento. La primera misión tripulada de la Starliner, al igual que la DM-2 de SpaceX, está planeada para 2020. En esta misión, denominada CFT (Crew Flight Test), viajarán Chris Ferguson, Mike Fincke y Nicole Mann. A diferencia de SpaceX, Boeing no tiene planeado realizar una prueba del sistema de emergencia en vuelo. En cualquier caso, lo que está claro es que diseñar vehículos tripulados no es un reto que debamos subestimar a la ligera. A ver si 2020 es, por fin, el año de la Starliner y la Crew Dragon.

La nave Starliner que se usará en la primera misión espacial, la OFT (Boeing).



201 Comentarios

  1. Off Topic (pero no muy “Off”):

    El día 11 (aprox) lanzamiento Starlink.

    Artistas invitados:
    – El booster F9 en su cuarto lanzamiento. Nuevo récord del mundo Mundial.

    – Una cofia reutilizada, por primera vez en la Historia de la Humanidad.

    – Trece toneladas de satélites hi-tech arrojados a órbita de cualquier manera. Si quieren desplegarse ordenadamente es su problema y tendrán que espabilarse.

    – Dos barcos cazacofias:
    demos la bienvenida a la tribu al nuevo cazador/recolector, Ms Chief. SpX va a por todas. (las cofias)

    – SpX lanzará un Falcon 9 con un 80% de hardware reutilizado:
    primera etapa (70%) y cofia (10%). Sólo se desecha la segunda etapa (20%).
    Es un Hito Histórico™, por si alguien pensaba que no iba a decirlo.

    La diferencia más hiriente entre SpX y “el resto” es la diferencia de mentalidad.

    No se necesita gran cosa para recuperar cofias y reutilizarlas (para rebajar costes, porque se supone que nos importa rebajar costes).

    SpX lo ha conseguido con un sistema que parece sacado de “Los inventos del profesor Franz de Copenhague” o Rube Goldberg. Sin grandes florituras tecnológicas ni grandes inversiones. Estaba (está) al alcance de cualquiera, a diferencia del aterrizaje propulsivo o la reutilización de primeras etapas.

    ¿El resto? Ni siquiera lo han intentado. Y han tenido décadas para planteárselo tranquilamente.
    Es un problema de mentalidad. No hay voluntad de rebajar costes. Al menos, no la había hasta que SpX ha empezado a apretar las tuercas a la competencia, ha ha.

    En serio: ¿qué excusa van a dar -el resto de fabricantes- para no recuperar las cofias? Se les ve el plumero.

    1. Todo iba bien hasta que he leído esto y se me han puesto los pelos de punta.

      “– Trece toneladas de satélites hi-tech arrojados a órbita de cualquier manera. Si quieren desplegarse ordenadamente es su problema y tendrán que espabilarse.”

      Parece una película de terror.

      1. Todos estan en la misma orbita, cuentan con micro cohetes y creo que los intercomunican laseres. Debe haber un algoritmo bastante simple que los separa.

  2. Una calculadora reemplazada por un Sextante:

    El giroscopio del apolo; solo podia mantener la nave en una dirección horizontal, era un instrumento que no tenia un horizonte fijo, en este sentido su dirección era ciega y sin rumbo, no sabia donde se encuentra la luna, es aqui donde aparece la primer chapuza:

    – Los pilotos se guiaron ubicando estrellas con un Sextante.

    En pocas palabras, el piloto era el cerebro de la calculadora (ordenador) ciego de la nave, era el piloto quien interpretaba donde esta, auxiliado por un sextante que luego ponia esos datos en la calculadora ciega de la nave.

    Perfecto, una calculadora ciega con numeros de ubicación abstractos, para corregir el rumbo hacia un horizonte no fijo. Todo esto gracias a: LA INTERPRETACIÓN de un piloto sobre la constelación de estrellas.

    ¿Quiere ir a la luna?
    Tome nuestro curso de un mes, ubicando estrellitas, por favor traiga su telescopio. …

    ¿Donde esta el cartografiado instructivo estelar de la NASA con el cual se entrenaron los astronautas?
    Vamos mas absurdo no puede ser.

    Y con respecto al software de la calculadora, eran códigos en cuerdas tejidas con datos inventados, por unos programadores que nunca habían estado en la luna, ni pilotado una nave, por lo que es mas absurdo todavía, esa fue la razón por lo que la calculadora (el gran ordenador de las misiones Apolo) paso a un segundo plano, y quien tomo el papel principal fue un chapucero Sextante.

    Y todavía hay lugar para una ultima tecnología chapucera, el software de la calculadora del modulo de descenso lunar, con códigos en cuerdas tejidas con datos inventados para aterrizar en la luna, fue idea de un muchachito de 20 años sin experiencia laboral en ese campo.
    ¡¡¡ Por Dios !!! ….
    Calculadoras y Sextante que ni el mismo Mickey Mouse se tomaría en Serio.

    ¿Quieres saber como los ingenieros soviéticos resolvieron este problema tecnológico? Sera en otro comentario.

    Paz y bien.

    1. Cuando redactes tu testamento, deberías donar tu cerebro a la ciencia.

      No es que merezca la pena estudiarlo, es que necesitan un cenicero para la sala de espera.

      Nihilismo y genocidio.

    2. Antes de venir a llenar el blog de basura. Al menos tómate la molestia de leerte la infinidad de entradas donde se habla del programa Apolo, troll de cuarta categoría…

        1. Es que no se puede rebatir a alguien que tiene escasos por no decir nulos conocimientos de lo que es mecánica orbital, ingeniería aeroespacial, electrónica, informática y a lo único a lo que se dedica es a ensalzar la tecnología rusa en detrimento de la tecnología occidental y por si no lo sabías, las “cuerdas tejidas” dieron origen a lo que es la tecnología que hoy a una persona como vos pueda escribir todas las sandeces que escribe y hasta donde yo he visto en ninguno de los chips que equipan a las computadoras y/o aparatos electrónicos al uso tienen impreso sus logos en lenguaje ruso.

          Tu comentario es un insulto a todas las personas que dedicaron días y horas de trabajo a contrarreloj para poder cumplir las exigencias que le imponía la NASA.

          Guerra y Muerte

          1. Tecnología a control remoto, naves espaciales teledirigidas:

            La automatización, electrónica, é informática para el desarrollo de naves espaciales teledirigidas NO tripuladas, solo fueron desarrolladas en la Unión soviética.

            Los ingenieros Norteamericanos no fueron capaces de desarrollar naves espaciales no tripuladas y que estuvieran teledirigidas a control remoto, desde la tierra. Ni una…

            Como ya hemos mencionado en artículos anteriores, los Norteamericanos no fueron capaces de desarrollar la eficiente tecnología de motores coheticos de ciclo cerrado, tampoco fueron capaces de desarrollar un sistema automatizado para el acoplamiento a grandes velocidades en la órbita terrestre, y hoy revelamos a ustedes la incapacidad de los Norteamericanos para desarrollar naves teledirigidas por control remoto, lo que ustedes bien podrian llamar: Drones.

            Pues los primeros Drones espaciales (naves teledirigidas) de la historia son las naves cosmos 186 y cosmos 188. La OKB-1 dirigida por Korolev, necesitaba probar los primeros sistemas de acoplamiento automatizados del mundo, y para ello tuvieron que simular la gravedad cero con arnés y ganchos para elevar dos modelos de naves soyuz y asi verificar en tierra los posibles fallos del nuevo sistema de acoplamiento.

            Una vez mejorado el sistema en tierra, se necesitaba realizar una prueba de acoplamiento con otra nave en la órbita terrestre donde los objetos se desplazan a 28,000 kilómetros por hora, demasiado arriesgado y peligroso para los cosmonautas, asi que los ingenieros soviéticos se vieron en la necesidad de desarrollar un sistema para pilotar ambas naves desde tierra y a la vez permitir que el sistema de acoplamiento automatizado, hiciera posible la Unión de ambas naves. Asi nacio la tecnología teledirigida por control remoto desde tierra para dos naves en diferentes tiempos de vuelo con la misión de acoplarse sin estar tripuladas.

            Esta demás decir. … que ambas tecnología fueron un éxito para los soviéticos. Cuando alguien te diga que los soviéticos no realizaron vuelos espaciales entre 1966 y 1968 es porque los Norteamericanos no desarrollaron estas tecnologías, y se soltaron la torera. Es mas, para tapar su deficiente tecnológica le vendieron al ciudadano de a pie, que sus héroes (astronautas) eran capaces de acoplarse en la órbita terrestre de forma Manual tan suave como una pluma y a ritmo de Vals.

            Con esta, son ya tres tecnología que no desarrollaron los gringos y que hoy, son vitales en la industria espacial. En realidad mientras avanzamos en el resumen de los libros que me lei, son 14 tecnologías que no desarrollaron los estadounidenses en el período de una decada, entre 1965 y 1975; y que los ingenieros soviéticos si.
            Mas en proximos comentarios.

            Paz y bien.

          2. Querido Starman que estás en los Cielos y querido Elon que gobiernas la tierra:

            He servido a la Causa de la Reutilización con esmero y lealtad.

            He difundido la palabra del Profeta y la Buena Nueva de Elonworld.

            Y nunca ha vacilado mi Fe en el Cohete Verdadero.

            ¿Por qué, entonces, habéis arrojado esta plaga bíblica sobre nosotros?

            ¿En qué os hemos ofendido?

            ¿O estáis poniendo a prueba nuestra capacidad de sufrimiento?

            Starman, ten piedad de nosotros y fulmina a Edwin con un Rayo-Justiciero-que-cae-del-Cielo.

          3. [Starman:]


            🐵
            [/Starman]

            Exacto, Starman, eso es. Lo has pillado.
            Ahora utiliza tu poder divino low-cost y hazlo.

  3. Si tan solo Artemis, se retrasara 2 años, para que Starship entrara en juego y cancelaran SLS … habría mucho más dinero para sondas a Plutón, Neptuno y Urano, landers a la luna o a Marte.
    El riesgo real no es que les adelanten los chinos, sino que a Space-X le de tiempo de terminar Starship y se cancele el SLS y todo lo que ello dependa. El dinero se podría reinvertir para viajar a Marte.

  4. Que Elon Musk te lleve en su chatarra y se explota no se habrà perdido gran cosa estimado😎🦆. Se puede criticar y debatir pero ver cada bódrio de un acomplejado que se alucina mas yanqui que los propios norteamericanos es de risa, notas aparte los estadounidenses son mas realistas y educados que el payaso que en antecede.

    1. Disculpa si algo que he dicho te ha ofendido. Es cierto que alucino con los planes de Musk. Y es cierto que los estadounidenses parece que no lo ven como le vemos fuera. Quizás es realismo, tal como dices. Pero tus palabras no me han hecho cambiar de opinión.

    1. bueno, si como dicen, es muy difícil de verificar el sistema entonces no es lo seguro como debe ser y deberá ser redefino en parte por lo menos.
      Obviamente que la dificultad de verificación ya la conocían… y por ahí se les escapó la tortuga.

      Muchas gracias por el enlace!

  5. Más caña a los eXcépticos de Starlink: la Fuerza Aérea está alucinando con las pruebas que ha realizado con Starlink.

    https://spacenews.com/air-force-enthusiastic-about-commercial-leo-broadband-after-successful-tests/

    “The speed of these companies is real. We need to adapt to that.”

    La superconstelación de SpX será más rápida y más global que las demás.
    También será más ágil: a la FA le puede interesar la capacidad de SpX de introducir modificaciones en el diseño con rapidez.

    Con el lanzamiento del lunes, la competencia va a empezar a pasarlo mal.

  6. “This is the Holy Grail: fully rapidly reusable orbital rocket”

    https://spacenews.com/elon-musk-space-pitch-day/

    “SpaceX’s cost to operate Starship will be around $2 million per flight, which is “much less than even a tiny rocket””.

    Bueno, si SpX consigue lanzar Starship por menos de 100 millones el lanzamiento, la competencia está muerta.

    Pero si lo lanza a 2 millones por lanzamiento… El mundo cambiará.

    1. Resumiendo:

      Las dos grandes apuestas de SpX para el futuro (que ya casi es el presente), Starship y Starlink, avanzan viento en popa.

      Cada una de ellas por separado necesita un desarrollo tan exigente que “podría llevar a SpX a la bancarrota”, como dijo Shotwell.

      Y sin embargo, una empresa privada mediana con sólo 6.500 empleados está realizando esos milagros con sus propios fondos y capital mayoritariamente privado.

      Sin dejar de realizar otros milagros como el F9R, el Falcon Heavy, las Dragon…
      Y siempre a un coste inasumible para la competencia.

      El nivel de eficiencia y productividad de SpX no tiene parangón en el mundo entero.
      Tampoco lo tiene su velocidad de desarrollo e iteración de productos.

      Y tampoco tiene parangón su mentalidad, su ambición: los demás se conforman con cobrar los cheques; SpX tiene elevados objetivos fundacionales.

      Ni la NASA, ni Rusia, ni la ESA, ni China.

      El futuro es SpaceX.

      1. Space-X no se conforma con poner 2 paracaídas, o 3, sino 4, haciendo gala de su habitual redundancia contra fallos por si las cosas salen mal. Siempre quieren ir un paso más allá.

        No has mencionado el interés de eliminar el Helio para presurizar el propelente. En vez de ello usarán residuos del propelente. Por lo visto es bastante caro, y es otro dinerillo que se van a ahorrar. Ninguna empresa mira por el $ más que Space-X.

        1. Ah! Y otro dato interesante, que planea que se pueda lanzar un mismo Starship 3 veces al día. De nuevo, eso suena muy optimista. 1 vez a la semana, incluso.

        2. Creo que lleva más paracaídas por necesidad. Puede perder uno y aterrizar bien con tres, pero no creo que pueda aterrizar (suavemente) con dos.

          Son diseños distintos. Que lleve un paracaídas más no significa que sea más seguro o que tenga más redundancia.

          Starship utilizará presurización autógena. En lugar de helio:
          – se usa oxígeno gaseoso para presurizar el tanque de oxígeno líquido.
          – se usa metano gaseoso para presurizar el tanque de metano líquido.

          Es decir se usan fluidos que el cohete transporta de todas formas, así pueden ahorrarse el helio: es caro y no puede producirse en Marte (o es muy difícil).

          Elon dice que la maniobra de aterrizaje de Starship no presenta problemas:

          “No problem. We could program Starship to perform Swan Lake in the sky. Minimizing landing burn propellant mass is what’s hard.”

          “With fairing recovery, Falcon is ~80% reusable, but reflight takes several days & requires boats. Starship will be fully reusable with booster reflight possible every few hours & ship reflight every 8 hours. No boats needed.”

          Da igual, Elon. Si no puede despegar cada 8 horas tampoco nos enfadaremos.

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Por Daniel Marín, publicado el 6 noviembre, 2019
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