La Starship de SpaceX vuelve a la carga: la SN4 supera la prueba criogénica

Por Daniel Marín, el 29 abril, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial • SpaceX • Starship ✎ 325

El culebrón de la saga Starship de SpaceX continúa. Después de que los tres últimos prototipos Starship —las Starship Mark 1, SN1 y SN3— reventasen durante las pruebas de presurización en Boca Chica (Texas), el Starship SN4 ha sobrevivido con éxito a la primera prueba criogénica. Es un hito importante para la empresa de Elon Musk después de estos reveses, aunque el frenético ritmo en las pruebas hace que sea fácil perderse con tanto prototipo. Recapitulemos un poco para ver la imagen de conjunto.

La Starship SN4 en el stand de pruebas de presurización con nitrógeno en Boca Chica (Elon Musk / SpaceX).

Después de los dos saltos del prototipo Starhopper con un motor Raptor, SpaceX centró sus esfuerzos en el prototipo Starship Mark 1 (Mk 1). Pero la parte superior de la Mk 1 reventó el 20 de noviembre de 2019 durante una prueba de presurización criogénica para comprobar los límites de la estructura (según Elon Musk la destrucción se hizo a propósito para ver los límites del diseño). En principio, la Mk 1 debía haber llevado a cabo vuelos de hasta veinte kilómetros de altura, pero no pudo ser y se quedó en tierra. La Starship Mark 3, con un diseño ligeramente mejorado, tomó el relevo de la Mark 1, aunque se le cambió el nombre a Starship SN1. SpaceX había comenzado a construir la Starship Mark 2 en Florida, pero se optó por no terminarla tras la destrucción de la Mark 1 y se trasladó parte del material y los trabajadores del proyecto a Boca Chica, que, desde entonces, es el único lugar donde nacen las Starships.

La Starship Mk 1 con las superficies aerodinámicas y el cono con los que apareció durante la presentación pública del proyecto el año pasado (Elon Musk / SpaceX).

Las pruebas de presurización de las Starship consisten en el llenado de los tanques con nitrógeno gaseoso y, si todo va bien, al día siguiente se procede a llenar los tanques con unas mil toneladas de nitrógeno líquido al mismo tiempo que se presurizan a los niveles de vuelo (en estas pruebas se emplea nitrógeno en vez de metano y oxígeno líquidos por cuestiones de seguridad; o sea, para evitar una explosión). En enero de 2020 SpaceX construyó tres tanques individuales para realizar las pruebas de presión sin necesidad de usar naves Starship completas. El 10 de enero una prueba sometió a uno de los tanques a 7,1 atmósferas y la estructura cedió. A finales de ese mes, se efectuaron dos pruebas con sendos tanques. Una de ellas fue un éxito y la otra se trató de una prueba destructiva en la que se alcanzaron 8,5 atmósferas de presión hasta que el tanque reventó. De acuerdo con Musk, los tanques requieren una presión de unas 6 atmósferas durante un vuelo orbital, pero en las pruebas se ha sometido a los tanques a un exceso de presión como margen de seguridad y para ver sus límites estructurales. Todo parecía ir viento en popa de cara a la Starship SN1. Sin embargo, la SN1 resultó destruida el 28 de febrero de 2020 durante la prueba de presurización criogénica. La nave —o el tanque presurizado, depende de a quién le preguntes— se elevó brevemente en la noche tejana cuando el nitrógeno salió expulsado por la parte inferior de forma explosiva. No se puede decir que no volase, aunque fuese poca altura.

Restos de la Starship SN1 (https://twitter.com/SpacePadreIsle).
El tanque… perdón, la Starship SN2 durante la prueba de presurización criogénica (https://twitter.com/SpacePadreIsle).

Como resultado, se refinaron todavía más las técnicas de soldado de las chapas de acero inoxidable y se reforzó la estructura de los tanques, además de experimentar con nuevas aleaciones de acero más dúctiles a bajas temperaturas. SpaceX también rediseñó la base inferior de los tanques en la zona donde se acoplan los motores Raptor con el fin de evitar un accidente similar al de la SN1. Pese a todo, se tomó la decisión de no completar la SN2 y usarla solamente para las pruebas de presurización. Y, afortunadamente, el pasado 8 de marzo la SN2 superó una prueba de presurización criogénica con éxito (de hecho, y a diferencia de sus hermanas, primero también fue sometida a una prueba en la que se llenaron los tanques con agua para buscar fugas). Pero en Boca Chica todo va muy rápido. A continuación le tocó salir a la palestra a la Starship SN3, que fue colocada en la rampa de pruebas a finales de marzo. Al igual que sus antecesoras, la SN3 no tenía superficies aerodinámicas ni el cono frontal, pero incorporaba un nuevo diseño de patas desplegables montadas en el interior de la estructura. Por otro lado, en estas pruebas estáticas de presurización SpaceX es capaz de simular parcialmente las tensiones creadas por el empuje de los motores durante el despegue mediante una instalación hidráulica construida en la base del stand.

La SN3 (Elon Musk / SpaceX).

Sin embargo, el 2 de abril la SN3 reventó durante otra prueba criogénica, aunque Musk declaró que, en esta ocasión, no se trató de una prueba destructiva y que había tenido lugar un fallo en la secuencia del test. De haber tenido éxito, a la SN3 se le habría instalado un motor Raptor para efectuar los primeros saltos. Pero ya decíamos que las cosas en Boca Chica van muy rápido, independientemente de las Starship reventadas. La SN3 ya era historia y SpaceX ya había comenzado con la construcción en paralelo de la SN4 y SN5. Y así llegamos al presente. El 25 de abril la SN4 fue sometida a una prueba de presurización con nitrógeno gaseoso y al día siguiente —26 de abril en EE UU, pero ya 27 de abril según el horario UTC— pasó exitosamente la temida prueba de presurización criogénica con nitrógeno líquido. Al fin.

La SN4 durante la prueba criogénica (Elon Musk / SpaceX).

Eso sí, con un pequeño truco: según Musk solo se alcanzaron las 4,9 atmósferas en esta prueba, por debajo de lo que experimentará una Starship en vuelo. ¿Un síntoma de que en SpaceX se han cansado de hacer explotar Starship y quieren pasar a toda costa a la siguiente fase? Podría ser. Los próximos movimientos en el plan maestro de Musk no están escritos en piedra y los planes son fluidos. Ahora se instalará un único motor Raptor en la base de la SN4 para realizar una prueba estática de encendido. Antes, SpaceX deberá llevar a cabo otra prueba de presurización criogénica, pero esta vez con metano y oxígeno líquidos. Más adelante, la SN4 llevará a cabo un salto de 150 metros de altura. En esta fase, la SN4 lleva las mismas patas plegables en la parte inferior que su hermana caída SN3, pero no se le instalará ninguna superficie aerodinámica (no son necesarias para saltos tan pequeños). Si todo sale bien, se colocarán tres motores Raptor en la SN5 de cara a realizar saltos cada vez más altos. Eso sí, previa autorización de la FAA.

Tanque frontal de la SN4 (Elon Musk / SpaceX).
Motores Raptor que se usarán en las próximas pruebas de la SN4 y SN5 (Elon Musk / SpaceX).

En este último año el panorama en Boca Chica ha cambiado sustancialmente. Las instalaciones se han vuelto mucho más grandes y complejas. Ya no tienen ese aire a «frontera espacial» precaria en la que los cohetes se montaban casi al aire libre. Se ha construido un edificio de ensamblaje vertical —VAB— para las Starship y cada vez hay más material y edificios auxiliares. Cierto es que Boca Chica todavía está lejos del nivel de sofisticación de un «verdadero» centro espacial, pero, parafraseando a Musk, ya se parece más a Cabo Cañaveral que a Tatooine. Por otro lado, la polémica en los foros de debate sigue, cómo no, más viva que nunca. Los críticos señalan que los planes actuales de SpaceX son mucho más modestos y cautelosos que los anunciados hace tan solo unos meses y que llamar nave espacial, aunque sea prototipo, a un tanque de acero inoxidable es ser, como mínimo, muy optimista. Si no son capaces de presurizar una simple estructura de acero, ¿de verdad quieren alcanzar la órbita este año? ¿Por qué debemos creer en estos nuevos planes cuando hace un año se decía que podríamos alcanzar el espacio en meses con cohetes de acero prácticamente soldados al aire libre? La otra cara son los fieles seguidores de SpaceX, que no se han dejado desanimar por los últimos fallos. Todo lo contrario. Cada fallo es una prueba de fe. Musk escribe con renglones torcidos, pero la salvación espacial está codificada en los detalles de las nuevas aleaciones de acero inoxidable empleadas en las Starship, aleaciones que nos llevarán al nirvana muskiano. Y, por otro lado, no olvidemos que SpaceX continúa fabricando motores Raptor cada vez más perfeccionados.

Instalaciones de Boca Chica: interior de una de las tiendas (Elon Musk / SpaceX).
Construcción de la Starship SN3 en el VAB de Boca Chica (Elon Musk / SpaceX).

Lo que sí es evidente es que el proyecto Starship va ganando en madurez a las malas. Hace unos meses pocos imaginaban que una simple prueba de presurización supusiese tantos quebraderos de cabeza para SpaceX. Ahora ya nadie da por sentado que llevar a cabo un salto de 150 metros —algo que ya consiguió el Starhopper el año pasado— sea un simple trámite. Además, en la construcción de los prototipos puede que se empleen técnicas mucho más baratas y rápidas que las usadas en la cohetería tradicional, pero progresivamente vemos que las diferencias —y los costes— se reducen. Boca Chica ya no es ese lugar que parecía creado por aficionados y cada mes se asemeja más a otras instalaciones «industriales» de SpaceX como McGregor. Pero la principal baza de Musk y su legión de creyentes sigue siendo la rapidez vertiginosa con la que se suceden las pruebas. Puede que se cometan fallos, sí. Incluso puede que los prototipos revienten. Pero todo va a la velocidad de la luz. Si en febrero hablábamos de la SN1, ya vamos por la SN4. Y en Boca Chica ya hay piezas para varias Starship adicionales. Ahora toda la atención está puesta en el primer salto de una Starship. ¿Se les atragantará como las pruebas de presurización o a partir de ahora todo irá como la seda?

Estructura de la SN5 (https://twitter.com/fael097).
Evolución del diseño de la Starship tripulada (https://twitter.com/kimitalvitie/).

Lista de prototipos Starship:

  • Starhopper (Starship Hopper): prototipo de pequeño tamaño con un solo motor Raptor. Realizó un salto de 20 metros el 25 de julio de 2019 y otro de 150 metros el 27 de agosto de 2019.
  • Starship Mark 1 (Mk 1): prototipo que fue presentado en sociedad con superficies aerodinámicas, el cono frontal y tres motores Raptor. Tras retirar estos «adornos», la parte superior reventó durante una prueba de presurización con nitrógeno líquido el 20 de noviembre de 2019.
  • Starship Mk 2: prototipo que se comenzó a construir en las instalaciones de SpaceX en Florida. Se paró su construcción tras el fallo de la Mk 1.
  • Starship SN1 (antes Starship Mk 3): la parte inferior reventó durante una prueba de presurización con nitrógeno líquido el 28 de febrero de 2020.
  • Starship SN2: prototipo no finalizado destinado a pruebas de presurización. Superó una prueba de llenado de agua y, el 8 de marzo de 2020, la prueba de presurización criogénica con nitrógeno líquido.
  • Starship SN3: el prototipo colapsó durante una prueba de presurización con nitrógeno líquido el 2 de abril de 2020.
  • Starship SN4: el 26 de abril de 2020 se convirtió en el primer prototipo que superó la prueba de presurización con nitrógeno líquido. Ahora debe realizar pruebas de presurización con los propelentes y pruebas de encendido con un motor Raptor de cara al primer salto de 150 metros.
  • Starship SN5: se está montando en Boca Chica de cara a saltos de mayor altura que los de la SN4, siempre y cuando las pruebas con esta última salgan bien y la FAA lo autorice.


325 Comentarios

  1. Yo creo que vamos a ver la Starship elevarse. Va a tardar más de lo planeado, pero esta nave va a volar. Ante todo, creo que SpaceX se encontró con un escollo importante, que construir depósitos de gran tamaño no es tan sencillo, y han tenido que aprender desde cero y perfeccionarse a base de reventar prototipos, pero finalmente se van subiendo peldaños.

  2. Fijar un objetivo y una fecha límite para lograrlo trae estas velocidades vertiginosas pero es lo que da resultados. La actual velocidad frenética en Boca Chica me recuerda a la que tenía la NASA en los 60 para cumplir el objetivo de poner un hombre en la Luna antes de la fecha límite que era el fin de la década como lo había dicho Kennedy, y lo lograron!

    Lo mismo parece suceder ahora donde el objetivo es Marte y la fecha límite es antes de que Musk envejezca o peor aún, que muera… No lo veo mal

  3. Pensé que sería más rápido el paso de pruebas de presión criogénica, WDR, fuego estático y finalmente 150m. El tiempo a veces no pasa suficientemente rápido.

  4. Es solo una curiosidad.
    Hoy pude ver el desmontaje del raptor del prototipo y el ensamblaje de la nueva nave… Ninguno de los trabajadores lleva barbijos ni protecciones respiratorias.

    Tan barata y fácil de conseguir es la mano de obra que se necesita para el proyecto?

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