Lanzamiento fallido del LauncherOne de Virgin Orbit

Por Daniel Marín, el 26 mayo, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial ✎ 99

Como todos sabemos, el panorama internacional de microlanzadores es tremendamente dinámico. Pero, pese a las decenas de iniciativas en marcha, solo la empresa Rocket Lab y su cohete Electron han logrado asentarse firmemente. El otro candidato que promete destacar en este mercado es el LauncherOne de la empresa Virgin Orbit, un vector que tiene la particularidad de formar parte de un sistema de lanzamiento aéreo. Después de muchos años de trabajo, Virgin Orbit llevó a cabo su primer intento de lanzamiento orbital el 25 de mayo de 2020. El avión Cosmic Girl, un Boeing 747-400 modificado con matrícula N744VG, despegó desde el puerto aeroespacial de Mojave (California) a las 18:56 UTC con Kelly Latimer y Todd Ericson a los mandos. Cosmic Girl se dirigió hacia el océano Pacífico y, a las 19:50 UTC, cuando volaba cerca de la isla de San Nicolás, soltó el cohete LauncherOne. La primera etapa se encendió poco después, pero a continuación se apagó y el vehículo se perdió. En esta misión de prueba se cree que el LauncherOne solo llevaba una carga inerte como lastre, pero otras fuentes hablan de un satélite.

Primer intento de lanzamiento orbital del LauncherOne desde el avión Cosmic Girl. Se ve la ignición de la primera etapa (Virgin Orbit).

Virgin Orbit nació en diciembre de 2017 como una empresa hermana de Virgin Galactic con el fin de separar las estrategias de turismo suborbital y microlanzadores (hoy en día forman parte de la empresa matriz Galactic Ventures). Pero el sistema de lanzamiento LauncherOne se remonta a julio de 2012, cuando Virgin Galactic propuso un pequeño cohete lanzado desde el avión WhiteKnightTwo capaz de colocar unos 225 kg en órbita baja. Sin embargo, para 2015 las necesidades del mercado requerían un lanzador más potente y flexible, por lo que LauncherOne creció y se decidió lanzarlo desde un Boeing 747. El nuevo cohete podría poner hasta 500 kg en una órbita de 230 kilómetros de altura o 270 kg en una órbita heliosíncrona de 500 kilómetros de altura.

LauncherOne y Cosmic Girl durante la prueba de lanzamiento sin ignición de julio de 2019 (Virgin Orbit).
Zona de lanzamiento de esta misión (Virgin Orbit).
Timeline del primer lanzamiento (Virgin Orbit).

El concepto de lanzamiento aéreo se remonta a los inicios de la era espacial, pero no sería hasta 1990 cuando entró en servicio el primer cohete lanzado desde un avión, el famoso Pegasus de la empresa Orbital (actualmente Northrop Grumman). El Pegasus XL, un cohete de tres etapas de combustible sólido que puede colocar 475 kg en órbita baja, se lanza desde el avión Stargazer, un Lockheed L-1011 TriStar (aunque en los primeros lanzamientos del Pegasus se usó un bombardero B-52). Pegasus demostró la viabilidad de un sistema espacial aéreo y la flexibilidad que le da el poder despegar desde casi cualquier lugar del mundo. Recordemos que fue el Pegasus el encargado de poner en órbita desde Canarias el satélite español Minisat 01 en abril de 1997, hasta la fecha el único lanzamiento espacial efectuado desde España. No obstante, Pegasus resultó ser tremendamente caro y, de hecho, Orbital desarrolló versiones del lanzador que pudiesen lanzarse desde tierra para abaratar sus costes. Otras muchas iniciativas de lanzamiento aéreo tampoco han visto la luz debido a las dificultades de desarrollo y los enormes costes asociados.

LauncherOne colgado de Cosmic Girl (Virgin Orbit).
Otra vista de la pareja (Virgin Orbit).
Launcher One (Virgin Orbit).

Virgin Orbit tiene por delante el reto de romper la mala fama de los sistemas de lanzamiento aéreo mediante el uso de tecnologías novedosas en este campo. No en vano, LauncherOne es el primer cohete lanzado desde un avión que emplea combustible líquido. Y, por si fuera poco, usa queroseno (RP-1) y oxígeno líquido, un tipo de propelentes difíciles de manejar en un sistema de este tipo (el oxígeno líquido requiere temperaturas muy bajas y se evapora con el tiempo). Por contra, Pegasus es un lanzador que usa combustible sólido, lo que permite diseñar un lanzador más compacto y manejable. Eso sí, el combustible sólido es menos eficiente que el combustible líquido: el combustible sólido tiene menos impulso específico y conlleva la imposibilidad de ajustar el empuje de forma imprevista durante un lanzamiento (el empuje solo se puede regular de forma preprogramada). Por este motivo, LauncherOne es un cohete más voluminoso que Pegasus, pese a tener más o menos las mismas prestaciones. A diferencia de Pegasus, LauncherOne no tiene alas, de ahí que la maniobra de liberación sea distinta. En vez de dejar caer el cohete como en el caso del Pegasus, Cosmic Girl realiza una maniobra de cabeceo vertical para proporcionar al lanzador una cierta velocidad vertical. Tras la separación, el avión gira a estribor para evitar una posible colisión

Configuraciones de la carga útil (Virgin Orbit).
Prestaciones del LauncherOne (Virgin Orbit).
Una vista del LauncherOne (Virgin Orbit).

Virgin Orbit opera desde Long Beach, aunque las instalaciones de prueba y el aeropuerto base están en el espaciopuerto de Mojave (ambas localizaciones en California). Mojave es la base para los lanzamientos a órbitas polares o de alta inclinación, pero para lanzamientos a órbitas de menor inclinación Virgin Orbit prevé despegar desde Cabo Cañaveral (Florida). Para misiones a una órbita ecuatorial u órbitas de muy baja inclinación, lo que permite aprovechar al máximo la capacidad de carga del cohete, Virgin Orbit usará la base aérea de Anderson de la isla de Guam, situada en el océano Pacífico (otros aeropuertos estudiados son el de Kona, en Hawái, y el de Wallops Island, en Virginia). El uso de un 747 permite vuelos más largos y alejarse hasta mil kilómetros del aeropuerto de partida en caso necesario, lo que facilita las operaciones de lanzamiento.

Cosmic Girl y LauncherOne (Virgin Orbit).
Detalle del pilón (Virgin Orbit).

LauncherOne tiene una longitud total de 21,3 metros y una masa de unas 30 toneladas con combustible. La primera etapa tiene un diámetro de 1,8 metros, mientras que el de la segunda etapa y la cofia es de 1,5 metros. En la primera etapa emplea un motor NetonThree (N3) de 327 kilonewton de empuje y, en la segunda etapa, un motor NewtonFour (N4) de 22 kilonewton. En un lanzamiento típico, la carga útil se une al lanzador tres días antes del lanzamiento. El LauncherOne se une al avión Cosmic Girl dos días antes. La carga de combustible comienza seis horas antes del despegue y se prolonga hasta una hora antes debido a la necesidad de cargar el oxígeno líquido hasta el último momento para evitar que se evapore. Una vez en el aire, CosmicGirl tarda una media hora en alcanzar el lugar previsto para el lanzamiento, que tiene lugar desde la altitud de crucero (unos diez kilómetros).

Elementos del sistema LauncherOne (Virgin Orbit).
Fases del lanzamiento (Virgin Orbit).

La ignición de la primera etapa dura unos tres minutos, pero la segunda etapa debe hacer dos encendidos para alcanzar la órbita prevista, por lo que la misión puede durar una hora en total (el tiempo preciso depende de muchos factores). Aunque todavía no ha logrado alcanzar el espacio, LauncherOne tiene un calendario de lanzamientos bastante apretado para los próximos años, incluyendo varias misiones para el Pentágono. Curiosamente, o más bien no, el otro microlanzador consolidado, el Electron de Rocket Lab, también tiene numerosos contratos militares. El mensaje al resto de iniciativas similares fuera de Estados Unidos bien podría ser, ¿hasta qué punto la falta del apoyo de apoyo militar puede suponer un handicap a la hora de desarrollar un microlanzador? Mientras, Virgin Orbit ya está preparando el segundo LauncherOne. Sin duda, más pronto que tarde tendrán éxito.

Posibles zonas de lanzamiento en función de la inclinación orbital (Virgin Orbit).
Vista del LauncherOne en vuelo (Virgin Orbit).
El próximo LauncherOne está casi listo (Virgin Orbit).


99 Comentarios

  1. Cuánto pesa ese cohete cargado? Lo digo porque el 747 habrá tenido que someterse a una adaptación importante. Imagino que el refuerzo que necesitará para instalar semejante trasto bajo el ala será más que considerable.
    Por otro lado no debe sé nada fácil volar con esa asimetría tan marcada, tanto a nivel aerodinámico como de peso.
    No sé si me mola o no la idea.

    1. En la zona de anclaje todos los 747 están reforzados y con anclajes preparados para trasportar un motor (CF6 o JT4)
      Así que no habrá sido muy difícil la adaptación .

      1. Por lo que vi en el video de scot manley si que lo fue porque pese a que si que es cierto que el 747 puede y lleva un 5o motor ahí, esos refuerzos solo aguantan media tonelada, el pajarito de ayer eran 11 si no me equivoco. Ya podéis haceros una idea de que no ha sido fácil pero si que la aerodinámica quizá no se viera tan afectada.

        1. 11 Tm. las aguanta un solo perno. La estructura alar aguanta todo el peso del avión cargado de combustible, equipajes, pasajeros . Este aparato va vaciado de mobiliario de cabina y con el combustible justo para un «corto vuelo»

  2. – La principal ventaja del lanzamiento aéreo es la facilidad para lanzar a cualquier inclinación orbital.

    – Otra ventaja importante consiste en que no necesita instalaciones de lanzamiento en tierra.

    – Otra supuesta ventaja consiste en que, al lanzarse desde 10 km de altura, el cohete puede simplificarse y tener una única etapa con una tobera de vacío.
    .. Pero en la práctica, estos cohetes son multi-etapa, anulando esta posibilidad.

    – Otra supuesta ventaja: Al no tener que atravesar la parte más densa de la atmósfera, la presión dinámica sobre el vehículo es menor, lo que permite construirlo con una estructura más ligera.
    …Pero para sostener el cohete en posición horizontal enganchado al avión la estructura debe ser reforzada, anulando la ventaja anterior.

    – El principal inconveniente es que no permite lanzar cohetes grandes. El avión Roc de Stratolaunch puede transportar un cohete de 250 ton como máximo.

    – Lanzar desde 10 km de altura a 900 km/h resulta una mejora irrelevante de cara a llegar a órbita.
    Para que un sistema de lanzamiento aéreo sea eficaz, la primera etapa (el avión) debería soltar el cohete a más de 4500 km/h, pero la separación sería muy peligrosa debido a las fuerzas aerodinámicas a esas velocidades.
    Los 10 km de altura ganados son casi irrelevantes. Lo importante para llegar a órbita es la velocidad: hay que acelerar hasta 27.000+ km/h, y 900 km/h no son nada en comparación.

    En definitiva, el lanzamiento aéreo resulta útil para poner pequeñas cargas en órbitas difíciles de acceder desde una rampa de lanzamiento terrestre. Poder lanzar, con rapidez, a cualquier órbita y plano orbital es un recurso estratégico importante que complementa los sistemas de lanzamiento terrestre.
    Creo que lo lógico sería que todas las potencias (USA, Rusia, China…) dispusieran de un sistema de lanzamiento aéreo por motivos estratégicos.

    En el ámbito de viajes a la Luna o Marte el lanzamiento aéreo es casi irrelevante.

    Creo que Virgin Orbit va a funcionar. Ha conseguido apoyo en USA y UK y a los militares les interesa. En cambio, Virgin Galactic me parece patético y destinado al fracaso.

    1. ¿por qué te parece Virgin Galactic patético? Bueno, es cierto que todavía no han conseguido volar turistas ni una sola vez, en ese sentido es cierto que son un desastre, pero si algún día lo consiguen…
      La SpaceShip2 es una atracción de feria, igual que el New Shepard. Pueden tener su nicho de mercado siempre que consigan tener la seguridad apropiada y el mercado de para ello.

      1. En primer lugar, porque después de una década de anunciar viajes al espacio, no van a llegar al «espacio» (100 km de altura, la línea Karman), sino a ~90 km.

        La tecnología desarrollada no tiene mucho futuro. No parece escalable, es una vía muerta.

        Se trata de un avión propulsado por cohete para vuelos turísticos. Alcanza una velocidad modesta (más de mach 3). Tiene poco que ver con auténticos desarrollos espaciales como, por ejemplo, Virgin Orbit.

        Y la seguridad no me inspira mucha confianza, aunque quizás es sólo una impresión mía.

        1. Bueno, ¿para qué quieren escalar nada? es un entretenimiento como otro cualquiera. Caro, pero entretenimiento. Y supongo que de vez en cuando alguien querrá poner algún experimento para aprovechar esos minutos de microgravedad.
          Es un vuelo suborbital. Lo único que tienen que conseguir es que sea lo suficientemente seguro.

          1. «Bueno, ¿para qué quieren escalar nada?»

            Hombre, pues para el futuro, para evolucionar el invento hacia mayores metas. Pero esta arquitectura es un callejón sin salida.

          2. Pero a lo que voy, si tu meta es vencer en el turismo suborbital, tus únicos objetivos son ser más barato y más seguro que tus competidores, además de otro tipo de cosas secundarias (mejor «experiencia»).
            La órbita es algo completamente diferente y probablemente, una distracción para esos objetivos. Es como querer comparar el fútbol sala con el fútbol grande.

      2. El unico nicho que tiene es en el cementerio de la astronautica
        A menos que contraten a alguien del patio trasero de SpaceX para que les reforme la SpaceShipTwo y la hagan orbital.

          1. Si, un lio. Necesita otros materiales, otro motor, control de actitud, sistema de aborto, otra configuracion aerodinamica y no esos alerones pivotantes que parecen demasiado fragiles para entrar a mach 25.
            Deberian copiarse de SNC

          2. Me remito a lo que he puesto más arriba. Para una empresa cuyo objetivo es el turismo suborbital el lograr hacer vuelos suborbitales es el FIN, no el principio de nada.
            Es como si criticarais a los que ofrecen vuelos parabólicos, porque no llegan a ponerse en órbita.
            https://www.gozerog.com/

  3. Para la zona de lanzamiento si, parece que el tiempo esta medio qué. Pero especialmente, en una misión de prueba como esta, también se han de tener en cuenta las zonas de amerizaje de la cápsula en caso de aborto. Y en estas zonas tenemos a la tormenta tropical «Bertha» amenazando.

    1. Aplazado en el último momento el lanzamiento de la Crew Dragon por culpa del tiempo.

      Toca esperar a otro día mas soleado. 😕

  4. Boca Chica SN4:
    Han soldado un par de bobinas de acero de esas que les sobraban y las han colocado en la parte superior del prototipo, al lado de las baterías tesla. Serán entre las dos unas 10 toneladas adicionales de peso.

    Ya se han visto piezas del SN7 por la campa.

  5. Otro lanzamiento fallido, pero por lo menos este lo ha sido antes de despegar.

    La DM-2 cancelada por mal tiempo en el centro de lanzamiento.

    El Sábado, próximo intento, a ver si el gafe de Trump no hace aparición.

    1. Ya me empezo a fallar, no figuran por ejemplo FFSC (Full-flow staged combustion) o SSO (Sun-Synchronous Orbit), en fin, seguire haciendo mi propia compilacion y pondre ese compendio al lado.

    1. Si, veo que CAPCOM no esta en la lista, el unico enlace entre tierra y los astronautas, que tambien debia ser astronauta. No entiendo, ya no se comunican con las capsulas?

  6. Lanzar desde aviones no parece práctico en condiciones normales, en parte por lo caros que son los aviones. Ahora que la pandemia está dejando tantos aviones en desuso supongo que serán más asequibles. ¿Aprovecharán los militares esta ocasión?

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Por Daniel Marín, publicado el 26 mayo, 2020
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