Cómo será la primera misión orbital del sistema Starship

Por Daniel Marín, el 17 mayo, 2021. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial • SpaceX • Starship ✎ 235

El pasado marzo Elon Musk dio otro empujón a las ya elevadas expectativas que existen alrededor de las pruebas del sistema Starship cuando anunció que tenía planeado llevar a cabo el primer vuelo orbital este mes de julio. En este tiempo, el prototipo SN15 ha logrado llevar a cabo el primer vuelo totalmente exitoso del programa y, ahora, SpaceX está sopesando volver a lanzarlo (esta vez desde la rampa B, «la rampa maldita», en vez de la rampa A de la primera ocasión). Si finalmente despega, el futuro de los prototipos SN16 y SN17 está en el aire, aunque parece que el siguiente objetivo de SpaceX a corto plazo es realizar un salto de 20 kilómetros, el doble de la altura máxima alcanzada por los prototipos Starship hasta la fecha. Pero lo que está claro es que a medio y largo plazo la prioridad de la empresa de Hawthorne es alcanzar la órbita cuanto antes. Y eso pasa por desarrollar el Super Heavy, esa enorme primera etapa de 70 metros de alto que contará con 28 motores Raptor. El primer prototipo Super Heavy, el BN1, fue desmantelado poco después de su ensamblaje debido a un cambio de diseño y, actualmente, SpaceX está montando el que será el primer prototipo operativo, el BN3 (el BN2 y el BN2.1 no serán prototipos completos). Al mismo tiempo, hemos conocido los detalles de cómo será esa primera misión orbital gracias a un informe preliminar que SpaceX ha presentado a la FCC (Federal Communications Commission).

Lanzamiento del prototipo SN15 (SpaceX).

De acuerdo con este informe, SpaceX planea lanzar el conjunto Starship/Super Heavy en una primera misión orbital en la que las dos etapas se desecharán en ver de ser recuperadas. Se trata de un desvío importante de los planes de la empresa que hemos conocido hasta ahora, pero que permitirá acelerar el ritmo de desarrollo del sistema (que ya es elevado). El gigantesco conjunto SS-SH, de 120 metros de altura, despegará desde Starbase (Boca Chica, Texas) y los 28 motores de la primera etapa Super Heavy se apagarán 169 segundos tras el lanzamiento (en este vuelo inaugural, el BN3 podría llevar menos Raptor). El Super Heavy se separará de la Starship dos segundos después. A continuación, el Super Heavy llevará a cabo una maniobra de retorno hacia la costa, pero no aterrizará en Boca Chica, sino que descenderá sobre el mar 8 minutos y 15 segundos tras el lanzamiento, a 32,1 kilómetros de la costa. La maniobra recuerda a los primeros ensayos de recuperación del Falcon 9, cuando se hacía descender la primera etapa sobre el mar para ensayar su recuperación. Todavía está claro qué planea hacer SpaceX con el Super Heavy una vez en el agua.

Trayectoria de lanzamiento y retorno del Super Heavy en su primer vuelo orbital (Google Earth/SpaceX).

Los seis Raptor de la segunda etapa Starship se encenderán a los 176 segundos para garantizar la inserción orbital, que tendrá lugar 8 minutos y 42 segundos después del despegue. Este prototipo, dotado de un escudo térmico de losetas cerámicas que cubrirá, al menos, la mitad de la superficie del fuselaje, describirá tres cuartas partes de una órbita completa alrededor de la Tierra y reentrará cerca de Hawái una hora y media tras el despegue. El prototipo Starship también llevará a cabo un aterrizaje suave sobre el mar, a unos 100 kilómetros de la isla de Kauai y, a priori, no será recuperado.

Trayectoria de lanzamiento y órbita de la primera Starship orbital (Google Earth/SpaceX).
Reentrada y descenso de la primera Starship orbital (Google Earth/SpaceX).

Este esquema desechable para la primera misión orbital permitirá que el lanzamiento tenga lugar en los próximos meses —previsiblemente con los prototipos BN3 y SN20, como dijo Elon, aunque puede haber cambios— y, de paso, servirá para presentar al mundo el programa Starship como un sistema de lanzamiento orbital casi maduro. La rampa de lanzamiento orbital de Boca Chica, conocida como OLS (Orbital Launch Site), todavía está en obras y, aunque el ensamblaje de la torre de servicio de 150 metros de altura a partir de bloques prefabricados progresa muy rápido, todavía queda mucho trabajo por delante. Recordemos que esta torre será la encarga de recoger el Super Heavy en vuelo después de cada misión mediante el uso de un sistema de brazos desplegables, un diseño que, por el momento, no se ha hecho público. Además, SpaceX también está trabajando contrarreloj para completar los gigantescos tanques de acero GSE (Ground Support Equipment), necesarios para las misiones orbitales. En una segunda fase, recordemos que SpaceX planea construir en Boca Chica una rampa orbital adicional con su torre de integración correspondiente

Recreación del lanzamiento del conjunto Starship/Super Heavy desde Starbase, Boca Chica (Dear Moon).

Como vemos, SpaceX ha renunciado a realizar saltos de poca altura con prototipos del Super Heavy dotados de dos o cuatro Raptor y ahora quiere realizar pruebas de prototipos completos con todos sus motores. Una vez aprobado este plan, la decisión de incluir una segunda etapa Starship es muy acertada. Total, si hay que lanzar el Super Heavy, ¿por qué no ponemos una segunda etapa operativa y así experimentamos qué tal le va en la reentrada? Esta estrategia de probar todos los componentes en un vuelo de prueba (all-up test) recuerda a los tiempos del Apolo, cuando se lanzaron los primeros Saturno V con todas las etapas funcionales para aprovechar el esfuerzo y reducir el tiempo de desarrollo. En caso de que la combinación SN20/BN3 no alcance la órbita por cualquier motivo, es de esperar que SpaceX siga intentándolo con el SN21/BN4, aunque no está claro en qué momento intentará recuperar las etapas o cuándo pondrá en juego las plataformas océanicas Fobos y Deimos (se cree que la combinación SN24/BN7 introducirá un nuevo conjunto de cambios de diseño muy importantes).

Estado de los prototipos Starship y Super Heavy (Brendan Lewis / https://twitter.com/_brendan_lewis/)

Tirar al mar 34 motores Raptor no es barato en absoluto, pero es evidente que SpaceX quiere que Starship alcance la órbita cuanto antes. Cuando lo logre, es posible que el cambio de percepción del público y de la clase política hacia el programa cambie radicalmente. Una cosa es lanzar cohetes a diez kilómetros de altura para que hagan maniobras espectaculares y otra muy distinta es poner en órbita baja un enorme vehículo de 50 metros de largo y 9 metros de diámetro. Aunque el sistema todavía debe demostrar que es totalmente reutilizable y que es capaz de transferir combustible en órbita o llevar carga útil, estaríamos ante un lanzador operativo. Y no uno cualquiera. Estamos hablando del que es, con diferencia, el mayor sistema de lanzamiento orbital del mundo. Elon Musk ha declarado su intención de que el conjunto Starship/Super Heavy despegue y aterrice varias veces al día gracias al uso de las plataformas oceánicas. Pese al progreso de los últimos años, los desafíos técnicos que todavía debe superar el programa son inmensos. Pero si lo logra, el sistema Starship revolucionará no solo la historia de la astronáutica, sino la historia a secas.

Otra vista de la SN15 despegando (SpaceX).

Referencias:

  • https://apps.fcc.gov/els/GetAtt.html?id=273481&x=


235 Comentarios

  1. Es aterrador el consentimiento mundial de la violencia sobre territorios invadidos bajo la excusa de que un dios inventado, como todos, ha prometido una tierra a sus creyentes.

    Siguiendo la misma actitud consentidora, quizá a mesiánicos demostrados como Elon Musk se les permitiría bombardear y aterrizar con sus SS cualquier lugar del mundo que considerase «tierra prometida».
    Con la excusa de querer llevar la humanidad a Marte, que no tiene nada que ofrecer, quizá el propósito real es el dominio sobre la Tierra.

    1. «Es aterrador el consentimiento mundial de la violencia sobre territorios invadidos bajo la excusa de que un dios inventado, como todos, ha prometido una tierra a sus creyentes.»

      De acuerdo.

      «Siguiendo la misma actitud consentidora, quizá a mesiánicos demostrados como Elon Musk se les permitiría bombardear y aterrizar con sus SS cualquier lugar del mundo que considerase «tierra prometida».»

      Es cierto que Musk habló de bombardear Marte con cabezas nucleares para ‘amenizarlo’ a nuestras necesidades. Pero luego se ha visto que no es una solución completa.

      Pero Musk se equivoca de opinión a veces. Aunque creas que es un Dios, es un ser humano. Como tú y como yo. Más listo que yo.

      «Con la excusa de querer llevar la humanidad a Marte, que no tiene nada que ofrecer, quizá el propósito real es el dominio sobre la Tierra.»

      No estoy de acuerdo : colonizar Marte tiene mucho que ofrecer, si la forma de vivir para el hombre no representa algo mortal.

      Un abrazo!

    2. La verdad es que si hay un dr. No actualmente en el mundo, ese es Elon Musk, necesitamos un 007 a la altura y Bezos creo que no da para tanto.
      Muahahaha

    3. Puedes poner en contexto el comentario? Lo dices por amerizar cerca de Hawaii?
      Si es así lo entiendo, pero espero el mismo grado de exigencia con las etapas de cohete que se aceptan en el mar sin más consideración como en los flamantes Vulcan y Ariane 6 de nueva generación.
      Esto es un test donde idealmente la segunda etapa se recupera del mar, pero no se bombardea ningún territorio.
      En general son los países en nombre de la nación los que se toman las mayores libertades con sus ejércitos y sistemas de defensa.

      1. Hablas de Palestina ok. Cierto injustificable el asedio, aunque a estas alturas lo de la tierra prometida por dios, ni me entra en la cabeza. Es una invasión pura y dura como las de toda la vida.
        En la segunda parte del comentario no voy a entrar.

  2. No me he parado a leer todos los comentarios, pero tengo una duda; aunque el vuelo describa solo tres cuartas partes de una orbita completa, ¿se sigue considerando vuelo orbital?

      1. «Si llega a unos aproximados 100 kilómetros de altura ya es vuelo orbital.»

        Para nada. Se puede llegar a 10.000 km de altura (y más) sin estar en órbita.
        La órbita es un estado energético, una cuestión de velocidad. Hay que acelerar hasta ~28.000 km/h (según altitud) en paralelo a la superficie de la Tierra.

      2. No, amigo. Confundes conceptos. Los 100 km de altitud es la frontera teórica donde se considera que empieza el espacio. Pero para considerarse vuelo orbital, no es la altura lo que importa realmente sino la velocidad horizontal. (concretamente la velocidad requerida para vuelo orbital alrededor de la Tierra es de unos 28.000km/h en LEO)

    1. si la SS llega a la velocidad orbital para la altura dada, ya esta en orbita, que la hagan frenar y regresar antes de completar la orbita no tiene que ver, pues si no la frenaran daria la vuelta completa

    2. para ser orbital ha de pasar los 100 km de altura (linea de karman) y tener una velocidad aproximada de 27000 km/h que es la velocidad de estape y dejaria de ser una trayectoria balistica

      asi que si es orbital.

      1. Técnicamente no es necesario pasar de 100 km de altura. Puedes ponerte en órbita terrestre a 9.000 metros, (para no tocar el Everest), el problema sería el rozamiento atmosférico que, a 28.000 km/h, fundiría el cohete.

        Si no hubiera obstáculos, podrías ponerte en órbita a un metro del suelo, si el material del cohete aguantase la fricción. Sin atmósfera (ni montañas) se podría orbitar a 1 metro.

        27-28.000 km/h es la velocidad orbital para alguna órbita LEO, no la velocidad de escape de la Tierra, que es de 40.270 km/h (11,186 km/s).

        1. Para orbitar a 1 metro de altura, mejor un planeta perfectamente circular y con la masa uniformemente distribuida, porque si no, las perturbaciones gravitatorias estrellarían el cohete.

  3. Sr. Daniel Marin donde dice, «Todavía está claro qué planea hacer SpaceX con el Super Heavy». Quizas falte la palabra NO.

    En otro contexto, cuando dice «el futuro de los prototipos SN16 y SN17 está en el aire»
    quedaria mucho mejor «en tierra» ,

    1. Es increíble la memoria visual de la gente… alucino.
      Mi queja no es que copien el vídeo (los dos son muy buenos). Mi queja es que la NASA te lo lanza con meses de anticipación para que comprendamos todo lo que va a suceder y los caguetas de la agencia espacial china lo liberan después del aterrizaje. Después!!
      ¿Y qué habría pasado si se hubieran estrellado? ¿Guardarlo en un disco duro para siempre??? Con todo el trabajo que les costó copiar el vídeo de la NASA, no me imagino la frustración que hubieran sufrido los creativos…ellos sí que pasaron los minutos de terror, …si el lander se estrella tu obra a la basura, buffff

  4. Lo que aquí está en juego es la forma de llegar al espacio. Un modelo inteligente e innovador, más respetuoso con el medio ambiente y que usa una metodología ágil y rápida de ensayo y error contra un modelo que se inventó en los 50, casposo, que usa materiales caros, que contamina (órbita, mares), de muy lenta construcción porque depende de muchos contratistas que se retrasan en los plazos e inflan el precio final del proyecto y que tiene miedo a innovar. Yo me quedo con el futuro no con el pasado.

  5. Yo creo que con los saltos de SN’s que ha habido, a Musk le sobran Raptors destinados a esos SNs «no natos» y que, además, son de los primeros, no tan afinados y que podrían dar problemas con la regulación de empuje en intentos de aterrizaje.
    Así que qué mejor trabajo para un stock de motores capaces de aportar el full throttle que mandar un bicharraco a órbita.
    De un plumazo le das salida a ese excedente de Raptors no afinados, das un golpe en la mesa frente a las acusaciones de que «eso no llegará nunca a órbita», consigues otra ronda de financiación privada con el espectáculo y se lo pones difícil a los que quieren cancelar el contrato Artemisa.
    Desde luego si le sale bien y no explota en el despegue, es una jugada redonda.

    1. Es una de las razones por las que no creo en la actual arquitectura Starship para viajes a Marte, por ejemplo.
      (fijarse que he dicho la actual)

  6. Creo que no se ha comentado.
    Según el gráfico de Brendan Lewis, el domo inferior con el soporte y tuberías para los motores del SN20 ya está fabricado.
    Alguien sabe si ese domo es para 3 Raptors como los anteriores o ya está preparado para 6.
    Si pretenden el vuelo orbital con el SN20 debería llevar Raptors Vacuum no? O puede alcanzar velocidad orbital con los Raptors normales a pesar de su inferior eficiencia a esas altitudes?

  7. Los 30.000 km/h los alcanza ya cuando esta en órbita baja y sin (apenas) roce con la atmósfera. En ese lugar hasta yo con un traje espacial puedo alcanzar esa velocidad y más, siempre que la aceleración no sea muy alta.

    Donde vamos a ver la fiabilidad del conjunto es en el punto de MaxQ durante el ascenso, si supera eso significa que tenemos un lanzador orbital de 100T hecho de acero. Alabemos todos al mesías Elon.

    Luego también podrá demostrar si consigue aguantar la reentrada atmosférica, que yo creo que es el punto más delicado de todo el programa, y más si quiere que sea reutilizable. Si lo consigue este mismo Julio, como dice Elon, sería un hito brutal, mayor aún que el de llegar a órbita, y le recortaría un año a todo el programa. Crucemos los dedos.

  8. Una pregunta que me queda en caso de no tener planeada su recuperación, no habría riesgo de que alguien lo recupere para un estudio posterior y lo pueda replicar? (entendiendo que aterriza perfecto pero se termina hundiendo).

  9. Hermanos, muy buenos todos los comentarios

    Me vais a permitir una pregunta ingenua:
    No seria mas rapido construir los Starship en horizontal y luego levantarlo, que contruirlos en vertical?
    Todos los procesos de soldadura se podrian hacer a nivel del suelo en lugar de utilizar gruas. Tambien el transporte por carrtera me parece mas sencillo.Un sistema con unos rodillos para poder rotar la pieza y trabajar y soldar en el punto adecuado

    Bueno, seguro que es una tonteria lo que estoy diciendo
    Saludos cordiales

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