SpinLaunch: una centrífuga para alcanzar la órbita

Por Daniel Marín, el 19 noviembre, 2021. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial ✎ 106

En temas aeroespaciales se suele decir que todo está ya inventado. Por supuesto, hay espacio para la mejora, pero lo cierto es que los lanzadores orbitales actuales son simples versiones mejoradas —y a veces no mucho— de los cohetes diseñados en los años 60. Esto significa que todos ellos funcionan mediante propulsión química (y, siendo más concretos, una selección bastante limitada de propelentes químicos). Hay otros sistemas de propulsión para alcanzar la órbita, que bien sea por motivos presupuestarios, bien por motivos tecnológicos o políticos, no han logrado imponerse como alternativa a la propulsión química. Pero de tanto en cuanto, aparece alguna iniciativa que quiere destronar el reinado de la propulsión química. Una de las que más revuelo ha causado es SpinLaunch, una iniciativa que, cuando se hizo famosa allá por 2018, acaparó la atención de los medios (realmente la empresa fue fundada en 2014 por Jonathan Yaney). No obstante, en estos tiempos de redes sociales con memoria de pez, el proyecto cayó en el olvido a los pocos meses… para ser redescubierto hace unas semanas.

Concepto de centrífuga orbital de SpinLaunch (SpinLaunch).

La idea subyacente al sistema SpinLaunch es sencilla: ¿por qué no usar una centrífuga para lanzar una carga a la órbita como si fuera una enorme honda? El concepto es sencillo y elegante, pero, desgraciadamente, para hacerlo realidad hay que superar varios obstáculos. El principal es la fricción atmosférica, que supone una barrera, literalmente hablando, para este proyecto. Y no solo una vez soltada la carga, sino también durante el proceso de aceleración en la centrífuga. Otros problemas tienen que ver con la enorme aceleración lateral a la que se somete el proyectil, una aceleración que se transforma en lineal una vez lanzado. SpinLaunch intenta solventar estos inconvenientes de varias formas. Por un lado, el brazo centrífugo no suelta el proyectil a la velocidad orbital (8 km/s), lo que implicaría un frenado brutal contra la atmósfera y la necesidad de emplear un grueso y pesado escudo térmico de ablación, sino que se lanza a «solo» 8000 km/h (2,2 km/s), o sea, el 30 % de la velocidad orbital más o menos. El proyectil seguirá, por tanto, una trayectoria parabólica suborbital, reduciendo su velocidad inicial por culpa del frenado atmosférico. Una vez alcanzados los 61 kilómetros de altitud, aproximadamente, el proyectil revela su auténtica naturaleza de cohete y enciende sus motores hasta llegar a la órbita baja (en realidad, se trata de un lanzador de dos etapas). Con el fin de reducir las pérdidas por fricción, la honda-centrífuga estaría encerrada en un recinto hermético con presión reducida, facilitando la aceleración inicial (a su vez, esto implica la necesidad e introducir una «esclusa» de apertura ulta rápida entre el interior casi al vacío y la atmósfera exterior).

Recreación del lanzador de SpinLaunch (SpinLaunch).
Detalle de las dos etapas del lanzador (SpinLaunch).

El objetivo último de SpinLaunch es construir una enorme honda de 100 metros de diámetro capaz de acelerar el cohete-proyectil hasta esos 8000 km/h. En una primera fase, la capacidad de carga del lanzador será de 20 kg a  200 kg. Posteriormente se espera poder aumentar esa cifra (no hay datos al respecto, pero es dudoso que quieran lanzar cargas del orden de varias toneladas). El cohete empleará una punta dotada de un escudo térmico para mitigar el calentamiento inicial al ser expuesto a la atmósfera y estará construido usando gran proporción de materiales compuestos para aligerar la estructura y permitir que sea más fácilmente acelerada por la centrífuga. SpinLaunch asegura que podría reducir el coste del acceso al espacio en un factor de veinte con este sistema de lanzamiento, que, por el momento, se denomina simplemente OLS (Orbital Launch System).

Recreación del cohete siendo instalado en la centrífuga (SpinLaunch).

Para verificar la tecnología, SpinLaunch ha construido un centro de lanzamiento suborbital de prueba en el Spaceport America (Nuevo México, EEUU), denominado Acelerador Suborbital o L33, que dispone de la que según SpinLaunch es la cámara de vacío más grande del planeta, con un diámetro de unos diez metros. El pasado 22 de octubre SpinLaunch llevó a cabo una prueba al 20 % de la capacidad del sistema y lanzó verticalmente un proyectil pasivo de 3 metros hasta una altura de varios kilómetros (la cifra precisa no se ha hecho pública), motivo por el cual este sistema vuelve a estar en los medios.

Centrífuga suborbital de SpinLaunch en Nuevo México (SpinLaunch).

Sin duda, el que haya iniciativas dispuestas a liberarnos de la tiranía de la ecuación del cohete siempre es una buena noticia. Nadie duda de que físicamente podría ser viable. Es decir, no estamos ante una estafa o un sistema que requiera tecnología de ciencia ficción. No, el problema de SpinLaunch es que no deja de ser un sistema de lanzamiento que usa propulsión química, pero con una «primera etapa» —la centrífuga— muy exótica. El que un sistema que utiliza cohetes se presente como la «la alternativa al lanzamiento de cohetes» es una afirmación claramente contradictoria y define muy bien por qué SpinLaunch lo va a tener muy difícil para ser comercialmente viable. En cierto modo, SpinLaunch se asemeja más a sistemas de lanzamiento aéreos que a otros proyectos alternativos a la propulsión química. Al fin y al cabo, la centrífuga permite situar al cohete con una velocidad y altura iniciales que minimizan las pérdidas gravitatorias, como en un lanzamiento aéreo, lo que sirve para emplear un cohete más pequeño que uno que despegue en reposo desde el nivel del mar.

El proyectil de prueba de SpinLaunch saliendo de la centrífuga (SpinLaunch).

Ahora bien, el sistema debe afrontar, además, todas las pegas que conlleva una centrífuga y que ya comentamos antes. Por un lado, la carga útil y el cohete se someterán a aceleraciones brutales (la cifra definitiva se desconoce) y, lo peor, en sentidos diferentes según la etapa de lanzamiento (aceleración inicial, frenado atmosférico o fase propulsada). Por otro lado, hay que resolver el problema de los efectos nocivos del estampido sónico al abandonar el interior de la centrífuga y precisar el diseño exacto de la esclusa en la versión orbital (en la versión suborbital el proyectil simplemente perfora una membrana para salir al exterior, pero esto es una solución transitoria, obviamente). El escudo térmico frontal del cohete tampoco es trivial, ya que hasta ahora nadie lo había empleado (los lanzadores suelen incorporar materiales para regular la temperatura, incluso ablativos, pero no un escudo térmico como tal). Tampoco está nada claro cuáles serán las pérdidas por fricción atmosférica en la versión operativa, es decir, ¿cuáles serán las velocidades y alturas reales cuando el cohete encienda sus motores? Del valor de estos parámetros dependerá la capacidad de carga exacta del sistema. Por último, la centrífuga promete consumir unas cantidades ingentes de energía eléctrica que, directamente, pueden hacer peligrar la rentabilidad del proyecto, incluso si cuenta con un alto número de lanzamientos al año. No en vano, no debemos olvidar de que estamos hablando de un microlanzador que apenas podrá colocar 200 kg en órbita baja. Resumiendo, SpinLaunch es un concepto muy atractivo, pero su viabilidad futura es ciertamente más que cuestionable.

El equipo de SpinLaunch con la centrífuga en Nuevo México (SpinLaunch).



106 Comentarios

  1. Los Angry Birds aman este concepto. Es mejor que el tirachinas que usaban hasta ahora.

    Yo lo usaría para lanzar políticos en trayectoria suborbital.

    *****

    Ad Astra, Astra.

  2. Después de ver este tinglado pienso si no seria mejor y mas sencillo volver a la «Ultima Ratio Regum». La artillería es algo bien probado, y las aceleraciones están en la magnitud que se esta hablando, con la ventaja de que es lineal y solo hace falta cordita o algo equivalente para propulsarlo.
    El proyecto HARP (High Altitude Research Proyect) alcanzo una altitud del proyectil de 180 km. Después de que los israelíes dieran finiquito al alma del proyecto, Gerald Bull, el proyecto aparentemente se abandono. Pero el objetivo final era poner cargas en orbita.
    Desde hace mucho hay proyectiles de artillería asistidos por cohete.
    Solo se necesitaría escalar el cañón (el de los Yamato, por ejemplo) y poner a Barbicane al frente del proyecto.

  3. Me parece GENIAL…pero yo tengo una IDEA…
    Porque no construir una plataforma FLOTANTE,con gas HELIO que permita ascender lo suficiente como para ahorrar gran cantidad de combustible,y desde la misma Lanzar los cohetes,desde la altura que llegue está plataforma FLOTANTE…SALUDOS DESDE ARGENTINA..

  4. El gran inconveniente que le veo es la enorme exactitud de cada paso para que todo funcione. Hay que tener en cuenta que hablamos de liberar una carga de más de 200 kg en un sistema que debe estar balanceado para evitar vibraciones y oscilaciones al girar. En cuestión de un milisegundo todo debe estar compensado de nuevo para evitar que la centrifugadora salte por los aires ante la diferencia de momento en sus extremos. Sinceramente parece un sistema que propone una solución muy compleja para un problema que ya resuelven los cohetes/misiles lanzados desde una plataforma aérea.

      1. Es mas sencillo y automático, en el mismo brazo del cohete hay una masa deslizante empujada contra este por la fuerza centrífuga, en el momento que el cohete se libera esta masa se desliza hacia fuera compensando el peso faltante del cohete.

        Ajustando la cantidad de deslizamiento se puede adaptar a pequeñas diferencias de peso entre los cohetes.

  5. Yo no lo veo aquí en la tierra, la verdad. Sí que creo que puede ser interesante en la luna u asteroides. Hay quien dice que «para eso, usar el raíl lunar». Bueno, yo creo que este sistema es más fácil de apuntar y cambiar la trayectoria ya que no es complejo que la centrifugadora pueda rotar sobre su eje vertical o modificar su azimuth.

    Como digo, en la luna puede ser interesante. De hecho, la velocidad que se han propuesto alcanzar con el sistema es superior a la velocidad orbital en la luna (a alturas razonables) y queda no muy lejos de la velocidad de escape de la luna. Sin embargo, en la tierra no lo veo.

    Saludos.

  6. ¿Por qué esta centrifugadora se parece, sospechosamente, a la parte de las cuchillas de la turmix de mi mujer? 🤔 ¿será porque puede hacer una «mousse d’satellite a les fines herbes»? 🤣🤣

    Bromas a parte, al igual que todos vosotros, sólo lo veo factible como lanzador lunar o asteroidal, de carga.
    Con lo delicados que son los satélites, someterlos a esa burrada sería encarecerlos con refuerzos especiales, con lo que lo que ganas por un lado lo pierdes por el otro.

    …y viniendo al coleto de los centrifugados;

    en el caso de una estación espacial giratoria centrífuga, ¿Cómo se solucionaría el problema de la distribución desigual del peso? hay que tener en cuenta que el peso de los elementos del interior (personas, equipos…) se mueve por el interior. ¿contrapesos móviles?
    es una cosa que siempre me ha intrigado.

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