Korona, el cohete ruso de una sola etapa que se resiste a morir

Por Daniel Marín, el 30 marzo, 2023. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Rusia ✎ 85

Alcanzar la órbita con un cohete de una sola etapa es lo más cercano al Santo Grial de la astronáutica que uno pueda imaginar. Si nuestro planeta tuviera un campo gravitatorio menos intenso, sería más fácil, pero la realidad es la que es. No es que sea imposible construir un vehículo SSTO (Single Stage To Orbit), pero sí resulta tremendamente complicado en el caso de que queramos que además sea reutilizable. Además, en cualquier caso, su capacidad de carga será siempre muy pequeña comparada con la de un sistema de más etapas. Gracias a los avances en tecnología de materiales y microelectrónica, en los años 80 y 90 hubo un interés renovado en los vehículos SSTO que tuvo su pico en el proyecto X-33 de la NASA. Precisamente, el programa X-33 puso de relieve lo complicado que era construir un sistema SSTO operativo. Tras la mala experiencia del X-33 y de sistemas parcialmente reutilizables como el shuttle, SpaceX demostró en la segunda década del siglo XXI que la reutilización de primeras etapas de lanzadores podía ser un proceso rentable, rutinario y eficiente.

Korona en órbita (GRTs Makeiev/Roscosmos).

Como resultado, el paradigma se ha desplazado de los sistemas SSTO a los TSTO (Two Stage To Orbit, o sea, de dos etapas), y el objetivo último de muchas empresas y agencias espaciales es crear un sistema de este tipo. SpaceX lidera el esfuerzo con su sistema Starship, aunque hay otras propuestas de sistemas de dos etapas totalmente reutilizables en desarrollo. Esta ola de proyectos TSTO actuales contrasta con los TSTO tradicionales, consistentes en sistemas alados (aunque algunas potencias espaciales, como China, siguen interesados en poseer un sistema TSTO alado). Los sistemas SSTO parecen haber sido relegados al pasado. ¿Todos? No. Una empresa irreductible en Rusia mantiene su intención de desarrollar un SSTO contra viento y marea: el proyecto Korona.

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Propuesta de McDonnell Douglas para el X-33 (NASA).
Diseño de un lanzador SSTO reutilizable basado en el DC-X con aerospike (Boeing).

Korona (Корона) nació en 1992, en plena fiebre de los sistemas reutilizables SSTO y de lanzamiento y aterrizaje vertical VTOVL (el programa DC-X se creó en 1991). La empresa GRTs Makeiev (ГРЦ имени В.П.Макеев), famosa por la construcción de misiles balísticos para submarinos durante tiempos soviéticos, decidió crear un cohete SSTO. Como casi todos los lanzadores de este tipo, emplearía hidrógeno al ser el combustible químico no tóxico más eficiente (los compuestos de flúor son buenos oxidantes, pero resultan demasiado peligrosos). El Korona de 1992 evolucionó primero en un sistema alado antes de terminar siendo en 1995 un cohete VTOVL bajo la influencia del DC-X estadounidense. En 1997 Korona tenía una masa al despegue de 159 toneladas y una capacidad máxima de carga en LEO de 3,2 toneladas. En 2001 el diseño había cambiado a un lanzador de 208 toneladas con una capacidad de 5 toneladas en LEO gracias al empleo de nuevos tanques de propelentes de fibra de carbono que se adaptaban a la forma del vehículo (la empresa Makeiev destaca por su construcción de tanques de propelentes para otros lanzadores del programa espacial ruso). El sistema de propulsión era ahora un motor aerospike de 316 toneladas de empuje (de simetría circular tradicional en vez de la simetría lineal del aerospike del X-33). Al mismo tiempo que desarrollaba Korona, Makeiev continuaba con otros proyectos de lanzadores más convencionales, como el Rossianka (Россиянка), un lanzador reutilizable de dos etapas con una primera fase de pequeñas dimensiones comparada con el resto del cohete.

Evolución del proyecto Korona desde 1992 a 2012 (GRTs Makeiev).
Cohete Rossianka reutilizable (GRTs Makeiev).

Para 2003 Korona había aumentado su masa hasta las 262 toneladas y su capacidad se incrementó hasta las 7 toneladas en LEO. El diseño de Korona culminó en 2012 y para esa fecha tenía una longitud de 30,5 metros (33,9 metros con el tren de aterrizaje desplegado), un diámetro de 10 metros, una masa de 295 toneladas al despegue (60-70 toneladas en seco) y una capacidad de entre 6 y 7,5 toneladas en LEO (una cifra seleccionada para competir con el cohete Soyuz). El compartimento de carga estaba situado entre los tanques de propelentes en medio del vehículo. Si se empleaba recarga de combustible en órbita de cara al aterrizaje, Korona podría aumentar su capacidad hasta las 11 o 12 toneladas en LEO.

Korona suelta su carga útil en órbita (GRTs Makeiev/Roscosmos).
Estación espacial basada en módulos lanzados con Korona (GRTs Makeiev).
Detalles de Korona (Populyarnaya Mekhanika).

Desgraciadamente, en 2012 Makeiev paró el desarrollo del programa Korona debido a la falta de presupuesto. Contra todo pronóstico, en 2016 el proyecto resucitó y en 2019 la empresa declaró que podrían tener listo un prototipo para 2028. Primero se construirían los prototipos Korona-A y Korona-B, antes del prototipo orbital Korona-O. No habíamos sabido mucho más del proyecto hasta que, recientemente, Makeiev y Roscosmos anunciaron que la empresa comenzará a desarrollar las «tecnologías claves» para la construcción del sistema reutilizable Korona. Cada lanzador Korona debe ser reutilizable hasta cien veces, aunque no se conocen las especificaciones del sistema de protección de la temperatura que empleará finalmente. El 1 de octubre de 2021 se realizaron pruebas de un prototipo a pequeña escala de su sistema de propulsión aerospike compuesto por 16 motores y construido en colaboración con AO NIIMash en Nizhniaia Salda.

Prototipo del sistema de propulsión aerospike de Korona (Rossiya 1).
Prueba del sistema aerospike (NIIMash).

No obstante, es obvio que Roscosmos carece de los recursos y del dinero para sacar adelante este proyecto en su configuración actual, sobre todo teniendo en cuenta que hasta la fecha no se han presentado prototipos de las partes más importantes de este sistema, que son los tanques de materiales compuestos, unos tanques que deben soportar las bajas temperaturas de los propelentes criogénicos (uno de los principales problemas a los que se enfrentó el programa X-33). Y, pese a todo, Korona se resiste a morir en un mundo donde los SSTO ya no están de moda y todo el mundo quiere construir sistemas TSTO. ¿Veremos algún día un prototipo funcional de este DC-X ruso?

Korona en el suelo (GRTs Makeiev/Roscosmos).

Referencias:

  • https://www.roscosmos.ru/39082/


85 Comentarios

  1. Bueno la tecnología parece mucho más factible ahora que antes…otra opción es la de Radian Space mediante nave alada SSTO…

    Pero vamos el dinero es muy difícil de conseguir para esta maravilla tecnologica…

  2. En Rusia hay mucha gente que sueña con innovaciones espaciales, tienen el talento. Pero actualmente, Roscosmos es completamente incapaz de impulsar cualquier proyecto aeroespacial en menos de 10 años.

    Probablemente pueda volar un prototipo de Korona en la próxima década, y el Korona orbital en la década de los cuarenta, ojalá!

    Rusia va tarde para todo, pero al menos Korona lo pondría en la misma ruta que la ESA.

    1. Con la Fusión Nuclear y los motores de plasma, avanzaremos mucho más rápido en ésta carrera Espacial, en pleno siglo XXl, Conquistaremos la Luna, Marte, los hoteles y el turismo espacial,!!! Pero lo más relevante, será la capacidad para vuelos ínter galácticos con naves nodriza y naves más pequeñas de exploración con robots y androides.!!! Para que la raza Humana no corra peligros. 👋👋🌟👋👋

    2. La prioridad rusa desde hace varios años es e logro del arma total que logre la superioridad sobre toda la industria armamentística sobre todo del país que es la mayor amenaza a la integridad del territorio , la guerra actual que no es más que la manifestación de la ambición occidental sobre los recursos rusos es un problema que incluye a todos los territorios ricos del mundo , cualquier país que posea una riqueza de suelo industrializable en combustibles , uranio , tierras raras , agua , metales estratégicos , niquel tungsteno paladio titanio diamantes territorio virgen , etc. etc. , puede ser víctima de los intereses del eje USA / UK .
      lo que hace necesaria un arma que elimine en forma permanente esa amenaza , la neutralize o la haga inexistente . Esos son los esfuerzos de RUSSIA , y no entrar en trampas como viajes a marte o bases en la luna , proyectos totalmente inútiles en solucionar los problemas geopolíticos del planeta , como lo fueron apollo para impulsar esfuerzos rusos para llegar a la luna con una tripulación , una gigantesca trampa y operación propagandística destinada a provocar en la URSS un desvío descomunal de recursos que podrían haber sido aplicados a proyectos de defensa como SALYUT o POLYUS que de todas maneras tuvieron que ser neutralizados por agentes occidentales en el gobierno soviético , por ejemplo
      Así que RUSSIA lo mejor que puede hacer es ni pensar en tonterías propuestas por la «tecnologia occidental» y poner todas las fichas en eliminar amenazas mundiales de los países realmente terroristas

      1. Es increíble que para los del altiplano hasta en las guerras imperialistas que Rusia comienza sin provocación alguna invandiendo a sus vecinos, la culpa es de los demás.

        Lo de querer destruir Ucrania como nación, hacer desaparecer el idioma ucraniano y quedarse con su territorio, supongo que es por la libertad de algo, ¿no?

        Si tienes más de 15 años, háztelo mirar.

        1. Valla una peliculita de holliwood otaniana, como el frasquito que llevaron a la ONU y que con armas de destrucción masiva y ademas el cuñado del whatsapp es una fuente infalible¿No figura y Rusia ataca sin provocacion?.
          A ver Paco, soy europeo y tengo mis años ya, los suficientes para no comer cuento siquiera de mi pais o toda la Union Europea.
          En primer lugar en Ucrania se da un golpe de estado apoyado por la CIA a los grupos NAZIS
          en Maidan 2014, alli estaba la mismisima Victoria Nuland repartiendo bollitos en los batallones, incluso las cámaras la pillaron cuando decia «FUCK EUROPA» por las implicaciones que eso iba a traer, esa misma gente se dedicaron al terrorismo y quemaron vivas a mas de 50 personas en el sindicato de ODESA y estubieron asesinando a civiles en el Donbas, mas de 15 mil muertos con mujeres,niños y personas mayores. No voy a seguir porque este blog no es para esto pero tanta mentira de los YANQUIOTANITOS como si fueramos tontos, ya cansa.

  3. Muy interesante el blog pero desgraciadamente para Putin no tiene prioridad además si Rusia no a podido sacar adelante algo como el soyus 5 o la familia completa del Angara no veo como podría financiar algo como ésto

  4. Un cohete de una etapa sería posible si el cohete fuera acelerado de alguna manera antes de ser lanzado. Con una centrifugadora lo suficientemente grande y potente el cohete ya tendría una buena velocidad antes de despegar y sus motores terminarían de alcanzar la velocidad orbital. Otra posibilidad sería un cañón de gauss larguísimo con una cierta inclinación. Es cohete tendría algunas partes ferromagnéticas y los electrooimanes dentro del cañón serían superpotentes. En ambos casos el cohete rompería una membrana antes de salir a la atmósfera.

  5. Pues veremos… parece power point. Uno recurrente, pero powerpoint.

    Si se realiza, pues una nueva tecnología para la humanidad. Genial.

  6. No sería mejor antes que una centrifugadora una rampa electromagnética que lo aceleré a la velocidad supersónica y luego el cohete enciende sus motores por qué el volumen de combustible para ir del nivel del mar ala estratosfera es alto además del que debe guardar para aterrizar de forma vertical en ese sentido creo que sería mejor un vehículo alado como el x33 🤓

  7. En resunen..
    mas allá y olvidando por un momento su muy limitada capacidad de carga, conseguir lanzar un vehículo SSTO desde la superficie terrestre es algo tremendamente complejo con la tecnología actual, y mas partiendo de la base de que sea un vehículo re-utilizable, ni de lejos ni siquiera la nave espacial Starship (sin su primera etapa) lo puede hacer.

    ..y sí: es lo más cercano al Santo Grial de la Astronáutica en cuanto a vehículos de lanzamiento orbital;
    sin embargo si ha habido avances tecnológicos, y el precio de colocar un Kilogramo de carga en órbita ha bajado bastante; lo mas parecido en concepto actualmente es reutilizar las etapas descartadas de un cohete:
    o sea algo que no sea una única etapa que es lo que se llamaría SSTO.

    1. Hace tiempo que Roscosmos se ha convertido en el departamento propagandístico del gobierno ruso. Especializado más en presentaciones de maquetas que otra cosa. No hay que tomar en serio lo que dice

  8. En resumen:

    —RIESGO DE LA INICIATIVA: Elevado
    —POSIBILIDAD DE COPIAR ALGÚN DISEÑO DE SSTO EXITOSO: No
    —DINERO: No
    —EXPERIENCIA CON HIDRÓGENO: No
    —EXPERIENCIA CON AEROSPIKES: No
    —EXPERIENCIA CON VEHÍCULOS REUTILIZABLES: No
    —EXPERIENCIA CON ATERRIZAJE VERTICAL: No
    —APOYO GUBERNAMENTAL: Probablemente no
    —EXPERIENCIA EN REENTRADA: Sí, pero solo suborbital
    —EXPERIENCIA EN COHETES: Sí
    —EXPERIENCIA EN TANQUES DE COMBUSTIBLE: Sí (mucha)

    Les deseo mucha suerte porque falta les va a hacer.

  9. actualmente ya disponemos de un SSTO la starship

    en principio la ss puede llegar a orbita por si misma pero la carga util seria riducla en comparacion con el tamaño de la nave, me suena que he visto nsf gente haciendo los caluculos para la ss como ssto y les daba algo asi como 5 o 10 toneladas, hablo de memoria no estoy seguro de los datos pero muy poco para el tamaño de la ss

    evidenetmente no es rentable usar la ss como ssto por eso se le pone el sh y nos vamos a 150 toneladas al espacio.

    1. Totalmente de acuerdo.
      ¿Cual es la finalidad de un vehículo SSTO, ser recuperado intacto para ser reutilizado?
      Un sistema de dos fases totalmente recuperable hace lo mismo pero más eficazmente.
      La ecuación de Tsiolkovsky es muy jodida!

    2. que la Starship puede llegar a la órbita por si sola como un SSTO: en teoría ¡SÌ!
      pero habría que quitarle la carga útil, el escudo térmico, patas de aterrizaje,
      tanques extra y al mismo tiempo no cargar combustible para aterrizar, entre otras cosas,
      alcanzar la órbita sí, pero aterrizar de nuevo como un SSTO: ¡NO!

      1. No era el Atlas también «casi, casi» SSTO? Es decir, creo que convendremos que poder eseeseteoear se puede, pero como dicen los compis «¿Pa qué?» Otra cosa sería un avión espacial para turismo espacial… eso podría ser rentable, tras mucho tiempo, para amortizar el I+D.

      1. no estoy de acuerdo, fabricadas estan y han volado a 12 km asi que diponible esta. que es mucho mas que todos los powerpoint de muchas empresas y diseños rusos.

        otra cosa como he dicho antes es que sea viale utilizarla como ssto

        1. Creo que a lo que el compañero se refiere es que en una cruzada de cable, supongo, Elon dijo que la segunda etapa de la Starship, sin super booster, podría llegar a ser SSTO. Pero eso, me suena a onanismo mental de Elon…

    3. ¿Y un SuperHeavy? ¿Cuánto podría poner en órbita ese booster sin las 1.200 tm a plena carga de la Starship encima? Incluyendo un escudo térmico y combustible para aterrizar decentemente.

  10. OT:
    sobre la noticia del momento:
    desaparece Virgin Orbit, inviable financieramente,
    y se queda fuera del camino de los lanzamientos espaciales,
    triste por la gente que trabajo allí
    con todo su empeño en la resolución de problemas de ingeniería y de tecnología

      1. Virgin Orbit proporciona servicios de lanzamiento,
        tal vez van todo, servicios de lanzamiento de satélites y de turismo.
        lo que si leo es que cesa operaciones y que despedirá al 90% de su personal.

        1. Son compañías independientes Virgin Orbit que quiebra y Virgin Galactic (turismo suborbital) que de momento tiene buen cash para algunos años más…

      2. en principio son dos empresas distintas la que ha dicho adios es la de lanzamientos desde el 747 la otra la de turismo espacial le queda dinero para un año como mucho si no empiezan a producir ingresos.

  11. Gran entrada, como siempre Daniel.

    Seria un logro si consiguen crean prototipo funcional. He mirado el articulo del X-33, y me he acordado de todos los desafíos que tuvieron que afrontar en ese proyecto; esperemos que Korona los pueda solventar.

    Saludos

  12. Super interesante y muy sugerente artículo. Ojalá que lleguen a buen puerto.

    Me queda una duda. Cuando dices «emplearía hidrógeno al ser el combustible químico no tóxico más eficiente (los compuestos de flúor son mejores que el hidrógeno, pero resultan demasiado peligrosos)». Según tengo entendido, el flúor (en estado puro, líquido, no como compuesto) se usa como oxidante y se seguiría usando en cualquier caso Hidrogeno (u otros combutibles), no? Es decir, se susituiría el oxigeno líquido por flúor líquido, ¿es correcto, o te refieres a combustibes que son compuestos de flúor? Es un tema muy interesante.A lo mejor y lo ha stratado antes.

    Saludos y gracias.

    1. Sí, cierto, Enrique, no quería entrar a matizar el tema de combustible y oxidante, pero ciertamente queda confuso. Lo he modificado para que no sea tan raro (por cierto, lo ideal es usar una mezcla de flúor con oxígeno, FLOX).

    2. Supongo que Daniel se refería a que la combinación de hidrógeno líquido y el flúor líquido genera un impulso específico mayor que la combinación de hidrógeno y oxígeno líquidos (un máximo teórico 714 segundos frente a 450), pero tiene el pequeño inconveniente de que el resultado de esa combinación no es el inofensivo vapor de agua, sino el altamente peligroso ácido fluorídrico. De usar esa combinación, a los que estuvieran cerca de la zona de despegue les vendrían bien unos trajes aislantes y un equipo de respiración autónoma, porque este ácido es un magnífico disolvente que, por cierto, reacciona violentamente con el agua.

        1. Supongo que el peligro de enviar flúor líquido desde tierra no compensa, por el riesgo en caso de accidente.

          A lo mejor, si en un futuro se lanzan vehículos desde mundos sin atmósfera como la Luna, la cosa cuaja (siempre y cuando el flúor esté disponible allí)

      1. Hola Hilario.
        Si bien es cierto que la combinación H2-F2 da impulsos específicos aún más altos que la H2-O2, la diferencia no es tan elevada
        Saludos

        1. Cierto. Y el riesgo no compensa.

          Ese empuje específico también lo puedes alcanzar con un motor térmico de fisión que use metano como masa de reacción.

  13. Una quimera más. Empeñarse en llegar a orbitar sin liberarse de masa de cohete usando combustión me parece utópico. No sé cómo consiguen financiación este tipo de proyectos. Supongo que con dotes de persuasión, aprovechando la credulidad de políticos o magnates que creen ganar poder con un logro espectacular.

    Yo, puestos a buscar logros espectaculares, propondría invertir en investigar sistemas de lanzamiento que no requieran combustión, por ejemplo con energía solar.

    Como ocurrencia, pensando que así como la luz es capaz de liberar electrones de su atracción por el núcleo, quizá se podría usar la luz solar para liberar de la gravedad terrestre una nave de baja densidad. Por ejemplo:
    Un globo de aire caliente muy plano, en cuya cara superior el sol caliente el aire interior. Ascendería primero por flotación y luego, a la máxima altura a que pudiera flotar, se impulsaría por reacción expulsando aire muy caliente. No espero que sea viable, pero pensar en ese sentido es más barato que invertir en quimeras como SSTOs de combustión.

      1. Creo que Daniel tendría que aclarar si la noticia del 29 de marzo que Rafael refiere es un hecho posterior a lo explicado el 23 de marzo en la entrada que citas Pochi o es una mala interpretación del periodista que la redactó.

        Yo dudo mucho de que los Kazajos impidan usar a Rusia el cosmodromo de Baikonur (por el momento… ) Las «operaciones» que puedan desatar son de temer.

      2. Yo creo también después de ojearlo mejor, que debe ser una mala interpretación de astrobitácora. Aunque sigo bastante a astrobitácora porque toca más temas sobre astronomía y el Universo en general y Alex Rivero es un verdadero capo. Ahora, en cohetería, a Daniel nadie le hace sombra.🙂.

        Gracias Pochi por la aclaración. Sienpre mejorando los contenidos. Igual, habría que ver si hay alguna novedad sobre el tema que se nos está escapando a todos.

        Entre tantas idas y venidas entre Roscosmos, Europa, EEUU y ahora Kazajistán se podría hacer una gran novela de intrigas político-espaciales.
        Rusia aporta permanentemente material como para hacer un Best-seller.

          1. Rusia es una máquina de fabricar situaciones político-espaciales. Con todo el material que tienen, si se dedicaran a la industria de escribir novelas, generarían ingresos como para financiar un verdadero programa Espacial🙂.

    1. No, no es así ni mucho menos, ha embargado un parte, de facto, en desuso que no influye en las operaciones espaciales, que además… puede realizar desde Pleseks, aunque a la ISS lo tendrían peor.

      Pero vamos, que no es para tanto ni mucho menos.

      1. Para el único pais que todo eso no es un powerpoint ahora mismo es para EEUU, los chinos están a 1 década de tener un cohete clase nova reutilizable, EEUU esta a 1o 2 años máximo.

        Con la SS marte es mas que razonable, los yankees no dejaran pasar la oportunidad de ser los primeros en llegar a otro planeta.

        1. Con el tema de la luna van a estar entretenidos y sin dinero y con retrasos 20 años, por lo menos. Por muy barato que salga el trayecto con la Starship.

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