Si parpadeas te lo pierdes. Mientras el mundo intenta imitar al Falcon 9 de SpaceX como el paradigma de los lanzadores orbitales, la empresa de Elon Musk intenta introducir un nuevo estándar: la Starship, un sistema de lanzamiento totalmente reutilizable. Por supuesto, varias empresas también se han sumado a esta nueva carrera por conseguir el lanzador orbital definitivo. En Estados Unidos destacan dos compañías: Stoke Space y Blue Origin. SpaceX ha demostrado que es posible reutilizar una primera etapa de un lanzador orbital de forma rutinaria, pero el verdadero desafío es la segunda etapa. Una segunda etapa totalmente reutilizable debe poseer un escudo térmico para sobrevivir a la reentrada y motores que deben funcionar tanto en el vacío como en la atmósfera, especialmente si aterriza verticalmente para ser recuperada. Starship usará un escudo térmico tradicional formado por losetas de cerámica, una versión simplificada del escudo del shuttle. Aunque más sencillo que el de la lanzadera espacial, requiere mantenimiento y todavía debe demostrar su fiabilidad.
En cuanto a los motores, ¿cómo garantizar su eficiencia en el vacío y en la atmósfera al mismo tiempo? Starship usa, como todos sabemos, tres motores Raptor con toberas para nivel del mar y otros tres —próximamente seis— Raptor de vacío. El problema es que no es posible optimizar las prestaciones para los regímenes intermedios de presiones atmosféricas. ¿Hay alguna otra manera de abordar los problemas de la reutilización de una segunda etapa? Pues sí. Stoke Space Technologies cree tener la solución. Stoke Space, una empresa fundada en 2019 por Andy Lapsa y Tom Feldman, antiguos empleados de Blue Origin, propone un lanzador orbital, por ahora sin nombre, totalmente reutilizable de unos 30 metros de longitud y 3,7 metros de diámetro máximo con una primera etapa que emplea metano (gas natural) y una segunda etapa a base de hidrógeno (criogénica). La primera etapa, que aterrizará como un Falcon 9 en tierra o en barcazas/plataformas/barcos, dispone de siete motores. Con el fin de garantizar la reutilización de la segunda etapa, Stoke empleará un curioso —que no novedoso— escudo térmico metálico refrigerado por los propios propelentes criogénicos de la nave, una técnica que evita añadir losetas térmicas o escudos de ablación y, por tanto, asegura una rápida reutilización del vehiculo (gracias a este sistema la segunda etapa aterrizará con una temperatura externa muy baja, mientras que el shuttle o la Starship tendrán que disipar el calor absorbido por las losetas cerámicas durante la reentrada). Es decir, la segunda etapa reentrará como si fuera una cápsula, con el escudo por delante. El escudo está ligeramente inclinado para garantizar una orientación correcta del vehículo durante la reentrada. La cofia forma parte de la segunda etapa siguiendo un diseño que recuerda al Neutron de Rocket Lab.
En cuanto a la propulsión, la segunda etapa incorpora 30 propulsores de hidrógeno dispuestos alrededor del escudo térmico metálico central para formar un aerospike. El control del vehículo durante el descenso y aterrizaje se asegurará regulando el empuje de estos propulsores. En el centro del escudo está situado el escape de las turbobombas de los propulsores para ayudar a que se forme el aerospike. Recordemos que este sistema garantiza la eficiencia de un propulsor en cualquier rango de presiones atmosféricas y, aunque se ha propuesto en numerosas ocasiones, nunca hemos visto un aerospike operativo. Quizá ahora ha llegado el momento. Uno de los problemas del aerospike es, precisamente, la refrigeración, pero, como hemos visto, la segunda etapa usa sus propelentes criogénicos para enfriar el escudo térmico, que también sirve de elemento central del aerospike. Y es que, como la Starship, la segunda etapa estará fabricada en acero inoxidable. Pero, a diferencia, de la Starship, esta etapa realizará la reentrada, descenderá y aterrizará con el escudo térmico siempre al frente, evitando la necesidad de llevar a cabo complejas maniobras. El lanzador de Stoke despegará desde la rampa SLC-14 de Cabo Cañaveral (la antigua rampa destinada a las misiones Mercury). Antes de eso, la empresa quiere introducir un demostrador de despegue y aterrizaje vertical para la segunda etapa.
El uso de aerospike en una segunda etapa reutilizable de este tipo aparece de forma natural si uno impone el requisito de disponer de un escudo térmico trasero, así que es normal que otra empresa se esté pensando incorporar un aerospike a su segunda etapa. Hablamos, claro está, del lanzador New Glenn de Blue Origin. Aunque en principio el New Glenn es una especie de Falcon 9 supervitaminado que emplea, como el lanzador de Stoke, metano en la primera etapa e hidrógeno en la segunda, la empresa de Jeff Bezos lleva varios años intentando mejorar su lanzador con una segunda etapa reutilizable dentro del Proyecto Jarvis (aunque no hay confirmación oficial de que este sea su nombre). Pese a que este proyecto está rodeado de un secretismo que hace que SpaceX parezca la NASA, se supone que Blue Origin está trabajando en una segunda etapa de acero inoxidable tipo Starship, pero no se sabían más detalles. Hasta hace unos días, cuando pudimos conocer una patente de Blue Origin de hace dos años para una segunda etapa del New Glenn con un sistema de propulsión y un escudo térmico prácticamente idéntico al del cohete de Stoke, incluso con el mismo número de propulsores de hidrógeno, treinta, que sustituyen a los dos motores criogénicos BE-3U de la segunda etapa desechable del New Glenn. La patente también menciona un escudo térmico refrigerado y un sistema de aterrizaje, por lo que esta segunda etapa reutilizable sería una especie de segunda etapa de Stoke, pero más grande.
Se desconoce la capacidad que tendrá el New Glenn con esta etapa (en la versión con la segunda etapa desechable podrá colocar 45 toneladas en LEO) o si estamos hablando de planes sólidos o de simples propuestas. Por su parte, a Stoke Space todavía le queda un largo camino por recorrer en comparación con Blue Origin, sobre todo con respecto al desarrollo de la primera etapa. Pero, más allá del pique entre Blue Origin y Stoke Space, este tipo de segunda etapa reutilizable bien podría ser el futuro estándar para lanzadores más pequeños que Starship. El uso de un escudo térmico es una estrategia más sencilla que recubrir toda una segunda etapa con losetas y permite que el vehículo mantenga la misma orientación durante la reentrada, descenso y aterrizaje. Y si hace falta un escudo térmico tipo cápsula, el empleo de propulsores en disposición anular es una consecuencia lógica. Y una vez que tienes esta disposición, aprovechar el efecto aerospike es la solución más sencilla (la otra es colocar los propulsores en una posición más elevada). Algo me dice que pronto veremos más diseños parecidos a las segundas etapas de los vectores de Stoke Space y el New Glenn.
Referencias:
- https://patentimages.storage.googleapis.com/a7/94/a1/3511e0e360269e/US20230211900A1.pdf
- Stoke Space
Me parece que el lo de un vehículo especial reutilizables de único etapa es una chismeara espacial al estilo de lo del ascenso espacial y similares 😑
El dia que se domine el famoso aerogel se podra hacer un SSTO. Todo depende del avance de los materiales.
Y sino le compramos los fuselajes a «General Products» con agujeros para las toberas y la exclusa. Ya se sabe que el casco de los titerotes es impenetrable.
No tengo esclusas para equivocarme
Jajaja
(Excusado “non petito”…. Aerospike manifiesta!)
¿Que es eso del aerogel? ? ?
Pues será algo como la purpurina de Campanilla pero más incómodo de aplicar.
Se refiere a esos materiales compuestos básicamente de aire y un poquitín minúsculo de «algo» (grafeno, alúmina, sílice, etc…), que les otorga unas apabullantes capacidades aislantes, una resistencia estremecedora y una ligereza asombrosa…
https://es.wikipedia.org/wiki/Aerogel
Por eso comenta Julio que, si se domina la construcción de fuselajes con aerogeles (aunque deban estar recubiertos por algo), se lograría más resistencia que el acero con aproximadamente una milésima del peso (el aerogel de grafeno tiene la densidad más baja jamás lograda en un sólido, de 160 gramos por METRO CÚBICO), y con una capacidad aislante brutal. El Santo Grial estructural para naves espaciales.
Gracias Noel. Muy interesante.
Según el link a wikipedia el aerogel de grafeno lo inventaron los chinos hace unos años.
Ojo….!!!!
La marea gravitacional si le entra….😉
Si, me acuerdo que un personaje fue estirado como un Chiclet
Mundo anillo
Genial
Gracias Maestro por esta gran entrada, mencionar también que Stoke Space, la primera etapa de metano utilizará motores FFSC…como los Raptors, desde luego Stoke viene con un potencial increíble…
Yo lo vengo diciendo, desde hace mucho tiempo, Blue Origin, viene con increíbles tecnologías en muchos de sus proyectos, y el New Glenn será el lanzador DEFINITIVO, durante unos cuantos lustros…
Si todo va bien debutará el próximo año, y para 2026-27 será el primer cohete 100% reutilizable de la Historia…
Veremos…
JUUAAASSS que risas! Como que hace 6 años que lo vienes diciendo no? «el año que viene vuela» pasa un año y «el año que viene vuela» y pasa otro año y «el año que viene vuela»….
Acepta que hasta los chinos han puesto un cohete de metano en la mitad de tiempo que Blue Origin y eso que nada de lo que han hecho vuelva, por que ni los motores para el Vulcan funcionan sin estallar.
El año que viene al menos cambia la frase, digo para variar, sino vamos a pensar que el nivel de autismo es alto.
Juasss, que risas!!!
No sé de donde sacas, los 10 millones, eso solo cuesta cada segunda etapa desechable, las cifras más óptimistas hablan de que cada vuelo de un Falcon 9 a SpaceX le cuesta sobre los 25 millones de dólares…
No se sabe exactamente, pero si es ese el coste, entonces el beneficio es del 100% en cada lanzamiento.
Y llevan así años.
Erick, tengo curiosidad de saber porque confias tanto en Blue Origin y defiendes tanto su trabajo (o sus power points) si después de 23 años lo único que han conseguido es lanzar el New Shepard unas 20 veces, 3 motores BE-4 y presionar al congreso para que les de el contrato del HLS.
De verdad piensas que el New Glenn será el primer cohete 100% reutilizable de la historia? Llevan muchos años retrasándolo y sin nada que mostrar más allá de fábricas muy bonitas, sabes tu algo que los demás no para estar tan confiado de su éxito?
Me resulta interesante que seas tan crítico con SpaceX, sobre todo con Starship, y en cambio a New Glenn lo ves como el cohete definitivo, cuando ni siquiera suponiendo que les salga todo bien, no va a ser superior en ningún sentido a la Starship. Entiendo que consideras Starship un proyecto sin sentido, y todo lo de Marte una locura de un billonario, pero me parece muy osado pensar que alguien (y más aún BO) va a superar a SpaceX en construir el primer cohete 100% reutilizable cuando, 8 años después, aún nadie recupera ni reutiliza los cohetes como lo hace SpaceX.
Y agrego el New Glenn nacerá lisiado porque no tiene una 2da etapa reutilizable, sin ello, no puede competir en precios y costos de lanzamiento con SpaceX, ni con los Falcon9, ni con el Falcon Heavy ni por asomo con la Starship. Al día de hoy los Falcon9 se lanzan por 10millónes de lechugas y pueden bajar aún más (target +-7) además tienen primeras etápas de sobra para eso.
Solo como bien dices tirando de politiqueo y corrupción galopante es que se pueden hacer un lugar y apenas será con Defensa y NASA useña porque para los comerciales, difícil le veo.
Politiqueo como cuando SpaceX demando a la NASA, a la USAF, (o cuando mintió con la oferta de la Lunarship para Artemis, y su coste) mira y sobre LandSpace, mira el perfil del cohete, y su motor nada que ver con lo que propone el New Glenn…
No tienes ni idea de los plazos de Blue, ni de cuando empezarón a meter pasta de verdad en el proyecto New Glenn…
Que cuando este listo y si consigue ser 100% reutilizable, dejará todo lo demás obsoleto…
– Que yo sepa SpaceX demando a la Fuerza Aérea porque otorgo muy jugosos contratos a sus rivales (Blue Origin y al “Old SpaceX” ), y nada a SpaceX. Porqué negó fondos para ayudar a desarrollar la Starship mientras la Fuerza Aérea sí que fue muy generosa con las inversiones iniciales en el cohetes nuevos de Boeing Co y Lockheed Martin Corp (ULA) y a Blue Origin. Según la Fuerza Aérea la justificación era que “la Starship representaba riesgo para las cargas de seguridad nacional”. Sabemos todos que los contratos de seguridad nacional representan una fuente de ingresos enorme.
– El contrato del HLS lo gano limpiamente, a pesa de la demanda de Blue Origin que retraso la adjudicación del contrato por significativo tiempo. Es un contrato a precio fijo y le van pagando a medida que vaya logrando los hitos. ¿por que no adjudicar el HLA a la MoonShip si SpaceX tiene todos los méritos?
– No, no tenemos ni idea de los plazos de Blue Origin, por extremo hermetismo:
o van retrasados o su cohete tiene pintura de invisibilidad.
“cuando (el New Glenn) este listo y si consigue ser 100% reutilizable , dejará todo lo demás obsoleto…”:
cuando lo haga (en el futuro; no existe en el presente), mientras tanto SpaceX es lo que hay, el Super Heavy y la Starship se pueden palpar y todo el mundo se emociona con sus pruebas.
Emoción que genera Blue Origin, nada, solo el sueño de que haga realidad lo que tanto dicen.
tal vez si te abren el espacio en el blog otra vez nos cuentes de los avances que nadie ve por el momento.
Creo que el coste total de lanzar un F9R para SpX es de unos 25 millones:
– El coste marginal del hardware es de unos 15 millones de dólares, pero hay que añadir la amortización del coste de desarrollo (suponiendo que a estas alturas aún no esté amortizado). Total unos 28 millones según dijo un directivo de SpX hace años, cuando las etapas sólo se reutilizaban 6 veces. En la actualidad se reutilizan muchas más veces, por lo que el coste puede haberse reducido un poco hasta ~25 millones.
Además sabemos que SpX ha modificado el Merlin Vac (el único motor desechable en un F9R) para reducir más su coste, y que sigue considerando la reducción de costes como un imperativo organizacional.
La Fé de un blueoriginita siempre es mas poderosa que la de un spacexita.
Joan, el New Glenn, será el cohete más versatil, del Mundo para 2024, si logra despegar, un cohete que ni China tiene en la actualidad, no sé de que hablas…
“..un cohete que ni China tiene en la actualidad..”
ja ja ja..: me late que es un cohete que ni tiene aun Blue Origin.
Pero tienes algún argumento para, no solo ponerlo por delante de la Starship, sino de todo lo demás? Has visto algo que el resto no del New Glenn?
Dices que no sabes de qué hablo, simplemente te pregunto si aparte de tu fe inquebrantable en BO, tienes algo que aportar para que los que no tenemos esta fe podamos compartir tu entusiasmo.
Que la mayoría nos encantaría que New Glenn fuera una bestia de cohete y que BO le haga la competencia a SpX, pero hasta ahora, ni siendo generosos entran en el Top 3 de compañías estadounidenses (SpaceX, ULA, Rocketlab), y el discurso de ya veréis con el New Glenn lo llevas repitiendo tanto tiempo que, o nos das algo más, o es normal que estés tú solo defendiendo esto.
Sin acritud, de verdad piensas que BO, que no ha puesto nada en órbita aún, que el New Shepard lo lanzan 3 veces al año con suerte, y que no producen ni un motor al mes, va a solucionar el santo grial de la cohetería (reutilización total) antes y mejor que SpaceX?
Que ha lanzado más de 200 veces seguidas con éxito, recuperado más de 200 primeras etapas, llevan 40 astronautas en órbita, han desplegado y gestionan la mayor flota de satélites del mundo, construyen un Raptor al día y encima tienen varios prototipos preparados de la Starship con casi todo el desarrollo hecho y listos para empezar a lanzarla cada pocos meses.
Me gustaría simplemente que en lugar de repetir lo bueno que será el New Glenn y decir que esperemos, nos argumentaras un poco porque lo crees.
Si tienen como objetivo una segunda etapa con motores aerospike, ciertamente dudo mucho que en 2024 (ni 2025) estén listos para lanzar el vector completo. Y más con el historial de aplazamientos de BO.
Algún día…. que gracioso, buen chiste.
Stoke se está posicionando como la nueva empresa molongui por encima de Relativity, Blue y Rocket Lab.
Me da un poco de cosica que ahora Blue no vaya a demandar a Stoke diciendo que la patente les pertenece y que este concepto lo desarrollaron cuando los fundadores de Stoke trabajaban en Blue. Pero no seamos mal pensados.
Por otro lado, viendo el documental sobre Stoke de Everyday Astronaut, flipé con que quieren hacer un full flow staged combustion de metano para la primera etapa. Me parece un poco excesivo para una startup pretender fabricar el santo grial de segunda etapa y liarse a fabricar también el santo grial de los motores tradicionales para primera etapa.
Si les funciona, parece que han apostado por la arquitectura definitiva. Pero conseguirá ser la más operacional? La simplicidad de SpaceX aplicada al F9 y luego a la Starship ha dado al cohete más eficiente de la história hasta la fecha.
De Blue, espero con muchas ganas al new Glenn en la rampa. Y más adelante, un autobús espacial a lomos del New Glenn.
Si por autobus espacial, sobre el New Glenn te refieres a una nave alada, tipo Dream Chaser, vitaminada, a mí también me pone mucho esa idea…
O una segunda etapa reutilizable aerospike con capacidad para 12 pasajeros que también puede aterrizar en la Luna…
– El proyecto Jarvis, la patente, el new Sheppard que aterriza en vertical, la primera etapa del new glenn que aterriza en vertical… yo pondría mis dineros en aterrizaje vertical.
Hacer una aerospike con el escudo en el medio, no es una idea muy original que se diga, desde los 60s que se vendían libros para colorear con esos bonitos dibujos, prometiendo que en los 80s era lo que volaría.
Y desde los 80s han pasado 40 años y lo único que vuela con aerospike son los misiles ruso-indües BRAHMOS y esos no van a órbita.
Lo importante no es la idea sino ponerla en práctica.
Brahmos no usa aerospike. Creo que usa Ramjet.
Saludos.
A ver Tacuster, sabes que el aterrizaje vértical de primera etapas, y el FFSC también son ideas de los 60s verdad?
Por si te crees que SpaceX inventó algo de eso…
Tu si que compras lo obtuso por kilo!
Todas esas ideas de los 60s ninguna fue llevada a la práctica, PRACTICA esa, que es la enorme diferencia con SpaceX, ellos dejaron las bonitas ilustraciones y powerpoint chulos, para hacer volar y aterrizar cohetes.
Mientras tanto de BO lo único que sacan son powerpoints y retrazos, desde hace 23 años. Diga que Mr Cachas tiene dinero para gastar en chulerías, que sino….
Que yo sepa el primero que trajo esas ideas a la «vida real» de alguna manera fue el DC-X
pero…¿podra la cofia ser modificada para varios tipos de carga? (como cualquier cohete actual… que tienen diferentes tipos de tamaño para distintas cargas) …en especial el diametro…
¿afectara esto al «balance» creado por el escudo termico durante la reentrada?
¿como afecta esto a mi querido conurbano?
«…3,7 metros de diámetro máximo…» supongo que eso es el diametro de la primera etapa, y de la segunda…pero sigue siendo «delgado»
…el diametro «agrandado» del falcon 9 es 5 metros y pico
Cohete mediano parecido el Neutrón. Comparable al Soyuz, quizás algo mayor.
Un segmento donde puedes lanzar digamos un 80% de las cargas orbitales con instalaciones modestas. Es un buen nicho.
No me creo este concepto. Sin superficies de control no aciertas en la plataforma de aterrizaje re-entrando desde la órbita, si vas a aterrizar en un desierto a ver qué patas le ponen. No me creo que no necesites escudo térmico al menos en uno de los lados de la etapa superior. Me cuesta creer que sean capaces de hacer aterrizaje vertical con empuje diferencial. La respuesta del control sería muchísimo más lenta que con toberas de control vectorial. Vamos que en mi opinión esto es un PowerPoint 10 de 10.
Díselo a los pilotos de drones de FPV. Con 30 propulsores eres mucho más preciso que con superficies aerodinámicas.
¿No crees que puede ser distinto hacer empuje diferencial en un dron que en un motor cohete? ¿A lo mejor el tiempo de respuesta de un motor eléctrico con una hélice es mucho menor que el de una turbobomba alimentando una cámara de combustión?
Cierto, pero son muchos motores pequeños, con bombas que (supongo) son más fáciles de acelerar. Frenar el empuje siempre es fácil.
Me parece bastante razonable. Para controlar un dron, si no quieres hacer piruetas, juegas con variaciones de empuje muy pequeñas. Además un cohete tiene mucha inercia, con lo que puedes jugar más lento.
Trabajando con drones VTOL (aviones de despegue vertical), la parte de multicóptero es muy precisa, y la parte de ala fija con superficies de control siempre es mucho más lenta y lleva mucha más inercia. Pero es mucho más eficiente.
Como ha explicado Enrique más abajo, seguramente los treinta motores comparten las turbobombas, y el empuje diferencial se consigue solo mediante válvulas, haciendo muy rápida la respuesta del motor. Si esto es así, puede que sea un sistema tan efectivo como el tradicional gimbal de los motores (tvc).
El control aerodinamico es muy lento e impreciso. Por eso los misiles actuales traen control vectorial. ¿no has visto como salen del tubo de lanzamiento, se ponen horizontales, se orientan y encienden los motores principales. El posicionamiento es con control vectorial. El control vectorial permite desde hace 40 años o mas, que un misil aire-aire sea disparado por el que va adelante para derribar al que va detras.
No entiendo si me estás intentando corregir o dar la razón…
¿Estás proponiendo que el vehículo utilice los motores para corregir la posición durante la re-entrada? No creo que nadie proponga llevar los motores encendidos toda la re-entrada porque eso gasta mucho combustible (peso). Así que para reducir la elipse de incertidumbre del aterrizaje necesitas control aerodinámico si quieres aterrizar en una diana como hace SpaceX.
El que no tiene empuje vectorial es esta propuesta de segunda etapa. De eso me estoy quejando, de que (por ahora) no muestra ni empuje vectorial ni superficies aerodinámicas.
Estimado amago, mirate los videos en youtube del Delta Clipper de la extinta McDonnell Douglas y su demostrador a escala el DC-X que voló y aterrizó varias veces usando control por propulsores. Todo tecnología de los 80s construido en los 90s, hace unos buenos 25años.
El perfil operacional, era despegar vertical, ir a órbita, tomarse unos mojitos, volver con la punta por delante (con un escudo pequeñito en la punta) y voltearse como la Starship, para aterrizar verticalmente, SIN UNA PUTHA ALA NI ALERON DE NADA, todo a propulsores.
TACuster, el DC-X utilizaba gimbal de los motores para controlar el aterrizaje vertical, no empuje diferencial. ¿O no es así?
Ambos, como dije, mirate los videos: https://youtu.be/AC1wgWi9WWU?t=159
El empuje diferencial es rapidísimo. Al ser muchos motores, las cámaras son muy pequeñas y por tanto se presurizan o despresurizan en fracciones de segundo. Además, la turbobomba siempre funciona a un caudal más o menos fijo y es la valvulería la que aumenta o disminuye la carga compensando la ingesta de combustible/oxidante en dichas turbobombas, de forma que las cámaras reciben caudal super-deprisa. Es muchísimo más rápido y menos variable con el régimen de velocidad que la aerodinámica. Es como cuando uno ve los tests de los motores draco de la Dragon. No creas que reaccionan tan deprisa por que son «pressure feed». Con turbobomba son igual de rápidos, o al menos puedes conseguir que sean igual de rápidos.
¿Es complicado? Sí lo es. ¿Pero es factible? Sí lo es.
Saludos.
Es probable que tengas razón… Pero francamente, hasta que no vea aterrizar el aerospike en vertical tendré dudas de lo fácil o difícil que se controla.
completamente reutilizable quedaría por ahí de 35t el Blue Origin… esta bastante bien! mas que el Shuttle y con una segunda etapa bastante reutilizable.
Desde 2020 sigo Stoke Space y su metodología me parece inclusive mejor que Starship, y más escalable.
Esta competición de metodologias Aerospike (BlueOrigin/Stoke) vs belly flip (Space X) dará mucho de que cortar tela por las próximas dos decadas.
Opino lo mismo.
Spacex ha sido el primero y lo será también con el Starship reutilizable, pero los mejores serán los que vengan detrás con vehículos mucho más depurados y eficientes aprovechando la inspiración de Spacex.
Recordar que dentro de los Venture Capital, que hay detrás de Stoke, está el mismísimo Bill Gates, así que parece que tendrán buen colchon, para luchar por este cohete tan competitivo que tienen entre manos…
Veremos…
Bueno, eso será si el bueno de Bill cree que es rentable porque si no, sacará de ahí debajo el colchón.
Bezos y Musk ponen el colchón arriesgando mucho más porque son sus criaturas, pero para Gates sólo es una inversión más y no la sostendrá más allá del momento en el que piense que no le va a ser rentable.
Este concepto de Stoke esta muy bueno. Si funciona se podria escalar hasta el tamaño de la Starship. Es mas sencillo. No me extrañaria que Musk cambiara a esta solucion, de ese modo desapareceria el problema de las losetas.
Espero que esta gente de Stoke y Blue Origen se mueva, porque esta visto que no alcanza con tener ideas y dinero, hay que *querer* hacer las cosas e iterar rapidamente y aprender de los errores antes que alcanzar soluciones via magistral diseño teorico como acostumbra old space, que teme el escacharre y las explosiones.
Esos motores de hidrogeno se ven muy futuristas. Pena que no hacen todo de metano.
Hidrógeno para un segunda etapa? Qué puede salir mal?
Pues como que el paseo será bien cortito porque si tienen que llevar todo el tinglado para mantener el hidrógeno fresco lo que se dice frío a órbita, pues ni me lo creo.
O aún peor unos tanques que resuelvan la presión a -110º C tienen su complejidad y peso mucho peso, pero a temperatura en la órbita y expuesto al Sol, pues ni modo.
En definitiva olvidate de un perfil operacional con viajes a la Luna ó amarre por meses a la ISS, que si el H2 se calienta, se filtra y KABOOOM a lo grande, como el tanque de la Centauro de ULA.
El Aerospike en el culo no es ninguna novedad, que más de uno de esos bonitos libros de los 60s (del siglo pasado, chaval) ya tenían ideas de esas, lo que si enfriar el escudo es otra novedad, tengo idea de que lo han intentado pero mi memoria me falla, tendré que googlearlo, intentado y fallao por supu.
Mientras tanto hagamos un brindis al Sol, por este bonito powepoint.
Pues tirando de física de instituto el que la segunda etapa sea muy rechoncha les permitirá ahorrar mucha masa en los depósitos de hidrógeno.
Si le sumamos la eficiencia del hidrógeno con su alto ISP, la refrigeración activa y el aerospike me da la impresión de que las cuentas salen.
Y que haces con la presión del H2 cuando intente volver a su temperatura natural?
Ya reventó una nave y se salvaron por muy poco, gracias a ese gafe.
Digo y re digo, para dar una vueltita por órbita baja, sirve si, sin dudas.
Para largos viajes… pues se complica.
Ademas el H ocupa mas volumen y es mas caro de mantener
Entiendo tu preocupación, pero ten en cuenta que esta gente pretende hacer de hidrógeno el motor del Lander lunar. Si creen que pueden mantener el tanque de hidrógeno de aquí a la luna en una misión de 30 días… Pues una segunda etapa les debe parecer mucho más fácil…
Bien lo has dicho, «pretende» que el camino al cielo está empedrado de buenas intenciones.
Cuando vuele me lo creeré, porque de estos hay un montón de empresas enterradas bajo tierra.
Curiosa manera de eludir el escudo térmico..
Supongo que tiene sus inconvenientes. Empezando por el hidrógeno, con el que no es fácil de tratar, y acabando por el control en el descenso: no veo que consigan aterrizarlo en un barco, lo que limitaría sus prestaciones finales.
Pero obviamente supone simplificar la recuperación y reutilizacion de la segunda etapa.
Una segunda etapa con aerospikes es una idea original y que puede dar buen resultado al ahorrarte un pesado escudo térmico que envuelva toda la etapa.
Hacer una segunda etapa de hidrógeno es una idea arriesgada, puesto que el hidrógeno tiene una molesta tendencia a infiltrarse en los materiales que toca y el ciclo enfriamiento-calentamiento desgasta los materiales cosa mala.
¿Está esto al alcance de Blue Origin? Sí.
¿Está esto al alcance de Stoke Space? Me gustaría creerlo pero me temo que no.
Por último, la combinación aerospikes+hidrógeno tiene una gran ventaja: es una excelente combinación para desarrollar un SSTO. ¿Será este el primer paso de un SSTO? ¿Es esa su idea?
Tiempos interesantes se avecinan.
Trabajar con hidrógeno es obtener temperaturas más altas en los materiales del motor. Y uno de los problemas de la arquitectura aerospike, es que se produce mucho calor en el cuello interno del motor antes de la expulsión de los gases.Si a eso le añadimos la mayor complejidad del motor de ciclo cerrado, y dado que empresas como Space-X se tropiezan con motores tradicionales, pues se me antoja muy complicado que consigan llegar a buen puerto los de Stoke Space. Pero ojalá esté totalemente equicocado.
PS. No tengo ni idea de estos temas, pero a veces recuerdo cosas de vídeos que veo en Youtube que entiendo muy poco.
Muchas gracias Daniel por el artículo.
Tenía mucha ganas de que nos hablases de Stoke Space y de su interesantísima propuesta.
Muy interesante la entrada y los comentarios (se ve que hay nivel).
Esta frase no sé si tiene errata…
“ Pese a que este proyecto está rodeado de un secretismo que hace que SpaceX parezca la NASA, se supone que Blue Origin está trabajando en una segunda etapa de acero inoxidable tipo Starship y no se sabían más detalles. Hasta hace…… ”
¿El proyecto al que te refieres no es jarvis de BO? Igual no lo he entendido bien. Space X para mi era “la nueva NASA” aunque leyendo el blog se ajusta mejor a que es el new space…todo a la vista… todo copiable?
Respecto a lo de las patentes no sé qué sentido tienen hoy día si el paradigma es “hacer buenas copias”. No creo que BO pueda o deba denunciar a Stoke bajo este nuevo escenario competitivo.
S2.
¿Cómo puede ser que antes de poner nada en órbita, en Blue Origin estén trabajando en recuperar la segunda etapa?
Este nivel de osadía no lo tuvo ni Elon. En el Falcon 1 y primeras versiones del F9 llevaban paracaídas para la primera etapa, pero no creo que nadie en su sano juicio pensase en recuperar la segunda.
Llevan 23 años con la cantinela de la tortuga contra la liebre y ahora van a intentar dar un salto que ni la liebre más loca intentaría? Me sacaré el sombrero si lo consiguen, pero creo que deberían centrarse primero en poner algo en órbita, luego ya pensar en ir recuperando las etapas, pero esto que están haciendo no tiene ningún sentido y durará hasta que Bezos se canse de palmar pasta en un sueño que le queda demasiado grande.
Son dos enfoques empresariales diferentes.
Por un lado El Profeta Elon necesita su perfil mediático alto no solo porque es bocazas (que lo es) sino también porque tiene que llamar la atención de inversionistas y mostrarle al gobierno que el dinero invertido en SpaceX es dinero bien aprovechado.
Mientras que Mr Cachas Bezos, tiene de donde financiarse a si mismo y poco y nada de inversionistas externo (ó al menos eso el pensaba, porque ha tenido que tirar para ese lado) sabiendo que SpaceX le lleva ventaja y mucha, pues el perfil es más bajo y no necesariamente secretismo, simplemente un departamento de relaciones públicas reducido.
Y cual es la mejor? pues a la vista está cual ha obtenido más logros y lo más importante una buena parte del pastel de lanzamientos. Como bien dices 23 años de estar con el mismo villancico es cansador y poco creíble. Lo vuelvo a repetir los chinos lograron un cohete de metáno desde 0 (sin casi experiencia previa) en solo 6 años, eso dice mucho de como es el ritmo de trabajo de Mr Cachas y sus esclavos.
No puedo esperar a ver estos dos proyectos ser realidad en pleno funcionamiento, que bueno;
con patente o sin ella, sobra decir que China debe estar trabajando en algo parecido, -por no decir igual-.
Desde mi ignorancia en ingeniería aeroespacial no acabo de entender algunas cosas. Entiendo que durante la reentrada debe haber una fase de frenada sólo mediante el escudo térmico antes de que actúen los motores ¿Estos no pueden ser dañados por el calor de la bola de plasma que se genera y si no con la fricción con el aire? ¿Y cuando se encienden los motores no pueden calentar el escudo térmico que tienen justo al lado y que en cambio necesita ser refrigerado por los propelentes al ser de acero y no de materiales refractarios?
En mis elucubraciones de lego en la materia yo siempre he creído que escudo térmico y motores son más bien incompatibles para ir juntos. Así por ejemplo creía que para recuperar una segunda etapa ésta debía tener un escudo térmico por la parte de arriba contraria a los motores, y caer con el escudo por delante y los motores hacia atrás. Y que al final se usaran paracaídas que se abrieran por el lado de los motores y que se cayera en el mar. Creo que hubo planes de recuperar así la primera etapa del Saturno 5.
Desde mi atrevida ignorancia:
1. Las toberas estan preparadas para soportar altas temperaturas. Ademas, si te fijas en los dibujos del pdf linkeado por Daniel, pagina |9|, veras que las toberas estan menos expuestas que las tradicionales, apuntan hacia el centro y en sus laterales se hallan directamente protegidas por el escudo.
2. Las toberas son las que se encargan de que la muy mayor parte de la energia no se descargue sobre el escudo termico que esta al lado. Como pasa con las cocinas: el escape de las hornallas calienta lo que esta directamente arriba aunque templa lo circundante.
3. Separacion de las toberas del escudo en la 2da etapa Stoke: 0º
Separacion en la Dragon: 0º
Separacion en la Starship: 90º
Separacion en las capsulas tradicionales: 180º
Al leer esta entrada he pensado en lo siguiente: ¿Seria posible tener una segunda etapa como una Dragon? Me explico.
La segunda etapa tendría toberas alrededor de la circunferencia de la segunda etapa (al igual que las Dragon) y al fondo un escudo térmico tradicional (o sea de ablación). No haría falta refrigerarlo y se podría usar como propelentes de la segunda etapa el Metalox y simplificar la operativa.
¿Que os parece?
Y te han faltado las patas para posarse en cualquier superficie sin que toque el escudo (y prenda fuego todo el área)
Si mal no recuerdo allá por el 2008, 2009 era algo que SpaceX planeaba hacer, pero les resultó más barato adaptar un Merlin para vacío y desechable el resto de la etapa.
Spacex experimento antes de decantarse por las lozetas termicas con el concepto de transpiration cooling o como se le llamo «regenerative heat shield» con metano y lo abandono siguiendo su filosofia de Best part is no part. No obstante espero que su diseño prospere ya que seria bastante innovador si lo logran.
https://twitter.com/elonmusk/status/1088680182540464128?ref_src=twsrc%5Etfw%7Ctwcamp%5Etweetembed%7Ctwterm%5E1088680182540464128%7Ctwgr%5Edd53980cae7679775c5bbba13ce1ca31a4c93aec%7Ctwcon%5Es1_&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.inverse.com%2Farticle%2F52756-spacex-starship-heat-shield-test-video
En el caso de la Starship, control de la inclinación de la nave (el control de esas «complejas maniobras») lo realiza un software que compensa la orientación de las toberas.
En este otro sistema de «30 propulsores de hidrógeno dispuestos alrededor del escudo térmico metálico central para formar un aerospike. El control del vehículo durante el descenso y aterrizaje se asegurará regulando el empuje de estos propulsores. En el centro del escudo está situado el escape de las turbobombas de los propulsores para ayudar a que se forme el aerospike».
¿Que viabilidad tiene este otro sistema?: de entrada este sistema debe controlar el paso de una inclinación estándar tipo cápsula durante la reentrada, a otra más angulada durante el descenso y a la inclinación vertical definitiva en el aterrizaje.
No parece imposible, pero sí difícil. Esta segunda etapa no podrá rotar sobre su eje de simetría ninguna fracción de arco. Y esos 30 propulsores deberán ir acompasados sin fallar ninguno. En fin, yo este sistema lo encuentro muy difícil de que opere con exito, pero veremos (al fin y al cabo yo estaba convencido de que los españoles de bien íbamos a jubilar al CumFraude Sánchez; sin embargo ahí sigue el tipo: con más jeta que antes).
«Esta segunda etapa no podrá rotar sobre su eje de simetría ninguna fracción de arco». Con que des un ligero ángulo hacia la izquierda a la mitad de propulsores (puede que 1 mísero grado) y el mismo ángulo hacia la izquierda en la otra mitad, colocándolos alternadamente ya tienes capacidad de rotar.
Eso sería correcto si a la vez no estuvieras cambiando la inclinación; pero la cambias.
Entonces el software ha de ser muy preciso y ha de ejercer mini-compensaciones por ángulos de rotación en el eje de simetría en cada uno de los 30 propulsores a la vez que la nave cambia su inclinación (desde horizontal en la reentrada hasta la vertical en el aterrizaje) sin que se desvirtúe el aerospike. Ahí es donde veo la dificultad.
(Del mismo modo la dificultad la tiene CumFraude: sin desvirtuar la democracia en España, por ser el PSOE un partido político constitucionalista como se afirma hoy, ¿cómo va a agradar a los ex-podemitas, los comunistas, los ex-etarras, al pnv y a los in-inde-indepes de izquierda y de derecha?).
«Eso sería correcto si a la vez no estuvieras cambiando la inclinación; pero la cambias.» No, no la cambias. Naturalmente tienes que hacer la maniobra de giro por parejas de propulsores simétricamente colocados, incrementando o disminuyendo el empuje en dicha pareja.
No me entiendes.
Yo digo que el cohete durante toda la maniobra de aterrizaje cambia su inclinación: desde horizontal (antes de abandonar la órbita) hasta vertical en el aterrizaje.
Es cierto que el aerospike es crítico que se mantenga sólo durante la reentrada en la ventana en la que más rozamiento exista con nuestra atmósfera (de unos 80km de altura a unos 40km). En efecto, ya que justo antes de aterrizar los 30 propulsores pueden tomar la configuración que aparece en la primera imagen de esta entrada.
Pero en el momento de mayor rozamiento, el aerospike debe funcionar sin fisuras y ahí veo dos problemas respecto al control de la nave:
– la rotación sobre su eje de simetría: que lo normal no es que quede corregida por estos 30 propulsores sino por micro-propulsores hipergólicos en los laterales de la nave. Y que tendrán que ir acompasados con el cambio de inclinación (para mantener la figura del aerospike).
– el posible fallo de uno o más de esos 30 propulsores. No basta con decir que el resto (de los veintitantos que sí que funcionen) se encargarían de proporcionar el empuje que necesite la nave, sino que estos fallos pueden desvirtuar la configuración del aerospike: ten en cuenta que, tal y como se muestra en los documentos de la patente, cada una de esas 30 mini-toberas está fija (y según lo que yo veo) lo que varía es el flujo que le llega. Un fallo en uno de estos 30 propulsores anularía el flujo en el simétrico y a la vez descompensaría la estabilidad del eje de simetría porque la figura del aerospike se ha de mantener y entonces deben encenderse esos micro-propulsores hipergólicos para estabilizar el giro sobre el eje de simetría inducido por el fallo de las mini-toberas que sean.
En fin, no sé si me he explicado mejor. El símil sería las diferencias en el control automático de un avión y de un helicóptero. El control del avión es más sencillo ya que la actuación sobre un ángulo no afecta al resto. En el helicóptero es más complicado.