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
¿Y la SUSIE de Arianespace?
Gracias Daniel por esta actualizada información.
Creo que se va poniendo buena la carrera por elecciones tecnológicas para rápida reutilización de la etapa superior (con aterrizaje vertical o en pista), que podríamos agrupar grosso modo y salvando que todas son diferentes y únicas:
1. Motores convencionales y losetas ventrales en Starship/Susie con aterrizaje vertical y en pista DreamChaser…
2. Aerospike y escudo inferior en StokeSpace/BlueOrigin, con aterrizaje vertical…
Puse «etapa superior» y no segunda etapa reutilizable, porque entiendo que la SUSIE aunque la llaman la mini-Starship, e incluso podría aterrizar verticalmente como esta en la luna; es una tercera etapa reutilizable, con una pequeña segunda etapa todavía desechable, incluso con los Ariane Nests de primera etapa reutilizable. Y algo similar corre para el DreamChaser.
Un pequeño OFF-TOPIC:
Hilario: ¿has visto el último capítulo (T2-E07) de Star Trek: Strange New Worlds, «Those Old Scientists»?
Por si no lo has visto, no te voy a hacer spoiler del BRUTAL crosover que se han metido con otra buenísima serie del Universo Trek… pero el episodio es la hostia, jajajaja.
😉
No, no he visto la serie todavía. Lo haré cuándo estén todos los episodios. La primera temporada me pareció muy floja. Veremos.
SPOILER : No lo sé, Rick…
https://danielmarin.naukas.com/2021/01/23/midiendo-la-profundidad-del-kraken-mare-de-titan/#comment-517905
😉
Y brutal el casting. Faltó que a Anson Mount se le enrojecieran los ojos a lo Homelander y cartón lleno redondito. Un joven clon de Jonathan Frakes encarnado por Rebecca Romijn rememorando sus días de Mystique habría sido ya la rehostia.
En fija los crossovers del Arrowverse (Arrow + The Flash + Legends of Tomorrow + Supergirl + Batwoman) no han hecho escuela ni nada.
Por cierto, se rumorea que hay una escena post-créditos eliminada (esperemos que la versión Director’s Cut la reincorpore) en la que Oppenheimer despierta 28 días después de lo de Hiroshima gritando como loco all you zombies!
Una entrada espectacular y comentarios espectaculares también. Estaba intentando asimilar las dos anteriores, la de la bomba y la de los cohetes comerciales chinos y me encuentro con esto. Wow. Qué nivel.
Con respecto a todos estos proyectos… pues fenomenal. Pero yo me uno al escepticismo, ¿cuánto resta para poder dominar todas estas tecnologías?
Por otro lado, SpX tiene una churrería de la que sale cada semana (o en menos tiempo) una segunda etapa de un Falcon 9 y encima recuperando las cofias, en ocasiones. Muy buenos tienen que salir los números de la Starship y de cualquier otra propuesta de recuperación de segundas etapas para competir contra eso.
Todo el concepto que aplica en la segunda etapa Stoke Space me parece sumamente interesante, eliminando de cuajo las problemáticas losetas térmicas y esa maniobra de último momento tan espeluznante que realiza la Starship de SpaceX. Ojalá logren sacarlo adelante.
«El buen alumno supera al maestro» dicen los chinos, veremos si este lo es.
Del cohete de Stoke Space, la primera etapa es de aluminio o de acero?
Entiendo que con Jarvis el New Glenn mantendrá la primera etapa de aluminio y segunda de acero. Que ventajas tiene hacer la primera etapa de acero como la Starship? Entiendo que la desventaja es el peso Se supone que siendo de acero es más fácilmente reutizable?
recuerdo que con la Starship se cambio del menos pesado compuesto o fibra de carbono, al Acero, por costo y complejidad. El Acero a pesar de su peso adicional, es el mas barato, y responde mejor al calor y el frío extremos del espacio exterior, tiene mejor comportamiento versus la fatiga del material mejor.
¿que cual es la ventaja del Aluminio?, tengo entendido que el Aluminio es de MAS BAJO PESO y resiste fuerzas, pero no soporta las altas temperaturas que pueden representar el reingreso en la atmósfera terrestre; y ademas manejar dos tipos de material (acero y aluminio) aumenta la complejidad y los costos.
Y si se quiere el material mas resistente esta el poderoso Titanio o sus aleaciones.
Gracias por la respuesta.
El tema costo hay que tenerlo en cuenta pero SpaceX ya ha demostrado que la primera etapa puede ser de aluminio. La duda es que es más conveniente.
Ot : el falcón heavy volverá a volar mañana otra vez a recrearnos con este épico veiculo espacial 🤩
“mañana” en Europa, el lanzamiento es hoy en los EEUU
Pues de momento tendremos que esperar un día más para ver el tercer lanzamiento del «Heavi» este año.
!!!Gran veHiculo!!! Gracias por el recordatorio Falcon Genérale.
🚀🚀🚀😊
Un vídeo sobre motores aerospike que me gustó ver en su momento:
https://youtu.be/D4SaofKCYwo
Creo que está bastante bien explicado.
En enfoque de Stoke es muy interesante. Además, es positivo que surjan tecnologías de reutilización distintas a las de SpX.
Suerte a Blue Origin, que sigue empezando nuevos proyectos sin terminar ninguno de momento. El New Shepard lleva una eternidad parado (y se suponía que sufrió un problema menor).
*****
He recibido un email de SpX: el equipo de Starlink está disponible por 199 €.
Era de esperar la caída del precio del equipo gracias a la producción en masa de terminales de usuario con sofisticadas antenas phased-array. Con miles de satélites operativos, el servicio afianzado y funcionando a nivel global, y un coste cada vez menor, la hipotética competencia lo tiene difícil.
Sin dudas. Pero son todas apariencias. SpaceX esta a punto de caerse jajaja
Por cierto, el administrador de la NASA esta en Argentina. No entendi que demonios esta haciendo aqui. Anda apoyando la hipotesis de «la pluralidad de los mundos habitados», como se decia cuando yo era chico. Dice que vino a firmar acuerdos de cooperacion espacial. ¿?
Argentina es el es el 28.º signatario de los Acuerdos de Artemis, acuerdo firmado el 27 de julio de 2023.
Acá la información oficial al respecto a la visita de Bill Nelson de la NASA a la Argentina…
Argentina firmó los tratados Artemisa, y discutió como profundizar la cooperación espacial con la NASA…
https://www.tvpublica.com.ar/post/la-nasa-quiere-que-la-argentina-sea-socio-en-los-proyectos-espaciales
No es que les interese Argentina como socia… Sino que se acuerdan de ella cuando ven que se acerca demasiado a países «no amigos» de Estados Unidos…
Como en el pasado cuando Argentina vendió varias primeras etapas funcionales del misil a combustible sólido condor 2 a Países Árabes «complicados», para recaudar los fondos necesarios para terminar el desarrollo de dicho misil (parece q solo faltaba terminar el sistema de guiado y control, y algún hardware para la reentrada de la ojiva)…
Cóndor 2 que consumió aprox 600 millones de dólares según las fotos y filtraciones de gente que participó en el proyecto (aprox 400 en el desarrollo de las capacidades de producción e instalaciones de Falda del Carmen semisuterráneas etc. y 200 en el desarrollo del propio misil que estaba muy avanzado)…
Lo cual terminó por hacer sonar alarmas en EEUU, que derivaron en la presión y cierre del proyecto, el paso de las instalaciones a la órbita civil con la creación de la actual agencia espacial (CONAE) hace 30 años, con la contraprestación del desarrollo conjunto de varios satélites y misiones con la NASA donde ella pagaba el lanzamiento en cohetes Norteamericanos (el más emblemático el Sac-D/Acuarius), etc.
Y en la actualidad, entiendo que luego de que hace unos meses varios legisladores y funcionarios norteamericanos volvieran a hacer sonar las alarmas, alertando sobre el acercamiento aeroespacial-militar de Argentina con China (la antena de espacio profundo que hay en la Patagonia y participa de las misiones lunares y marcianas chinas, el casi cerrado acuerdo de compra de aviones de combate, etc)…
Desencadenó la organización de viajes, presiones y acuerdos de varios funcionarios, que comenzaron con la visita de la General Jefa del Comando Sur de sus Fuerzas Armadas, para ofertar entre otras cosas aviones F16 usados (que Dinamarca vende para comprar aviones norteamericanos más modernos), como alternativa a los aviones chinos nuevos…
y terminando con la de Bill Nelson para reflotar la cooperación con la NASA a través de Artemisa, etc…
Repito, no porque les interese Argentina como socio, sino para que por ej. no se asocie a desarrollar Cohetes con fondos Árabes, o aviones de combate con China…
Ojalá Argentina no compre la chatarra usada que Europa vende para rearmarse (que además de vieja, no incluye acceso completo al software de la nave ni a su potencial armamento)… y aceptara la propuesta de Cazas de India, que incluye fabricación local de piezas, con acceso total al software y al potencial armamento que cargue, no solo indio sino de cualquier otro fabricante…
Y esto no tanto porque me interesen los aviones de combate indios, sino porque su fabricante: HAL Industries, es el mismo que hace los motores y mayoría de los componentes de cohetes de la India, lo cual sí sería una asociación muy interesante para acelerar el proyecto de lanzador Tronador 2 argentino…
China no es diferente a los EEUU,
cuidan sus propios intereses, buscan es su posicionamiento geo-político,
en este caso cuando se trata del nuevo campo de batalla: el espacio.
así que si el colonialismo Chino sirve para afianzar lazos con la NASA:
no veo lo malo en eso.
Que no sean diferentes en un aspecto no quiere decir que sean iguales en los restantes.
@JulioSpx:
tienes razón
OFFTOPIC. Hace unos días un funcionario de inteligencia de EEUU ha hecho unas declaraciones bajo juramento que son impresionantes. La paradoja de Fermi ya tiene solución. Estamos siendo visitados por artefactos extraterrestres desde la década de 1930. Más allá de la ciencia ficción nunca creí en hombrecillos verdes. Mi concepto de extraterrestres son sondas alienígenas dotadas de inteligencia artificial. Han tenido miles de millones de años para colonizar el Universo y estos artefactos están por todas partes. En StarTrek los vulcanianos pasan cerca de la Tierra y se desvían y contactan cuando detectan una curvatura espacial. Quizás estas sondas alienígenas inteligentes reaccionan cuando detectan ondas de radio codificadas. A principios del siglo XX el uso de la radio ya era habitual y así se salvaron muchos pasajeros del Titanic. Estas sondas comprobaron la madurez de nuestra civilización y se acercaron a nuestro planeta. La posibilidad de que una especie con una biología muy compleja pueda viajar por el espacio interestelar es prácticamente cero. No obstante con una tecnología lo suficientemente avanzada podría ser posible que sondas inteligentes pudieran sintetizar vida a partir de sus elementos. Podrían sintetizar un caballo, una palmera datilera o a la mismísima Claudia schifer.
La veracidad de esas declaraciones es bastante dudosa.
Decir que es “bastante dudosa” es ser muy generoso y cortés 😁
Parece que pangea aerospace también quiere use la refrigeración del motor como elemento escudo de reentrada.. se nos han copiado 🤪 https://youtu.be/rZK1ASlR9LU
Creo que es relevante hacer notar que Blue Origin, de momento, no ha demostrado prácticamente nada más allá que tiene un multimillonario que lo respalda.
Bezos está vendiendo aproximadamente US$ 1 mil millones en acciones de Amazon cada año para financiar de forma privada Blue Origin para sostener una “competición de egos” con Elon Musk que pierde abrumadoramente.
Recordemos que sus “astronautas” no han llegado ni siquiera a órbita, ni según estándares han rebasado los 100 km de límite del espacio.
No sé quién puede argumentar con seriedad que Blue Origin es hoy por hoy un actor relevante.
Cualquier startup china está demostrando logros superiores en mitad de tiempo a una décima del costo…