El salto del prototipo de cohete reutilizable de Stoke Space

Por Daniel Marín, el 20 septiembre, 2023. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial ✎ 51

Stoke Space es una empresa estadounidense que destaca por su juventud —fue fundada en 2019— y por estar desarrollando un cohete de dos etapas totalmente reutilizable. Por supuesto, la Starship de SpaceX también será totalmente reutilizable, pero se trata de un cohete gigante, mientras que el lanzador de Stoke será relativamente modesto, con capacidad para colocar unas tres toneladas en órbita. Por otro lado, la segunda etapa del lanzador de Stoke —que no tiene nombre propio todavía— usará un escudo térmico refrigerado mediante el hidrógeno de los tanques, evitando así la necesidad de emplear losetas térmicas o escudos de ablación. De este modo se reducirá el mantenimiento tras cada misión y, por tanto, el coste del sistema. Recordemos que el objetivo de Stoke es que el intervalo entre dos lanzamientos del mismo cohete sea inferior a un día.

El salto de 9 metros de Hopper2 de Stoke Space (Stoke Space).

Esta segunda etapa también destaca por usar un sistema de propulsión de tipo aerospike formado por treinta propulsores de hidrógeno (la primera etapa del cohete usará metano). Para probar las tecnologías asociadas a la segunda etapa, el elemento más complejo del futuro lanzador, Stoke ha construido el prototipo Hopper2, que voló por primera vez el pasado 17 de septiembre de 2023. El Hopper2 se elevó unos 9 metros sobre la rampa de prueba a las afueras de la ciudad de Moses Lake, en el estado de Washington. El vuelo duró 15 segundos y sirvió para validar el sistema de navegación y guiado, así como el sistema de propulsión de hidrógeno que incluye la refrigeración de la parte inferior del vehículo (que en el ejemplar de vuelo será el escudo térmico). Previamente, el 12 de septiembre, la empresa realizó un encendido estático con el Hopper2 que fue un éxito. El Hopper2 tiene unas dimensiones similares a la futura segunda etapa de su cohete, de 4 metros de diámetro y 6 metros de altura. El primer Hopper o Hopper SN1 realizó pruebas de carga de propelentes (WDR) y encendidos estáticos a comienzos de este año, pero aparentemente resultó dañado durante la campaña de pruebas y Stoke decidió desecharlo y pasar al Hopper2 o Hopper SN2.

El Hopper2 antes del lanzamiento (Stoke Space).
El Hopper SN1 durante el WDR (derecha) en abril de este año. Ya pasó a mejor vida (Stoke Space).
Encendido estático del Hopper2 (Stoke Space).

Stoke Space quiere diferenciarse de otras empresas del New Space con esta segunda etapa que emplea una tecnología diferente —aunque no sea nueva ni revolucionaria— para garantizar una reutilización total del sistema de lanzamiento. Sin embargo, no es la única, pues Blue Origin podría estar desarrollando una versión del New Glenn similar al cohete de Stoke. A pesar de lo mucho que ha avanzado esta empresa en apenas cuatro años, Stoke todavía está muy lejos de alcanzar la órbita. Y es que todavía tiene que diseñar la primera etapa del cohete, que estará propulsada por siete motores de metano. Empezar a probar la segunda etapa cuando todavía no se ha concretado el diseño de la primera etapa parece una temeridad, pero la empresa esgrime que primero debe depurar las características de la segunda etapa para saber cómo será el resto del vector. De hecho, la segunda etapa podría volar primero como carga útil en otros lanzadores para verificar su idoneidad (los malpensados del lugar afirman que Stoke lo que quiere es vender esta tecnología —o la empresa— a una compañía más grande). Sea como sea, Stoke quiere disponer de su cohete orbital, que despegará desde la rampa SLC-14 de Cabo Cañaveral, en 2025, una fecha claramente demasiado optimista.

Etapas del lanzador Stoke (Stoke Space).
La segunda etapa del lanzador de Stoke aterriza verticalmente. Se aprecia la inclinación del escudo térmico (Stoke Space).
Los 30 propulsores de hidrógeno de la segunda etapa forman un aerospike con el escudo térmico en el centro (Stoke Space).

El diseño del Hopper2 recuerda a los prototipos pioneros del despegue y aterrizaje vertical (VTVL) de la cohetería como son el DC-X estadounidense —que voló entre 1993 y 1996— o al RVT-9 japonés —que levantó el vuelo a principios de este siglo—, pero hay que destacar que estos prototipos no incluían un motor aerospike o un escudo térmico refrigerado por hidrógeno, aunque sí tenían en común el empleo de propulsión criogénica. Después de las dificultades sufridas por Relativity Space, Stoke Space ha pasado a ser la empresa del New Space estadounidense más querida por los medios. La cuestión es si esto les servirá para alcanzar el espacio.

Prototipo japonés RVT-9 de VTVL mediante propulsión criogénica durante un salto en 2003 (JAXA).
Prueba de los propulsores de hidrógeno de la segunda etapa de Stoke (Stoke Space).
Stand de pruebas del Hopper2 (Stoke Space).



51 Comentarios

  1. Hola Daniel

    En el primer párrafo donde pone: «mientras que el lanzador de SpaceX será relativamente modesto, con capacidad para colocar unas tres toneladas en órbita»

    Creo que te refieres al lanzador de «Stoke Space»

    Disculpa la corrección

    Felicitaciones por el blog

  2. Es un salto muy poco significativo. Yo no alcanzo a ver: ni muchos propulsores, ni la forma del aerospike, ni un escudo térmico.
    Pero si tuvieran éxito con esa segunda etapa, se les abrirían las oportunidades financieras.
    No creo que lleguemos a ver un lanzamiento diario de éste o de cualquier otro cohete plenamente reusable.

      1. Yo no alcanzo a discernir entre ambas patentes.
        Lo único que conozco de Blue Origin es lo que comentamos en este blog, donde sí que se veían sus documentos de la patente.
        Yo no he visto (en el vídeo enlazado) que estos de Stoke Space nos hayan presentado en este salto una tecnologia concluyente.
        No se me ocurre otra forma de testar esta nueva cápsula de Stoke Space, salvo en una reentrada orbital (aunque usen la primera etapa de otra empresa).

        Y para tí que creo que eres un poco fan de SpaceX, te explico que la reentrada orbital de la Starship, será muy complicada (vamos a pasar meses muy entretenidos).
        Y para cuando esa nave logre reentrar (¿tal vez en el 2025?): hay que tener presente que los escudos de ablación se desgastan y que no se tarda un día en reacondicionarlos.

        1. Ja, ja, ja.

          Off topic de algo que comenté hace pocas entradas: hoy he hablado con una periodista de esas que salen en los telediarios cubriendo noticias a nivel nacional, es decir, super buenorra y no tonta del todo.
          Pues el caso es que me ha quedado mucho más claro todo ese asunto de los lavados de cerebro no invasivo delos mass media de los que os hablé hace poco.
          Esta mujer y todas las de su clase proceden del siguiente modo:
          – van enviadas a cubrir una noticia.
          – disfrutan de dietas, transporte de empresa, etc.
          – hacen el paripé.
          – son enviadas a su siguiente misión (como quien va de flor en flor a gastos pagados).

          Yo he pensado en los periodistas de verdad. En los que ellos mismos investigaban algo que no les cuadraba. Gente que se pasaba años picando piedra. En los años 70 renunció un presidente de los EEUU por culpa de periodistas de verdad.
          ¿Cuantos periodistas como esos se atreverían a husmear en las cloacas presidenciales en España?. ¿El sistema permite hoy en día que un periodista logre destituir a Sánchez?.

          1. Ja, ja. Ay, amago, claro que es corregidme.
            A este Dédalo le ha pasado como al «liante» de más arriba:
            – si quieren ser exquisitos: acaban haciendo el ridículo.
            – si quieren hacer una gracieta poniéndose en ridículo: pues sí que tienen su gracia.

            Saludos de Antonio el (viejo) físico.
            Recuerdo cuando hace tiempo me llamaste peligroso machista (o algo parecido) y yo te respondí que yo no me había construido un sótano donde torturase a mujeres … en el sentido de que yo no era «peligroso»; sino que tenia unas convicciones de la vida demasiado distantes de la progrez moderna.
            Pero la conversación cara a cara con aquella periodista de éxito, que he mencionado más arriba, me ha hecho repensarlo todo: ¿no será la progrez antimachista actual lo verdaderamente peligroso?.

            Claro está que una super buenorra como ella puede tratarme con condescendencia por ser yo ya mayor. En mi juventud me la hubiera follado porque no me hubiera servido para nada más.
            Pero, ahora, me fastidió esa condescendencia que ella tuvo conmigo.
            Yo le planteaba cosas que la tipa no había pensado jamás y ella ahí sin escucharme porque ella sabía muy bien para lo que ella estaba (que ya dije que la rubita esa no era tonta del todo).
            Ahora pienso: «esa mujer, que puede tratar con cualquier persona de un estrato alto de cualquier sociedad, ¿es conveniente que posea un trabajo muy cualificado (para el que se requiere un mínimo de ética, pero) en el que ella, por adaptación a un sistema establecido, renuncia a esa ética?».
            No sé. Yo ahora soy muy mayor para empezar a construirme un sótano, pero es que hay cada una por ahí … que ya les vale.

  3. Muy buena iniciativa pero creo que lo de los cohetes de único etapa reutilizables son una quimera como el X33 y el korona ruso pero ojalá que me demuestren lo contrario sería una gran revolución en la industria

    1. Hola Fernando, este cohete no es de una sola etapa, o SSTO, sino un TSTO, vamos dos etapas complementamente reutilizables…lo que han empezando trabajando por la etapa superior, dado lo complejo de hacer un escudo-aerospike nave reutilizable…

      1. A Daniel le ha faltado informar de que los motores de ciclo cerrado de la primera etapa ya han sido probados.

        Entiendo las dudas con muchas de las startups espaciales pero me gustaría que @Daniel, o los que sepáis del tema, porque este proyecto las presenta, según lo que dejas entrever claramente.

        Y si, es muy popular, especialmente tras el vídeo entrevista de Everydayastronaut, pero no creo que sea algo malo.

        Su modelo parece simple, se encargan poner cargas en órbita. No lo intentan validar para humanos. Al ser totalmente reutilizable esperan ser competitivos (aunque SpaceX es mucho rival, para cualquiera) y por su forma y tamaño quizás sea lanzable en más condiciones que la Starship o Falcon 9, así que podría llegar a interesar a los militares.

        Quizás acaben vendiendo su tecnología como dices, a lo mejor incluso la Relativity que nombras pueda comprarla, pero hay algún indicio que lleve a que ese sea el escenario más probable?

        1. Y dudo que Stoke Space tenga el potencial para llegar a convertirse en algo ni remotamente tan importante como SpaceX, pero tu lenguaje de dudas sobre la misma es muy parecido al que tenías sobre SpaceX hace 15 años. Y de momento no han hecho nada que de para pensar que sean un pufo o sufran de PowerPointerismo.

  4. SpaceX ha demostrado que se puede reutilizar una primera etapa. Y con la Starship intenta demostrar que también la segunda etapa, aun mas desafiante. Pero hay otras empresas empecinadas en ello: por ejemplo Stoke Space y Blue Origin.
    En el caso de Stoke Space de una forma diferente:
    usando un escudo térmico metálico refrigerado por los propios propelentes criogénicos de la nave y la novedosa y atractiva tecnología del Aerospike (en la practica no en la teoría).
    Este primer salto parece poco pero es un gran salto. tengo entendido que una de las grandes ventajas de este sistema es que asegurara la eficiencia a diferentes presiones atmosféricas.

    1. No solo eso Jx, sino que el Space Shuttle tenía que pasar horas o un día completo refrigerando con agua su escudo térmico, después de cada vuelo, debido al enorme calor que acumulaban las lósetas térmicas en la reentrada…

      Esto haría imposible que la Starship sea de rápido uso reutilizable…por usar el mismo sistema de protección atmósferica…mediante lósetas…

      Además, permite hacer una nave más ligera y mucho más eficiente…para cargas a LEO…

      1. A mi el diseño me atrae mucho por la misma razón, parece que si hace más probable esa reutilización rápida y barata. También me parece novedoso, no he oído hablar de un diseño así antes (no la forma, sino del escudo/motor) y no entiendo porque Daniel dice que no lo es (los ejemplos dados de los 90s son diferentes) pero si él conoce otros desarrollos anteriores muy parecidos soy todo oídos.

  5. Hay que decir, que si bien es cierto que aún NO están trabajando en su primera etapa, si están desarrollando lo más importante, que son los motores de metano, además que serán FFSC…otra apuesta muy valiente y arriesgada…

    De todas formas la meta de 2025 es imposible por mucho que Andy Lapsa, incluso diga que pueden volar incluso antes…

    Además me parece que necesitarán varias o una gran ronda más de financiación, porque lo que están desarrollando es muy complejo y costará mucho sin duda…

    Lo que es evidente e innegable, es que van muy rápido, y además en mi opinión han apostando por tamaño del cohete, perfecto para poder aumentar la cadencia de lanzamientos de forma muy progresiva rápidamente, además de poder escalar el cohete a futuro para posteriores evoluciones…

    1. Lo que yo entendí en una de sus entrevistas, a Andy Lapsa, es que no es muy escalable, que no sería fácil agrandarlo (quizás el motor de propulsión distribuida pierda rendimiento si el diámetro es muy grande). Pero si lo consiguen el potencial es enorme, lo ideal es una capacidad de carga parecida al Falcon9, aunque para mi lo importante es que de verdad pueden poner carga de forma segura y barata.

    2. Podrían lanzarse como carga en un F9, demostrar Dv y reentrada… lo que me lleva a pensar, valdría para space tug reutilizable o para devolver cargas de órbita a lomos de cohetes estilo F9 o Vulcan?

      1. El New Glenn está diseñado para llevar cargas criogénicas en su cofia…en principio sería el candidato perfecto para lanzar el Stoke-remolcador y a su vez para probar la segunda etapa recuperable…

        Veremos…

        1. No creo que Bezos esté por la labor de que los ex de Blue que casualmente están montando algo parecido a Jarvis vuelen en su cohete.
          Han denunciado a la cúpula de Amazon por no considerar el F9 a riesgo de que el proyecto se vaya a la mierda si pierden la licencia de radio.

  6. Muy buena iniciativa la de estos ex-BO, ex-Spx. Eso de utilizar un aerospike rondeando un unico escudo circular esta genial porque consigue todos sus objetivos con simplicidad. Habria que verlo escalado para subir 120 tn a la orbita.

  7. El diseño es original, atrevido e interesante. Repasemos:

    1 – Aerospike Probado varias veces en tierra, creo que solo ha volado en este prototipo. Está por ver cómo se les da el desarrollo, prueba y puesta en servicio de un aerospike «de verdad». Desde luego, no es poca cosa para una startup.
    2 – Hidrógeno Una idea suicida a corto plazo y que va contra corriente. Dos combustibles diferentes en las dos etapas, con el consiguiente incremento en I+D, en el mantenimiento, etc. Eso por no hablar de lo puñetero que es el hidrógeno, nada sencillo para una startup. ¿Por qué lo hacen entonces? Ver punto 3 y 4.
    3 – Reentrada enfriada por el propio combustible sobrante Una idea muy interesante que aligera el peso del escudo de reentrada, permite temperaturas moderadas pero que no se ha usado nunca. Sé que en ICBMs se ha usado refrigerante para enfriar la cabeza nuclear durante la reentrada, pero la idea de usar el combustible sobrante y, más específicamente, hidrógeno, es -hasta donde yo sé- nueva. Veremos a ver.
    4 – Potencial de crecimiento Supongamos que a esta alegre muchachada le sale todo bien, que el aerospike les funciona, el hidrógeno va fetén y la reentrada va fina. Vale. Ahora tienen una segunda etapa con aerospike e hidrógeno, una combinación idónea para intentar un SSTO. ¿Será ese su plan?

    En resumen, veo un proyecto muy ilusionante por su enorme potencial pero lento y arriesgado para una startup. Mucha suerte.

    1. Inicialmente parecía que Starship iba a estar refrigerada por propelente. Pero finalmente parece que se convencieron con las losetas. Habrá que ver si fue un acierto o no, o sólo es una idea temporal y finalmente usarán el propelente como refrigerante en una futura versión de Starship.

      1. Hola Poli.

        A mí lo de las losetas «pegadas» (creo que es así como las va a usar Starship y es así como las usaban el Shuttle y el Buran) no me convence nada.

        Tarde o temprano se caerá alguna y entonces la liamos. Imagino que SpaceX lo habrá tenido en cuenta y que con solo una no habrá problema (?). Además, el coeficiente balístico de la Starship debería ser más bajo que el del Shuttle, ¿no? Pero cualquiera se fía.

        Luego está el tema del mantenimiento. Cada vuelo del Shuttle exigía revisar las puñeteras losetas y reponer las que se habían caído. En este aspecto la Starship juega con ventaja respecto al Shuttle dado que su forma es más sencilla y, salvo las del morro, todas las losetas serán iguales. Además, imagino que décadas de experiencia juegan a su favor y algún «pegamento» mejor se habrá inventado en todo este tiempo.

        Personalmente preferiría que las losetas fueran atornilladas/integradas. Así seguro que no se caen. Creo que en el Spiral y el X33 era así. Pero qué sabré yo.

        Saludos

      2. Yo OPINO que la primera idea, la de refrigerar el vientre de la StarShip con combustible era la mejor, pero posiblemente retrasaba demasiado el asunto y sea un proyecto a posteriori. Al fin y al cabo, Musk tiene el mantra de: «best part is no part»… y las losetas son un cojón de «parts» añadidas…

        Pero también opino que, si vas a poner un escudo térmico en una nave con una forma tan «simple» como la StarShip (en comparación a los transbordadores… al fin y al cabo, «solo» es un cilindro, un cono y dos aletas), lo mejor serían GRANDES losetas semicilíndricas, aseguradas al casco con algún sistema de anclaje mecánico «quick-connect/disconnect (eléctrico o hidráulico), que cubriesen por secciones todo el vientre de la nave, encajándose entre sí.

        Sería muchísimo más difícil que alguna se cayese (dado su tamaño y forma), se podrían sustituir tan rápido como las otras (con una grúa, eso sí), y la masa añadida a la nave sería tal vez similar o un poco mayor.

        Grandes segmentos semicilíndricos anclados mecánicamente al casco en lugar de multitud de pequeñas piezas pegadas a él (y, por tanto, MILES de juntas entre ellas, que es el punto de fallo potencial más grande, tanto por fuerzas aerodinámicas durante el ascenso, como por plasma y gas ardiente en la reentrada… y ni hablar de las vibraciones en ambos casos).

        1. Totalmente de acuerdo y es que el tema de las losetas es el que más miedo me da, especialmente para una versión tripulada (doy por hecho que lo conseguirán para la de carga pero la versión tripulada es mucho más difícil).

        2. lo bueno de las losetas de starship es que hoy por hoy no son necesarias. la idea es para la reentrada y recuperacion de la nave.

          pero los primeros lanzamientos no se va a recuperar asi que les vale como experimento tecnologico y desarrollo de tecnologia. ademas creo recordar que el departamento de defensa les pago un pico por la tecnologia del sistema de las losetas ya que las pueden hacer de cualquier forma. por lo que aunque no se usen en la starship puede que se usen para otras cosas.

          y las losetas ya esta sujetadas por tres pernos con lo que pone una nueva es tan simple como apretar encima de la loseta hasta que queda sujeta por los pernos.

          En la starship va el acerlo desnundo que aguanta muchisimo mas el calor que el alumnio del shuttle, luego va una capa de manta termica como de lana (no se el nombre tecnico) luego una malla de metal que parece malla normal y corriente de los cerramientos de obras y luego las losetas que tiene unos 3 o 4 cm de grosor. que yo recuerde no estan pegadas entre ellas salvo las del morro y los alerones. con esa configuracion aunque se caigan muchas losetas no hay problema ya que tienes la manta termica y la mayor resistencia del acero al calor frente al aluminio. otra cosa es que caigan trozos contiguos muy grandes. entonces si creo que puede haber problemas.

          asi que las losetas sobre los pernos apretan la malla metalica y la lana termica.

          las losetas que ha recuperado la gente del primer vuelo son como una especie de corcho blanco de embalaje mas prensado con una capa muy fina de pintura negra y los soportes para los pernos son soportes normales de ferreteria y como he dicho unos 3 o 4 cm de grosor no solo los mazacotes de 15 cm de lado del shuttle y cada uno de una forma diferente.

          1. Muchas gracias, información muy esclarecedora que da más seguridad sobre las losetas del Starship. Cuántos más de sus objetivos alcance la Starship mejor para la exploración espacial.

      3. Se me olvidó:

        También me gusta mucho este diseño (motor distribuido/aerospike/escudo en el motor) de Stoke, es muy llamativo y «aparentemente» sencillo y versátil… parece tener un potencial bastante impresionante.

        El tiempo (y las pruebas) lo dirá.

    1. El espacio exterior (por el momento el terrestre y el cislunar) es el nuevo campo estratégico de la humanidad o de las potencias espaciales; telecomunicaciones, lo militar, turismo, ciencia, observación, limpieza, energía, estaciones, depots, etc:
      no se, mi impresión, mi parecer, es que si hay un aumento en la demanda de carga útil a la órbita terrestre (en cantidad, en masa, en volumen) que supera la oferta de cohetes, pero los cohetes grandes se comen a los pequeños lanzadores. En el futuro cohetes mas grandes hacen que haya menos lanzamientos de cohetes mas pequeños. El problema para mi no es que no haya carga útil sino la saturación de las órbitas terrestres.
      Lo que me gusta de este concepto de Stoke Space es lo novedoso en lo practico, una forma diferente de hacer las cosas. Tiene sus atractivas ventajas esta nueva tecnología para una segunda etapa, que si demuestra ser viable, pues tendrá financiamiento (aunque la versión de Blue Origin tiene musculo financiero propio).

  8. Mentira. Ahora mismo hay necesidad de más vectores operativos. Rusia y China no valen a occidente. Índia y Japón tienen poca capacidad, Europa y ULA están fuera de juego, Blue no llega… hay muy poca diversidad. Mira el problema de Amazon y OneWeb.

      1. Jimmy me hablas solo de satelites para internet y los Falcon9 lanzan la mayoría, que son los suyos.
        Los satélites grandes de comunicaciones son otra cosa , valen un pastón y no se lanzan muchos al año.
        Poco futuro veo a muchos de estos cohetes y empresas.

        1. Si ahora mismo aparece una empresa en USA con capacidad para poner 5-15t en órbita, va a conseguir muchos contratos. El espacio es un sector en crecimiento. Hay mucha competencia en microlanzadoeres, pero ahora mismo faltan vectores medianos y potentes para los próximos 5 años excepto por la capacidad del F9.

    1. ¿no había lanzado ya OneWeb todo lo que necesitaba?
      Amazon puede contar todavía con Japón e India. Pero Europa y ULA no van a estar por fuera de juego demasiado tiempo.
      Realmente, es difícil de creer que tanta constelación de satélites sea económicamente sostenible a largo plazo.

  9. La empresa es ciertamente interesante. La configuración del cohete me parece extremadamente compleja. Segunda etapa hydrolox reutilizable y primera metalox con motores ffsc… es lo opuesto al F9.
    Però lo de sacar una segunda etapa primero puede ser una buena estrategia.
    Lo de aerospike es entre comillas, ya que los motores son clásicos y es la configuración la que tiende hacia un aerospike medianamente optimizado.
    En cualquier caso, tienen mi apoyo

    Por cierto, hablando de aerospikes, me encantaría ver una entrada de Pangea, control de misión tienen un video tremendamente interesante. https://youtu.be/rZK1ASlR9LU?si=9UKsZhOIsfATDXO5

  10. Otra posibilidad que podria barajar está empresa es perfeccionar una etapa, quizás la mas llamativa de cara al publica, para luego conseguir impresionista nuevos de cara a futuros gastos que quizá hoy no estén a su alcance

  11. Como la «Hopper» es lo primero que se pierde ( o triunfa), es un buen momento para repasar esta maravillosa entrada de hace tan solo 4 años que nos trajo DM en este su blog.

    https://danielmarin.naukas.com/2019/08/28/el-vuelo-del-starhopper/

    Grasshopper, Starhopper….. (¿StokeHopper 2 ahora?)

    //danielmarin.naukas.com/2013/08/15/el-salto-lateral-del-grasshopper/

    y mas …. atras el DC-X…..etc como nos señala.

    Pequeños saltos para la maquina pero grandes vuelos para sus cohetes.

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