Ahora que la Starship ha alcanzado el espacio —aunque no la órbita— y el Super Heavy ha realizado su primera misión exitosa en la misión IFT-2, es un buen momento para analizar la evolución del diseño del mayor cohete de la historia. Desde los comienzos de SpaceX, Elon Musk había declarado su intención de construir un cohete para colonizar Marte, pero no sería hasta 2010 cuando vimos oficialmente las primeras propuestas de la empresa de lanzadores más pesados que el Falcon 9 y el Falcon Heavy. Los cohetes se denominaban Falcon X, Falcon X Heavy y Falcon XX, con una capacidad de colocar 38, 125 y 140 toneladas en órbita baja (LEO), respectivamente. Estos lanzadores usarían en su primera etapa un motor Merlin 2, una versión mejorada del Merlin 1D de 545 toneladas de empuje que sería cancelada. Con estas prestaciones, el Merlin 2 sería uno de los motores más potentes jamás diseñados, aunque por detrás del F-1 del Saturno V o el RD-171 del Zenit/Energía. El Falcon X debía usar tres motores Merlin 2, mientras que el Falcon XX tendría seis.

En la segunda etapa se utilizaría un motor criogénico a base de hidrógeno y oxígeno líquidos que estaban siendo desarrollado por el equipo de Tom Mueller, el creador del Merlin 1. Su nombre, Raptor. Pero no sería hasta 2012 cuando Elon Musk confirmó que estaban trabajando en un superlanzador para colonizar Marte, que sería conocido como MCT (Mars Colonial Transport). Poco a poco surgieron más detalles del proyecto, aunque la mayoría de ellos carecían de confirmación oficial. Gwynne Shotwell, directora de operaciones de SpaceX, declaró que el nuevo gran lanzador sería reutilizable y podría colocar entre 150 y 200 toneladas en LEO.



Estaba claro que SpaceX estaba estudiando varias configuraciones posibles para su gran cohete marciano. En 2014 supimos de varias fuentes, incluyendo a Tom Mueller, que el diseño que parecía ir ganando era el de una especie de Super Falcon Heavy con tres bloques de diez metros de diámetro cada uno en la primera etapa. Cada bloque tendría nueve o más motores Raptor de 450 toneladas de empuje, permitiendo que la bestia pudiese colocar 300 toneladas en LEO y hasta 100 toneladas rumbo a Marte (MTO), con el objetivo de transportar hasta cien personas al planeta rojo. Para entonces el Raptor ya era un motor de metano que poco tenía que ver con el diseño criogénico original de Mueller. Mientras que SpaceX había apostado en el caso del cohete Falcon por un motor relativamente sencillo como el Merlin, el Raptor debía ser una maravilla de la ingeniería: un motor de ciclo totalmente cerrado tanto en oxidante como en combustible —para aumentar su eficiencia— con altas presiones y temperaturas en la cámara de combustión, pero al mismo tiempo barato, sencillo y ligero.

A principios de 2015 Musk confirmó que el diseño preferido en esos momentos era un lanzador monobloque de mayor diámetro con múltiples Raptor, un motor que ahora tendría un empuje reducido a la mitad (de 250 a 270 toneladas). Aunque la cifra de Raptor era desconocida, con ese empuje estaba claro que se necesitarían treinta o más motores en la primera etapa para alcanzar una capacidad de carga superior a la del Saturno V. Solo el cohete N1 soviético había tenido un número tan grande de motores en la primera etapa y las redes se llenaron de especulaciones de todo tipo de cómo podrían distribuirse los motores en el nuevo cohete. El lanzador tendría dos etapas totalmente reutilizables y ese mismo año se filtró que el nombre informal de la primera etapa —o booster en el argot spacexiano— era el BFR, acrónimo de Big Fucking Rocket, mientras que la segunda etapa o nave espacial propiamente dicha era la BFS (Big Fucking Spacecraft o Spaceship). Una vez filtrados los acrónimos, también se hizo popular la denominación Big Falcon Rocket y Big Falcon Spaceship para evitar el uso de lenguaje soez.

A finales de 2015 el lanzador tenía 120 metros de longitud, con un monstruoso diámetro de 15 metros, siendo capaz de colocar cerca de 240 toneladas en LEO. Debido al requisito de recuperar las dos etapas, el peso al lanzamiento del gigante rondaría las 10500 toneladas, o sea, más de tres veces la masa del Saturno V. La nave o BFS, que también era al mismo tiempo la segunda etapa, tendría una longitud de 60 metros y vendría en dos versiones, una de tipo carguero —tanker— y otra de carga útil. Para abandonar la órbita baja la BFS debería acoplarse varias veces con los cargueros con el objetivo de repostar propelentes antes de partir hacia Marte. Esta terminaría por ser una de las principales características —o punto débil— del sistema. El objetivo seguía siendo lanzar cien toneladas de carga a Marte. En las primeras misiones viajarían unas diez personas por nave, mientras que más adelante podrían ir los cien humanos que Musk había prometido en sus revelaciones tuiteras. Como lugar de lanzamiento, el sitio más probable era la rampa 39A de Florida, que ya estaba a cargo de SpaceX, pero se empezaba a rumorear la posibilidad de que despegase desde las propiedades de la empresa en el sur de Texas, junto a la frontera con México, por aquel entonces más conocidas como ‘las instalaciones de Brownsville’.


Pero, como decíamos, todos estos detalles eran en su mayor parte oficiosos o simples especulaciones. No sería hasta el 27 de septiembre de 2016 cuando el mismísimo Elon Musk bajó de los cielos para comunicar a los humanos Su Visión aprovechando el Congreso Internacional de Astronáutica (IAC) en Guadalajara (México). El MCT se cambió de nombre para transformarse en el ITS (Interplanetary Transport System), porque su objetivo no sería únicamente Marte, sino todo el Sistema Solar. La conferencia hizo que la mayor parte del planeta se enterase de la Visión marciana de Elon Musk, pero para los fieles de SpaceX esto no eran noticias totalmente nuevas. De hecho, el diseño del ITS era muy parecido a los rumores que habían llenado la spacexfera durante todo 2015 y la primera mitad de 2016, pero se trataba de un cohete que, aun siendo gigante, era más pequeño de lo esperado. Pese a todo, seguía siendo el mayor cohete de la historia, una mole de 122 metros de longitud y 12 metros de diámetro capaz de poner 550 toneladas en órbita baja en la versión desechable o 300 toneladas si se recuperaban las dos etapas.



El corazón del sistema, el Raptor, había visto su empuje aumentado ligeramente y alcanzaría las 311 toneladas a nivel del mar. Pese a todo, el BFR necesitaría 42 Raptor para cumplir con su misión, mientras que la BFS dispondría de nueve Raptor, tres optimizados a nivel del mar —especialmente útiles para los aterrizajes— y seis para el vacío. La BFS tendría una longitud de 49,5 metros y forma de cuerpo sustentador con unas superficies aerodinámicas muy pequeñas. El sistema era totalmente reutilizable, pero, para ahorrar peso, el booster no dispondría de tren de aterrizaje desplegable como el Falcon 9 por lo que tendría que aterrizar exactamente sobre la rampa de lanzamiento. Para un viaje a Marte serían necesarios unos cinco lanzamientos del sistema.



Justo un año más tarde el gran cohete recibió una modificación radical que Musk hizo pública el 29 de septiembre de 2017 en el congreso IAC de Adelaida (Australia). El sistema ya no se llamaba ITS ni MCT, sino simplemente BFR y BFS. Al igual que antes, la denominación BFR servía para designar tanto al booster como al sistema completo, una nomenclatura bastante confusa. El caso es que el BFR de 2017 había visto reducido su diámetro a 9 metros —por debajo de los 10 metros del Saturno V—, un parámetro que llegaría para quedarse, mientras que la longitud también se redujo hasta los 106 metros. Esta versión 2.0 era mucho más realista, con una masa al lanzamiento inferior a la mitad del ITS de 2016, 4400 toneladas y podría colocar 150 toneladas en LEO. El booster tendría 31 motores Raptor y la BFS seis (dos de nivel del mar y cuatro de vacío). En cuanto a los Raptor, su empuje se había visto reducido otra vez y ahora alcanzaría las 170 toneladas. La BFS presentaba una pequeña ‘ala’ con dos superficies aerodinámicas traseras y la carga de combustible en LEO se llevaría a cabo acoplando dos BFS, una tanker y otra con carga útil, por la parte trasera en vez de por un lateral como el año anterior. En un intento de buscar nuevos clientes para justificar el desarrollo del sistema, por primera vez vimos el BFR como sistema de transporte entre dos puntos del planeta Tierra.







El sistema siguió evolucionando y en septiembre de 2018 vimos su tercera versión. Esta vez había pocas diferencias en las dimensiones o capacidad de carga, señal de que el desarrollo estaba convergiendo a un diseño más o menos definitivo. El cohete volvía a aumentar de longitud desde los 106 metros hasta los 118 metros, principalmente debido al mayor tamaño del booster —de 63 metros de longitud—, que seguía teniendo 31 Raptor. La nave BFS tendría ahora siete Raptor, todos ellos optimizados al nivel del mar, y dispondría de tres aletas aerodinámicas, dos de ellas móviles para presentar una superficie plana durante la reentrada y las maniobras hipersónicas. Las altas servirían también como tren de aterrizaje, pues en 2018 es cuando SpaceX confirmó que la BFS descendería horizontalmente a plomo por la atmósfera para encender los motores a poca altura sobre el suelo y maniobrar rápidamente para colocarse en posición vertical en una loca maniobra que nadie imaginaría que se podría hacer realidad en pocos años. Asimismo, y al igual que en las anteriores versiones, el fuselaje se fabricaría en fibra de carbono para ahorrar masa, una elección de material muy discutida por la complejidad que conlleva utilizarlo con propelentes criogénicos. La presentación de esta versión 3.0 tuvo lugar el 17 de septiembre de 2018 en el cuartel general de SpaceX en Hawthorne y contó con la presencia del millonario japonés Yusaku Maezawa —que luego volaría a la ISS con su mayordomo—, que presentó su iniciativa Dear Moon para viajar alrededor de la Luna en la BFS en 2023.





El 20 de noviembre de 2018 Elon Musk comunicó con un simple tuit que el sistema BFR pasaba a llamarse Starship. El booster BFR sería el Super Heavy y la nave BFS la Starship. Del mismo modo que las siglas BFR también servían para describir a todo el sistema, el nombre Starship pasaba a designar a todo el lanzador, no solo a la nave/segunda etapa. Un poco antes, en octubre de 2018 tuvo lugar uno de los mayores cambios del sistema: la introducción de acero inoxidable como material de construcción. Debido a su mayor densidad, el acero no es precisamente el material favorito de la industria aeroespacial, que gusta de metales y aleaciones más ligeras (aleaciones de aluminio, principalmente). Pero se trata de un material mucho más barato de mecanizar y Elon Musk había tomado la radical decisión de construir la Starship en Boca Chica casi al aire libre y con maquinaria relativamente simple para que el proceso fuese lo más barato, sencillo y rápido posible. Las instalaciones de Boca Chica, que por entonces apenas contaban con apenas un par de edificios y tiendas provisionales, se presentaban como el ‘nuevo Tatooine’ donde se construiría, literalmente, una flota de naves estelares. Como todos sabemos, finalmente no sería tan barato y sencillo y las instalaciones irían creciendo hasta alcanzar el tamaño de una pequeña ciudad industrial, pero todavía ganan en rapidez a la industria tradicional.



La presentación del 28 de septiembre de 2019 se celebró en Boca Chica con el modelo de la Starship Mark 1 detrás de Elon Musk. El diseño no presentaba muchos cambios más allá del cambio al acero inoxidable. La Starship volvía a tener solo dos superficies aerodinámicas traseras y, como novedad, otras dos delanteras, mientras que el Super Heavy tenía nuevas rejillas aerodinámicas más grandes, aunque el número de Raptor había subido y llegó a las 37 unidades en algunas iteraciones tuiteras de Musk. Antes de la presentación el prototipo Starhopper había dado dos saltos el 15 de julio y el 27 de agosto, de 18 y 150 metros respectivamente, anticipando una serie de pruebas con los prototipos Starship a tamaño completo que protagonizarían todo 2020 y 2021. El 4 de agosto de 2020 la SN5 realizó el primer salto de 150 metros de altura de un prototipo Starship, seguida el 3 de septiembre por la SN6, ambas con un motor Raptor. El 9 de diciembre la SN8, dotada de superficies aerodinámicas y tres Raptor, despegó para alcanzar los 12,5 kilómetros de altitud, aunque se destruyó al aterrizar, al igual que la SN9 el 2 de febrero de 2021. El 3 de marzo de 2021 la SN10 consiguió efectuar un salto de 10 kilómetros y aterrizar con éxito, solo para resultar destruida después por culpa de un incendio. La SN11 también se estrelló el 30 de marzo, pero el 5 de mayo de 2021 la SN15 se convertiría en el primer prototipo Starship en aterrizar con éxito y sobrevivir.




En 2020 hubo pocas alteraciones en el diseño del sistema, pero podemos citar el cambio de forma de las superficies aerodinámicas de la Starship y las rejillas aerodinámicas del Super Heavy, que pasaron a ser fijas y colocadas en dos pares a 120º de distancia. El número de Raptor de la primera etapa sufrió cambios, oscilando de 29 unidades del B4 a 33, mientras que el de la segunda se quedaría en 6 unidades, tres de nivel del mar y tres de vacío (próximamente se aumentará este número a nueve, con seis motores de vacío). En abril de 2021 la NASA seleccionó como módulo lunar del programa Artemisa una versión de la Starship, fusionando de facto los proyectos SLS/Orión y Starship, que hasta ese momento se habían presentado como competidores. Como resultado, el objetivo a corto y medio plazo de Starship cambió de Marte a la Luna (el número de lanzamientos requeridos para lanzar el HLS hacia la Luna es en estos momentos secreto y va desde cinco a veinte, dependiendo de las prestaciones finales del cohete).



En estos dos años vimos la rapidísima construcción de la torre de integración de 150 metros en Starbase y la rampa de lanzamiento OLM (Orbital Launch Mount), así como una brutal expansión de las instalaciones de construcción en la zona, que pasaría a ser conocida como Starbase. El 7 de agosto de 2021 pudimos contemplar por primera vez al conjunto Starship sobre la rampa de lanzamiento cuando SpaceX situó a la Starship S20 sobre el Super Heavy B4, aunque no alzó el vuelo (las instalaciones de tierra no habían sido terminadas todavía). Y así llegamos a 2023, cuando por fin el sistema Starship ha debutado en una configuración de 121 metros de longitud y 9 metros de diámetro que, con el tiempo, podrá poner hasta 150 toneladas en LEO en su variante reutilizable. Y justo hace unos días Elon Musk acaba de anunciar una versión 2 de la Starship con mayor capacidad de propelentes y de carga. Ahora mismo Starship es el mayor cohete jamás construido, con una masa al lanzamiento que ronda las 5000 toneladas, muy por delante del SLS —2600 toneladas— o el Saturno V —3100 toneladas—. En cuanto al empuje generado al lanzamiento, con casi de 7600 toneladas supera ampliamente al SLS —3440 toneladas de empuje— o al N1 —4630 toneladas—, a pesar de que el empuje del Raptor sigue estando muy por detrás de los motores F-1 o el RD-171.



El sistema Starship no solo es enorme, sino que debe alcanzar una cadencia de lanzamientos que permita abaratar significativamente el coste del acceso al espacio. Mientras la mayor parte de agencias espaciales y empresas en todo el mundo todavía están intentando emular al Falcon 9, el sistema Starship juega en otra liga varias categorías por encima. Actualmente solo China está desarrollando un sistema similar al Starship, el cohete CZ-9, que debe debutar en 2033. ¿Seguirán otras naciones el ejemplo del coloso de Elon Musk?




Estupendo artículo de Daniel Marín, complementario del último programa de Radio Skylab, y magníficos los comentarios de David B. ?????
¡Lisonjas!
No me dio tiempo a publicarlo en su momento en el artículo del vuelo de prueba, así que me explayé aquí… todo culpa del ritmo infernal al que nos tiene acostumbrados Daniel! 🙂 Gracias por leerme una vez más.
+ 1. Gracias por tus comentarios en esta publicación David B.
¿Si la unión sonda-cono la denominamos «acoplamiento», esa rara disposición para el trasvase la llamarán «abotonamiento»? Ruego que sí ☺
Esta empresa a evolucionado más q otra empresa o agencia espacial estatal. Sus logros, objetivamente hablando, dejan en ridículo cualquier paso anterior, exceptuando las V2 q fue el gran salto adelante, aunque fuera para matar. Tesla es la empresa q envidian todos, SpaceX es la empresa q envidian todos. Incluso desde q se habló de comercializar Optimus, muchas empresas han intentado adelantarse. Estamos hablando de un soñador, no un empresa. Me alegro q la vida le haya dado lo q tiene, por ser como es. Nadie es perfecto, pero la avaricia de todo un planeta contrasta con este soñador. Así q la vida le ha recompensado por ser como es. Es cierto q sus primeras propuestas se han ido reduciendo, pero claro, es una empresa privada sin contactos de Lobbis como las otras, q tiene q autofinanciarse, por lo q lo de subir tres pisos de un salto es imposible. La evolución de este cohete es más rápida q los anteriores, así q eso da pie a q una vez acabado con este proyecto, suba a otro nivel, en vez de engordar su culo en la piscina con sus rayas de coc…y sus nenitas, como hace la mayoría de los hombres q pueden. Si alguien tiene derecho a dirigir el mundo, es quien no sea codicioso, no sea egoísta y tenga una prole a la q quiera dejar un mundo mejor. Marte no se va escapar, lo primero es lo primero, La Luna, una base permanente y un puerto espacial junto a empresas con las q poder construir naves sin tantas limitaciones por la gravedad. Recuerdo el plan de Marte, de mandar una nave cada 18 meses, pero q no había vuelta. La empresa privada puede plantearse escoger candidatos voluntarios para un viaje de no retorno, pero q construyan un futuro en Marte para generaciones venideras. Eso sí, la IA deja claro q eso no va a pasar. La IA acabará con nuestros sueños, porque ella tendra los suyos propios, y no son coc….y titis en una piscina.
Musk convierte lo imposible en retrasos.
@Policarpo:
SpaceX es una empresa a la que se le admira por lo que ha hecho, hace y quiere hacer.
Los retrasos son la regla (no la excepción) cuando de probar/lanzar cohetes nuevos se trata.
Lo del SH-SS,:SpaceX quiere lanzar y lanzar, retrasa mas es la aprobación de la licencia/FAA.
En cuanto al “Old Space”: ellos se lucran de los retrasos; retrasos = sobre-costos = $$$.
Recitando el «Credo», publicitariamente armado, para combatir a los «herejes». Alabanzas sobre un personaje que no admiten ni el contraste con la Wiki. Curiosa combinación de Contrarreforma con Cientificismo, envuelto en Retro-Futurismo. «Todos los males (o malos resultados) del presente serán justificados (redimidos) por los (fabulosos) logros prometidos a futuro».
Avisar cuando esté habilitada la (hmm)… piscina del Musk-Inn-Astoria en Marte –y a cuánto el tour.
Clavado… me gusta el léxico además 😀
Muy amable, pero tus observaciones, en esta y otras entradas, ayudan a la sana crítica.
los de naukas te van a cobrar el almacenamiento de datos con esta cantidad de comentario, Dan
Desgraciadamente que un debate que parecía interesante, y en un tema tan «feliz» como es el de SpaceX, acabe de protagonista un chaval ( y digo chaval porque tengo 60 años ) que en coletillas va dejando rastros de que la política le puede, y de ahí en mi opinión todas sus críticas, es bastante triste.
Que se establezca a la NASA como oponente comparativo y mejor, sólo puede entenderse porque no se conoce su historia o porque ( me temo ) el mantra de todo lo privado es malo y todo lo público es bueno prevalece.
SpaceX comparativamente con la NASA está funcionando extraordinariamente bien. Ya le hubiera gustado a la NASA perder tan pocos cohetes como los que ha perdido SpaceX durante sus primeras pruebas en los 50 y 60. La teoría no sirve de nada hasta que se experimentan las toberas, refrigeración, presurización, etc… que es cuando la empresa va adquiriendo experiencia práctica. Tanto o más importante que saber cómo se hacen las cosas, es saber cómo NO y por qué NO deben hacerse. Y esto sólo se aprende con la práctica. Se le llama experiencia. Y es algo bastante difícil de explicar a los novatos que con 4 másters se creen que ya lo saben todo.
SpaceX está adquiriendo experiencia. Con un capital muy inferior al que se ha empleado para la NASA, que por otra parte desde que se acabó la guerra fría, y aunque sigue haciendo cosas dignas de toda admiración, ha perdido completamente el empuje explorador que la distinguía, al convertirse en una institución pública llena de funcionarios, donde mucha gente trabaja como quien trabaja en una oficina sin ningún espíritu de avance, ahogados por montañas de papeleo, trabas políticas y burocráticas y como no…. por millones de certificados, certificadores y certificaciones. El mal de nuestro tiempo que ha montado un negocio billonario, alrededor de empresas públicas o privadas, que relentizan cualquier desarrollo y multiplican los costes hasta para apretar un tornillo.
En esta absurda comparación, se pone como ejemplo a la ISS, que por cierto sin el apoyo de las Soyuz rusas no tiene medio de subir y bajar tripulantes de forma habitual, ya que ( parece no recordarse ) el Shuttle sigue en tierra, con ese poco menos que prehistótico diseño basado en… digamos… alicatado de baldosines antitérmicos pegados CON PEGAMENTO.
Como tampoco se recuerda a la SkyLab, que fue uno de los fracasos más sonados de la NASA.
La NASA como quien dice la ESA, al ser públicas, reciben fondos sólo por su mantenimiento sin que exista un fin concreto a largo plazo que justifique su existencia. SpaceX en cambio, con capital privado y limitado, cerrará si no consigue sus objetivos.
Yo que ví en la TV de crío el alunizaje, y que he seguido la evolución aeroespacial, no me atrevería a decirle a unos ingenieros que pongan este o aquel cohete aquí o allá. Sencillamente porque no sé el fin último que pretenden experimentar, o si tratan de probar configuraciones de prueba para futuras mejoras o cambios de diseño. Claro que parece que aquí hay quien piensa que está más capacitado que ellos.
El diseño de SpaceX de entrada le ha dado una lección a la NASA respecto al enfoque de la reutilización de material, como se la dio Burt Rutan respecto al método de reentrada «sin alicatado» y que luego vendió a Virgin.
Cualquiera que tenga más de 2 neuronas, se da cuenta de que Elon Musk con un modo de pensar innovador y atrevido arriesgando su fortuna, le ha dado una lección de ingeniería a la propia NASA, y a todo el conglomerado de ingeniería industrial norteamericano que vive apoltronado y muy satisfecho vendiendo upgrades de lo mismo y sin ningunas ganas de arriesgar, no sea que salga mal. ( De momento ). Curioso que la aparición de Mush en escena haya acelerado el proyecto a Marte de la NASA que se viene sugiriendo… desde los 70.
¿Podría resumirse este dicho así?:
«Desgraciadamente que un debate que parecía interesante, y en un tema tan «feliz» como es el de SpaceX, acabe de protagonista un chaval [que lo critica]»
O sea, esas críticas son protagonistas: ¿por lo certeras ha de ser? Y así, resulta claro lo del «desgraciadamente», porque arruinan la valoración implícita que se sostiene.
Entonces ¿no podría resumirse más aún el comentario como:
«un tema tan «feliz» como es el de SpaceX»?
Es decir, una valoración axiomática, y punto; no valen más críticas.
Sólo así puede enunciarse: «Que se establezca a la NASA como oponente comparativo y mejor, sólo puede entenderse porque…»
(llenar aquí con)
… como Daniel recordó en una entrada cercana, junto con los rusos la NASA fue la que construyó la ISS; y fue la que ganó la carrera a la Luna, por el lado occidental; y es la que programó y lanza sondas exitosas a diversos objetivos, por ejemplo, a los planetas exteriores, etc etc.
Y mientras, Mr.Musk sólo lanzó un Tesla al espacio –ni siquiera una mínima sondita con una cámara a orbitar Marte, como para ir «haciendo experiencia», ya que va a fundar colonias allí…
¿Podría incorporarse esta pieza a la letanía del «credo» o de la hype? ¡Jo jo jo, Feliz Navidad!