Ghost Express: el avión espacial nunca lo fue

Incluso para aquellos de nosotros que estamos siguiendo de cerca las noticias espaciales, hay mucho que rastrear en estos días. Las empresas privadas están compitiendo para desarrollar nuevas naves espaciales hechas por el hombre y armar megaconstelaciones de satélites, mientras que la NASA está trabajando para devolver la Luna y el primer vuelo del SLS. Entre nuevos anuncios, actualizaciones de misiones existentes y lanzamientos de cohetes literales, las cosas suceden casi todos los días. Es justo decir que no hemos visto este nivel de rendimiento desde la carrera espacial de la década de 1960.

Están sucediendo tantas cosas, no es de extrañar que no mucha gente haya oído hablar del XS-1 Phantom Express. Un proyecto de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA), el XS-1 fue diseñado para ser un sistema de lanzamiento reutilizable que pronto podría poner pequeñas cargas útiles en órbita. Una vez completada su misión, el vehículo tuvo que regresar al sitio de lanzamiento y estar listo para volar en solo 24 horas.

Alternativamente, llamado "Avión espacial experimental de DARPA", se proyectó que el vehículo tendría aproximadamente el tamaño de un avión comercial y podría transportar una carga útil de hasta 2.300 kilogramos (5.000 libras). Despegaría verticalmente con la energía de un cohete y luego se deslizaría de regreso a la Tierra al final de la misión para hacer aterrizar una pista convencional. A $ 5 millones por vuelo, sus costos operativos serían comparables incluso a los de los proveedores de lanzamientos comerciales con precios más agresivos; pero con la ventaja añadida de no tener que involucrar a un tercero en misiones militares y de reconocimiento, que casi con certeza serían de naturaleza clasificada.

O al menos esa era la idea. Las pruebas de vuelo estaban programadas originalmente para comenzar este año, pero a principios de este año, el contratista jefe Boeing abandonó abruptamente el programa. A pesar de seis años de desarrollo y más de $ 140 millones en fondos proporcionados por DARPA, ahora es casi seguro que el XS-1 Phantom Express nunca se lanzará. Lástima, porque incluso en un mercado lleno de vehículos de lanzamiento innovadores, esta nave espacial única ofrecía algunas ventajas convincentes.

Lanzamiento escalado

Al lanzarse como un cohete y aterrizar como un avión, se podría suponer que el XS-1 Phantom Express es algo así como un transbordador espacial en miniatura. De hecho, existen similitudes entre los dos oficios y no hay duda de que se han tenido en cuenta las lecciones aprendidas del desarrollo, la fabricación y el funcionamiento de la flota Shuttle. Siendo realistas, si alguien diseñara una nave espacial y no al menos tuviera como objetivo la cantidad de datos que la NASA ha acumulado sobre el tema, se harían un daño increíble.

Pero existen algunas diferencias fundamentales entre los dos vehículos que dificultan la comparación directa. Primero, incluso las matemáticas conservadoras pondrían la capacidad de carga útil del Shuttle al menos 12 veces mayor que la del XS-1. Esto naturalmente significaba que se necesitaría menos empuje para sacar el vehículo de la plataforma de lanzamiento, por lo que el XS-1 no necesitaba combustible externo o aceleradores de correa. El único motor Aerojet Rocketdyne AR-22 del vehículo y todo el fuselaje necesario para la misión estaría contenido dentro del fuselaje aproximadamente cilíndrico de la nave.

Eso significaba que el XS-1 aterrizaría en el mismo estado en el que estaba cuando despegó; detalle extremadamente importante sobre la rápida reutilización. En cada misión del Transbordador, la mecha exterior se quemaría en la atmósfera superior y los lanzadores de cohetes sólidos, aunque técnicamente reciclables, tendrían que ser extraídos del océano por un equipo de recuperación independiente y pasar por un largo proceso de renovación.

En comparación, el XS-1 solo requeriría una inspección minuciosa y reabastecimiento de combustible entre misiones. Este nivel de reutilización similar a un avión es el objetivo final de varias compañías de "New Space" como SpaceX y Rocket Lab, ya que promete revolucionar por completo la forma en que usamos la órbita de la Tierra.

Aún así, el espacio es difícil. Si bien uno podría concluir lógicamente que el costo y la complejidad de un sistema de lanzamiento espacial tienen una relación bastante lineal con su capacidad de carga útil, incluso los cohetes orbitales más pequeños son maravillas maravillosas que navegan por una delgada línea entre generar un empuje útil y la autoaniquilación. Mantener ese delicado equilibrio en órbita es excepcionalmente difícil, sin importar cuán grande o pequeña sea la nave. Es por eso que el XS-1 nunca fue diseñado para llegar tan lejos.

Cayendo, con estilo

Si bien el XS-1 podría tener la apariencia externa del Space Shuttle Orbiter, en funcionamiento estaría mucho más cerca de la primera etapa de un cohete Falcon 9. Aceleraría la carga útil a velocidades hipersónicas, idealmente tan altas como Mach 10 según Supervisión del programa DARPA, y lo llevaría al borde de la atmósfera terrestre. Pero no tendría la energía para llevar la carga útil a su altitud final, y mucho menos entrar en órbita.

Una vez que el XS-1 alcanzara un pico, lanzaría un módulo de carga útil montado en la parte posterior. Este módulo, en sí mismo esencialmente un pequeño cohete, continuaría la misión de forma independiente. Ya viajando a alta velocidad a través de la delgada atmósfera superior, podría empujar la carga útil el resto del camino "cuesta arriba" y ponerla en órbita con un motor de empuje relativamente bajo.

Al igual que el Falcon 9, el XS-1 podría haber regresado a la plataforma de lanzamiento o aterrizado.

Con su misión principal ahora completada, el XS-1 comenzaría a retroceder a la Tierra en una trayectoria suborbital. Al volver a entrar en la atmósfera a una velocidad relativamente baja, solo se necesitaría un blindaje mínimo para sobrevivir al calentamiento aerodinámico. Después de reducir la velocidad a velocidades subsónicas por la resistencia del aire, el ala delta y las superficies de control de gran tamaño de la nave le darían la capacidad de transdistancia para deslizarse de regreso a la plataforma de lanzamiento.

Victoria de ala

Incluso antes de que lograran enviar uno de ellos al espacio, los ingenieros ya habían intentado diseñar un vehículo híbrido que combinaría la potencia de un cohete con las características de vuelo más obedientes de un avión. El transbordador espacial demostró que la idea podría funcionar en el mundo real, pero requirió tantas concesiones que es difícil considerarla un éxito. Durante un triunfo técnico por sí solo, el Orbiter alado nunca cumplió su promesa de acceso rápido y barato al espacio. De hecho, se podría argumentar que hizo todo lo contrario.

Dream Chaser de Sierra Nevada Corporation

Hoy, SpaceX ha demostrado que no se necesitan alas para producir un cohete reutilizable. Si bien todavía están lejos de los vuelos diarios, han logrado una cadencia de reflujo igual a la del transbordador espacial con poco precio. A pesar de esto, una nave espacial alada tiene un atractivo innegable para ingenieros y futuristas.

Empresas como Virgin Galactic y Sierra Nevada están impulsando sus propias versiones del concepto, aunque, por supuesto, todavía es demasiado pronto para decir si tendrán más éxito que Shuttle. De todos modos, aunque es probable que el XS-1 Phantom Express caiga como una adición a una larga lista de "cohetes de papel" que nunca han abandonado la mesa de dibujo, es seguro decir que el sueño de una nave espacial práctica está vivo.

  • Bruce Perens dice:

    Necesitamos un poco de discusión sobre X-37B, obviamente, ya que parece ser el elemento principal de Phantom Express. Y la combinación Falcon 9 y X-37B cumple la misión.

    • pelusa dice:

      En cierto sentido, el X-37B y el XS-1 son opuestos. Se suponía que el XS-1 se lanzaría solo y lanzaría un cohete para poner un satélite en órbita, pero nunca se orbitaría a sí mismo. El X-37B se lanza además de un cohete y se pone en órbita como un satélite. Entonces, avión -> cohete contra cohete -> avión.
      La forma en que se usa el X-37B (según se informa) es esencialmente como un bus satelital reutilizable que puede regresar a la tierra ileso junto con su carga útil (en su mayoría secreta).

  • LWATCDR dice:

    El X-37B todavía necesita la segunda etapa Falcon 9. Una nave espacial Space X reutilizará ambas etapas con la segunda etapa usando alas para algún vuelo pero con un aterrizaje vertical. La verdad es incluso que el Falcon 9 usa alas hasta cierto punto con las aletas de celosía.

  • Lucas dice:

    "Idealmente tan alto como Mach 10"

    Mucho mejor que SpaceX a mach 6 para ahorrar suficiente combustible para el retorno eléctrico.

  • Robar dice:

    Así que esto sería como la visión de Arthur C Clarke de un lanzador en "Prelude to Space"

  • Comedias dice:

    Morty, hay una cantidad infinita de aviones espaciales que nunca existieron.

  • Cbob dice:

    Por lo tanto, es posible que se haya intentado revivir el proyecto NASP X30 desde sus raíces antes de que lo principal se hiciera cargo.

  • Miroslav dice:

    Así que se embolsaron 140 millones de dólares y no entregaron nada. Excelente modelo de negocio.

    • JKocurek dice:

      Desafortunadamente, este ha sido el modelo comercial de Boeing durante algún tiempo. Solo mire SLS y Constellation antes.

  • BrilaBluJim dice:

    ¿Dónde está el video de Scott Manley? ¡QUIERO ESCUCHAR ESTO CON ACENTO ESCOCÉS!

  • BrilaBluJim dice:

    ¿Veo esto correctamente? ¿El atrapasueños usa un “deslizamiento de nariz”?

Joel Carrasco
Joel Carrasco

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