El acceso al espacio es caro. Poner una vehículo o un satélite en órbita requiere de una canrtidad ingente de energía, no hay nada como comparar el tamaño de los cohetes con sus boosters con la carga útil que transportan.
Por eso durante estos últimos años se ha dado tanta importancia a la posibilidad de reutilizar cohetes, y en prácticamente todos los principales países con capacidad espacial hay un programa de desarrollo que trata de seguir los pasos de Space X. Incluso en España, con los Miura de PLD.
Y como no sólo de cogetes vive el humano que intenta lanzar cosas al espacio, cada vez más se intenta recuperar la idea del lanzador en avión. Ha habido muchos intentos e incluso alguno en servicio, como el Lockheed L-1011 Tristar. También en España contamos con otro proyecto similar, el de Celestia Aerospace.
¿Qué ventaja presenta utilizar un avión como primera etapa de un lanzador? Por un lado la fácil escalabilidad —es más sencillo hacer un avión más grande que un cohete más grande—, la disponibilidad —en cuanto aterriza se revisa y se pone en vuelo otra vez—, la facilidad de operación —al operar integrado en el espacio aéreo normalmente, sin permisos especiales—, no necesitar instalaciones especiales —pues operan desde pistas de aeropuerto normales—.
Y algunos, además de todo eso, quieren hacerlo con aeronaves no tripuladas, que permiten perfiles de vuelo más agresivos con vuelos parabólicos con más Gs. Y aquí es donde entra Dawn Aerospace, con un avión cohete que, de momento, es subsónico, aunque persigue un diseño hipersónico, facilitado por no llevar tripulación a bordo.
Dawn utiliza un avión cohete no tripulado. Hasta el momento es un demostrador tecnológico con una capacidad de carga más bien escasa, tan solo cinco kg, aunque la idea es escalar el avión y poder operar con mayor carga útil.
Su perfil de misión sería actuar como primera etapa de un anzamiento, situando su carga útil al borde del espacio a ~100km de altura, desde donde esta carga podría comenzar su misión o lanzar una segunda etapa, para alcanzar cotas más altas. La velocidad hipersónica y el perfil parabólico de vuelo permitiría, a su vez, reducir el tamaño de esta segunda etapa. Aunque, en estos momentos, la capacidad de carga del avión de Dawn es testimonial: 5kg y 3U, donde U indica la unidad básica de los nanosatélites y es igual s un cubo de diez centímetros de lado.
Nota de prensa de Dawn Aerospace
Dawn Aerospace anuncia con orgullo que ha demostrado la reutilización en el mismo día de su avión de propulsión por cohete, el Mk-II Aurora, con dos vuelos en 8 horas.
Los vuelos se realizaron desde el Aeródromo de Glentanner en la Isla Sur de Nueva Zelanda, alcanzando velocidades de Mach 0.9, 950 km/h, y una altitud de 63,000 pies. Estos fueron el 8º y 9º vuelos del Mk-II Aurora bajo propulsión de cohete.
“La reutilización rápida ha sido denominada el ‘santo grial’ para los sistemas de propulsión por cohete”, dijo Stefan Powell. “Este hito muestra que nuestro concepto fundamental desbloqueará un rendimiento nunca antes visto y vuelos hipersónicos en una plataforma adecuada para operaciones diarias, no solo para investigación y desarrollo puntuales”.
El Mk-II Aurora está diseñado para ser el primer vehículo en volar a 100 km de altitud, el borde del espacio, dos veces en un solo día. Este rendimiento es equivalente al de la primera etapa de un cohete orbital de dos etapas. Sin embargo, a diferencia de un cohete tradicional, el Aurora está certificado como avión utilizando una pista convencional y sin necesidad de espacio aéreo exclusivo.
“Estar certificado como avión es esencial para la reutilización rápida”, dijo Stefan Powell. “Nuestra licencia nos permite volar tan a menudo como el vehículo lo permita. Actualmente, podemos volar cada 4 horas con la posibilidad de reducir aún más el tiempo de preparación”.
Estos vuelos son parte del programa de expansión del sobre del vehículo, destinado a identificar la dinámica del vehículo en el régimen transónico mientras Dawn trabaja para romper la barrera del sonido. Demostrar la reutilización en el mismo día era un objetivo secundario. En las dos campañas de prueba anteriores, Dawn ha demostrado tres vuelos en tres días.
La reutilización en el mismo día es una parte esencial de la estrategia de Dawn para el desarrollo iterativo rápido, pero también hace que Aurora sea especialmente adecuado para una variedad de aplicaciones en investigación de vuelos a alta velocidad, microgravedad, observación de la Tierra, ciencia atmosférica, y es un paso hacia los primeros vehículos hipersónicos operativos. Dawn ya ha firmado con varios clientes estadounidenses para volar cargas útiles en Aurora a partir del cuarto trimestre de 2024.
Nueva Zelanda está bien posicionada para convertirse en un centro de aviación avanzada y pruebas de vuelo hipersónico, con acceso a miles de km de cielos abiertos y espacio marítimo sobre el Océano Pacífico Sur, y un régimen regulatorio especialmente adecuado para pruebas de vuelo de aviones avanzados. Esta ventaja se ha visto reforzada por el establecimiento del Centro Nacional Aeroespacial Tawhaki, a solo 45 minutos al sur de la sede de Dawn en Christchurch, Nueva Zelanda.
Stefan concluyó con “El ritmo de desarrollo en Dawn es asombroso en este momento. El equipo se está moviendo a la velocidad de la luz y superando objetivos difíciles. Estoy muy orgulloso de ellos. ¡Es un momento emocionante para estar a la vanguardia de los aviones de alto rendimiento!”
Misiones posibles con el demostrador tecnológico
- Prueba y ajusta hardware espacial rápidamente en el entorno más relevante: ¡el espacio!
- Muestreo Atmosférico
- Comprender el impacto de nuestra atmósfera superior en el clima terrestre y espacial, así como en la ciencia climática a largo plazo.
- Respuesta de Emergencia
- Desde el comando de «inicio» hasta un apogeo de 100 km en menos de cinco minutos, el Mk-II es efectivo en situaciones de máxima urgencia.
- Observación de la Tierra
- Seguimiento y gestión de los ecosistemas terrestres utilizando imágenes hiperespectrales y de detección remota IR.
- Perfiles gravitatorios
- Mejora la comprensión de los efectos gravitacionales en varios materiales y sistemas.
- Tipos de Misión de Carga Útil
- Observación de la Tierra
- Experimentos de baja/microgravedad
- Mediciones atmosféricas in situ
- Seguridad nacional
- Pruebas de perfil de vuelo personalizado
- Investigación y Educación
- Respuesta y recuperación ante desastres
Carga útil del demostrador tecnológico
- Hay dos opciones de escotilla para la carga útil, cerrada y abierta. Esto se refiere a si la carga útil tiene acceso directo al entorno externo.
- Carga Útil Cerrada: Proporciona un entorno completamente cerrado para tu equipo, asegurando protección contra elementos externos. Hay una cubierta transparente a RF disponible para integrar elementos como antenas GPS.
- Carga Útil Abierta: Permite acceso externo directo, con personalización del cliente requerida para ajustarse al perfil de la escotilla proporcionada. Todas las configuraciones abiertas están sujetas a la aprobación de Dawn Aerospace para garantizar seguridad y compatibilidad.
- Masa de 5 kg, Volumen de 3U (3 unidades básicas de nano satélite, un dado de 1dm de lado)
- Enlace de datos en tiempo real
- Acceso del instrumento al entorno externo
- Ventana óptica
- Despliegue de carga útil posible
- Accesible dentro de los 15 minutos posteriores al aterrizaje
Características de vuelo del demostrador tecnológico
- Vehículo rápidamente reutilizable: vuela de nuevo en 3 horas
- Operable desde una pista de 1000 m
- Trayectoria personalizable
- Múltiples vuelos al día
- Ubicación actual: Nueva Zelanda
- Ubicaciones futuras: más de 5000 pistas viables, a nivel mundial