Este concepto de la British Aircraft Corporation para un sistema de transporte espacial totalmente reutilizable fue presentado en 1962.
Está visto que eso de jugar con los nombres para tener un acrónimo chulo no es cosa de ahora, como demuestra este diseño de la British Aircraft Corporation (BAC), el Multi-Unit Space Transport And Recovery Device (MUSTARD) de 1964.
Capaz de alcanzar velocidades aéreas cinco veces la velocidad del sonido, MUSTARD fue diseñado como un avión hipersónico espacial reutilizable, la siguiente generación de las naves espaciales que llevaron al hombre a la Luna, pero por una fracción del costo de desarrollo. Se calculaba que, al ser reuitlizable, sería de 20 a 30 veces más barato que el sistema convencional no reutilizable.
La idea era que fuera similar al ya desaparecido transbordador espacial estadounidense. Las dos secciones exteriores actuarían como aceleradores (boosters), mientras que la tercera y central sería la que llegaría al espacio.
Las tres secciones estaban pensadas para volver a tierra volando, y ser reutilizadas en otras misiones.
Las fases hubieran sido:
Lanzamiento: Todos los motores encendidos. El corte de la primera etapa ocurre 150 segundos después del lanzamiento, a una velocidad de 6,600 pies/segundo. La altitud es entonces de 55.5km.
Separación: Durante una breve fase de deriva, se liberan las conexiones del vehículo. La nave espacial vuelve a encender los motores principales y alcanza la órbita de estacionamiento a 1850 km y 10 minutos desde el lanzamiento.
Reentrada de la nave espacial: La reentrada se inicia a 20350km del aterrizaje.
Retorno de los booster: Durante la reentrada, el pico de calor y la máxima fuerza G de 5.1 ocurren a 500kmdel lanzamiento. Después de decelerar a régimen subsónico, aterrizan a 185km/h.
El gobierno británico decidió no seguir adelante con el proyecto, lo que llevó a Tom Smith, uno de los desarrolladores, a comentar que MUSTARD estaba demasiado «adelantado a su tiempo», y que no había «nada peor que estar en lo correcto en el momento equivocado».
Este episodio lo hemos tenido que grabar dos veces, porque cuando propusimos hablar de aviones espaciales, cada uno pensó en algo totalmente distinto… así que hubo que replantear el enfoque de la grabación, y cada uno expuso en su tiempo lo que había considerado qué era eso de los aviones espaciales: José habló de aeronaves en atmósferas de otros planetas y lunas; Carlos y Juan hablaron de aviones orbitales y militares como el X-37; y Esteban nos habló del caso de dos paracaidistas espaciales. ¿Os quedáis con nosotros?
pd: Si la intro y la despedida os son familiares, que no os sorprenda. En un ejercicio de nostalgia podcasteril he hablado con Javier Lago para pedirle permiso y utlizar la introducción que hizo para el que, si no recuerdo mal, fue el primer podcast español sobre aviación: Remove Before Flight RBF podcast
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.
Reino Unido hizo público hace unos años que apoyaría económicamente al sector espacial, para crear un entorno propio de lanzadores de distintos tamaños. Así se anunció la creación de un centro espacial en las Shetland, y se ha apoyado a otras industrias con otros medios alternativos.
Astraius es una de esas empresas, y pretende utilizar el ya conocido método de lanzar cohetes desde aeronaves para minimizar el tiempo necesario para cada lanzamiento y entre lanzamientos, poder lanzar desde casi cualquier parte del mundo que el cliente requiera y ventajas similares a las que nos explicó Daniel Ventura, de Celestia Aerospace, en su día. La empresa se lanzó en 2021 y desde entonces ha estado trabajando con inversores y socios para desarrollar y poner a punto su lanzador.
En su caso, pretenden utilizar como base Prestwick para lanzar satélites de órbita baja desde aviones C-17. El C-17 fue fabricado por Boeing y McDonnell Douglas, y se construyeron más de 270 antes de que terminara la producción en 2015. Actualmente están en servicio con varios operadores militares de todo el mundo, incluidas la USAF y la RAF.
El trabajo de infraestructura está en curso para garantizar que Prestwick Spaceport pueda gestionar los lanzamientos, esto incluye el almacenamiento de combustible y la protección contra explosiones.
Astraius se ha asociado con el especialista estadounidense Spirit AeroSystems para trabajar en componentes y procesos del sistema. Además de con Spirit AeroSystems, Astraius está colaborando con Northrop Grumman, que suministrará motores de primera y segunda etapa para impulsar el cohete una vez que se haya liberado del C-17, mientras que Exquadrum fabricará el motor de tercera etapa que guía al cohete con precisión a la órbita correcta.
El lanzamiento horizontal desde aviones
El lanzamiento horizontal desde aviones, en lugar del lanzamiento desde tierra, está más probado de lo que muchos creen. Permite hacer el cohete de lanzamiento más pequeño, desde el momento que no se lanza desde el suelo, y que su velocidad inicial no es cero, o flexibilidar el punto de lanzamiento, así como buscar las mejores ventanas para el mismo. El Pegasus lanzado desde un L1011, es uno de los ya desaparecidos lanzadores que llegaron a funcionar de forma comercial. El S-3 duerme el sueño de los justos, mientras que no se sabe qué pasará con el Stratolaunch. También se pensó en hacer desde cazas, como desde el F-15, y estamos pendientes de lo que pase con Celestia Aerospace.
El primer intento de poner en órbita un satélite utilizando un cohete lanzado desde el aire ocurrió en 1958, con el NOTS-EV1 Pilot (conocido como NOTSNIK) lanzado desde un F4D Skyray de la US Navy.
Uno de los primeros vehículos de lanzamientos comerciales pequeños fue precisamente el Lockheed Martin L1011 y el lanzador Pegasus, de Orbital Sciences Corporation, que con un motor de combustible sólido de tres etapas era capaz de colocar hasta 443 kg en órbita terrestre baja (LEO). Pegasus voló por primera vez en 1990. Demostró las ventajas del lanzamiento aéreo, con su L1011 renombrado Stargazer, utilizando variedad de pistas de todo el mundo como punto de partida para el lanzamiento espacial.
Las ventajas por las que sus clientes contrataban a Pegasus eran la capacidad de volar un avión de transporte al puerto espacial anfitrión, integrar la carga útil utilizando la infraestructura normal del aeródromo, despegar y volar al espacio aéreo de baja densidad sobre aguas internacionales y lanzar la carga al espacio.
Astraius Ltd utiliza tecnología de combustible sólido, similar a la probada por Pegasus, para apuntarse al floreciente mercado NewSpace, que pronostica el lanzamiento de miles de pequeños satélites LEO (órbita baja) en los próximos años.
En 1974, laUSAF estaba estudiando opciones para hacer que los misiles grandes tuvieran una mayor movilidad y menor dependencia de las infraestructuras terrestres para su lanzamiento, y llevó a cabo pruebas en las que desplegaron un misil Minuteman en el aire desde la parte trasera de un gran avión de transporte estándar, un C5 Galaxy en ese caso. El proyecto culminó con un lanzamiento de prueba que se realizó con éxito sobre el Pacífico. El cohete se lanzó desde el avión, se estabilizó con un paracaídas antes de encender su motor y ascendió en un breve vuelo de prueba.
Este concepto fue revisitado varias veces en la década de 2000, primero por SRALT/LRALT del Departamento de Defensa de los USA, que usó un concepto similar para desplegar un cohete desde un soporte paletizado desde la rampa trasera de un C-17. En 2006, un vehículo de pruebas, un dummy inerte pero con la masa real, se lanzó con éxito y se estabilizó con un paracaídas. Aunque no pasó a las pruebas con cohetes, demostró que este método de despliegue se podía lograr con éxito desde el interior de un avión de transporte convencional, sin modificar.
Es este enfoque el que plantea Astraius. Debido a que utiliza un sistema de plataforma modular autónomo y reutilizable, Astraius no necesita desarrollar o modificar un avión especializado y puede lanzar desde cualquier avión C17. Esto elimina una gran parte de los costos generales operativos y el tiempo de desarrollo que normalmente implica el lanzamiento aéreo tradicional.
Como beneficio adicional, transportar el vehículo de lanzamiento dentro de un avión significa que está mejor protegido durante las operaciones de ferry y puede ser atendido, preparado, configurado o manipulado durante el vuelo previo al lanzamiento. El transporte interno también posibilita operaciones en tierra más sencillas, en comparación con el montaje debajo del fuselaje o del ala.
El sector espacial ya emplea a 45.000 personas en el Reino Unido, y Escocia representa una quinta parte de ese total. Se espera que los planes de Astraius creen más de 4000 puestos de trabajo en el área local, posicionando a Escocia como un actor fundamental en la competitiva industria espacial.
EOSX, una compañía que pretende revolucionar el turismo espacial, ha anunciado que realizará su primer vuelo “espacial” en 2023, respetando el calendario que ya anunciara en 2020. El primer vuelo se produciría desde Sevilla, y el segundo desde Emiratos Árabes.
Acaba de firmar un acuerdo por el que instalará su nave de fabricación de vehículos “NAO V” en el Polo Aeronáutico de Sevilla.
¿Por qué entrecomillamos “espacial” y no nos referimos al NAO V como nave espacial?
Como ya hiciéramos en 2020, y al contrario que la prensa, nos negamos a llamar a este tipo de vuelo “espacial” por el simple hecho de que no lo es. Aunque la propia web denomine a la altitud de vuelo de sus aeronaves “espacio cercano”, por definición y convención, el espacio no comienza hasta la línea de Karman. Estas aeronaves son globos estratosféricos y por tanto son vuelos estratosféricos, nunca espaciales. Ni por ello tampoco se puede hablar de nave espacial.
¿Por qué tampoco hablamos de vuelo suborbitales ni de órbitas bajas?
En la propia web de EOS, así como en la prensa, se habla de un sistema de vuelo de órbita baja. Sin embargo, las órbitas bajas (o LEO) empiezan en la línea de Karman y terminan en el cinturón de van Allen, por tanto, tampoco se puede considerar un vehículo de órbita baja.
En cuanto al vuelo suborbital, es un vuelo que implica salir al espacio y volver, pero sin llegar a entrar en órbita. Y ya sabemos que no se sale al espacio en un globo estratosférico.
La experiencia especial, que no espacial, estratosférica.
Aún así, un vuelo en globo estratosférico para contemplar la Tierra desde allí y ver la curvatura terrestre, debe ser una experiencia digna de vivir. Según la propia web de EOSX, la experiencia “espacial” incluiría
Día 1: presentación de los vehículos así como experiencias de realidad virtual
Día 2: experiencia en microgravedad (vuelo parabólico) y comida de Estrella Michelín en vuelo
Día 3: Día de tratamientos antiedad, superalimentros, traje hiperbárico y nutricionista
Día 4: Experiencia inmersiva basada en la colonización de la Luna y cena en restaurante futurista
Día 5: Desplazamiento en helicóptero hasta el punto de lanzamiento del globo estratosférico, vuelo en globo, recepción y ceremonia de graduación
Día 6: Día cultural, con visitas a museos, gastronomía, arte y atracciones turísticas locales, en función de si el vuelo se hace desde Sevilla o desde Emiratos, y de lo que solicite el cliente.
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