El uso de la tecnología de cohetes reutilizables fomenta las capacidades espaciales europeas
Los satélites modernos pueden utilizarse para infinidad de aplicaciones, desde la fotografía espacial y las telecomunicaciones hasta el internet de las cosas. La reducción de los costes de fabricación y lanzamiento relativos a esta tecnología también ha brindado un importante impulso a las operaciones, donde el sector privado desempeña un papel cada vez más importante. «En lugar de limitarse a lanzar un puñado de satélites grandes y caros, el sector está evolucionando hacia la puesta en órbita de cientos de satélites pequeños, interconectados a modo de grandes constelaciones y capaces de cumplir toda una serie de funciones», explica Xavier Llairó, miembro del proyecto RRTB y consejero de funciones corporativas de Pangea Aerospace en España.
Tecnología de recuperación y regreso a la base
Sin embargo, aunque muchos expertos confiaban en el lanzamiento de muchos satélites pequeños cada año, el número de despliegues reales ha sido menor de lo previsto. Una de las razones principales de este descenso radica en la falta de opciones de lanzamiento rentables. Con el objetivo de satisfacer mejor esta demanda, el equipo del proyecto RRTB, financiado con fondos europeos, pretendía hacer más eficientes y rentables los lanzamientos de satélites pequeños. En el centro de esta iniciativa se hallaba el concepto de reutilización, que el equipo comprendía como un elemento clave a la hora de aumentar la frecuencia de los lanzamientos y de reducir sus costes. «Centramos nuestros esfuerzos en diseñar una tecnología de recuperación y regreso a la base que permitiera el lanzamiento rentable de pequeñas cargas útiles de alta frecuencia hasta órbitas específicas», explica Llairó. El equipo del proyecto estudió y simuló el reingreso de las lanzaderas. Además, examinaron las capacidades de una aeropunta,que actuaría como un escudo térmico refrigerado de manera activa sin añadir, por ello, un peso adicional a la lanzadera. En el proyecto se estudió asimismo posibles diseños para los tanques de propelente criogénico empleados en las lanzaderas reutilizables.
Un reingreso hipersónico sin combustión
El concepto final propuesto, correspondiente a una pequeña lanzadera, incorpora varias de estas ideas innovadoras. Entre ellas figura la incorporación de una primera etapa reutilizable propulsada por una aeropunta, cuyo diseño permite que el vehículo sea un 15 % más eficiente que si utilizara motores tradicionales. Además, el motor funciona también como desacelerador aerodinámico con vistas al reingreso del satélite. «Descubrimos que la tobera de dicha “aeropunta” facilita un reingreso pasivo en la atmósfera sin necesidad de encender el motor, debido a su geometría y a su sistema de refrigeración», explica Llairó. «Esto significa que nos hallamos ante un eficaz escudo térmico refrigerado de manera activa». El mencionado concepto de reingreso hipersónico sin combustión podría ser un factor crucial a la hora de reducir los costes de lanzamiento, algo que el equipo de RRTB cree que podría ejercer un impacto significativo en la industria de las pequeñas lanzaderas. «En el proyecto Space X, por ejemplo, se activan tres motores durante el encendido de entrada, que dura 18 segundos», señala Llairó. «Cada uno de los tres motores consume 305 kg de propelente por segundo, lo que equivale a un gasto total de 16,5 t tan solo en esta maniobra. Este procedimiento reduce la capacidad de carga útil en 1,65 t». De este modo, la posibilidad de lograr un reingreso pasivo de la lanzadera sin encender los motores podría suponer un importante ahorro de costes e incrementar la capacidad de carga útil, dos aspectos cruciales para el lanzamiento de satélites pequeños. Junto a todo ello, el proyecto también estudió el uso de paracaídas como técnica recuperadora. Este recurso permitiría a los equipos de tierra rescatar el vehículo y volver a utilizarlo tras un ligero reacondicionamiento.
Avances en el diseño de lanzaderas reutilizables
Los resultados del proyecto RRTB han contribuido a impulsar los avances en el diseño de vehículos de lanzamiento reutilizables y han puesto de relieve consideraciones críticas que deben tenerse en cuenta a este respecto. Los próximos pasos de esta iniciativa pasan por el desarrollo de varias de las tecnologías clave descritas, como el uso de un dispositivo desacelerador de reingreso, métodos de aislamiento criogénico, sistemas de protección térmica y tanques criogénicos. «También llevamos a cabo un análisis económico de estos equipos a partir de variables como una reutilización, un reacondicionamiento y un reflote eficientes», subraya Llairó. «Con estos resultados, Europa está un paso más cerca de fabricar lanzaderas sostenibles y totalmente reutilizables, que ayudarán a impulsar el floreciente mercado de los satélites».
Palabras clave
RRTB, espacio, satélites, órbita, hipersónico, aeropunta, criogénico, propelente