Centrarse en la historia, los desafíos actuales y las perspectivas del Space Rider
– Noticias del 25 de abril de 2019 –
El desarrollo de transbordadores espaciales para transportar carga está de moda
Aunque es muy reservado, el transbordador autónomo estadounidense X-37B parece ser utilizado regularmente por el ejército estadounidense para largas estancias en el espacio. Ser capaz de enviar una carga útil a la órbita y recuperarse es una capacidad muy interesante, y no solo para los militares. Por el momento es una competencia que Europa no controla, pero esta situación podría cambiar en los próximos años.
Desde la década de 1970, el CNES y la ESA han estado muy interesados en el concepto de transbordador espacial, un vehículo orbital con ciertas propiedades de un cohete y ciertas propiedades de un avión. El principal interés de un transbordador es que es reutilizable, lo que en teoría debe reducir el costo de las misiones asociadas. En retrospectiva y la experiencia de los transbordadores estadounidenses, ahora sabemos que la realidad es más complicada. Europa, como los Estados Unidos, ha abandonado la idea de utilizar transbordadores espaciales para vuelos espaciales tripulados.
Sin embargo, el transporte de carga es una actividad mucho menos exigente. De este lado, el concepto de transbordador espacial está experimentando un verdadero renacimiento. El transbordador Boeing X-37B ha estado volando desde 2010. En los Estados Unidos, debería unirse al Sierra Nevada Dream Chaser dentro de unos años. En Europa, esperamos la llegada del Space Rider, un transbordador espacial reutilizable que finalmente le permitiría a Europa tener una forma independiente de llevar cargas útiles desde la órbita.
El transbordador espacial europeo Space Rider es el heredero del manifestante IXV
Se espera que el transbordador espacial Space Rider realice su primer vuelo en 2021. Sin embargo, su origen se puede rastrear mucho más. Europa siempre ha querido crear un transbordador espacial habitado, un proyecto conocido como Hermes que ocupó la ESA hasta principios de la década de 1990. Hermes habría sido un vehículo más ligero que el transbordador espacial estadounidense. Fue lanzado por un Ariane 5 para reemplazar su etapa superior. Es con este tipo de misión en mente que Ariane 5 ha sido diseñado. El sueño europeo de vuelo tripulado nunca se ha materializado desde entonces.
La ESA, sin embargo, no ha abandonado su ambición de crear un vehículo orbital reutilizable. En 1998, el tercer vuelo de un Ariane 5 se utilizó para lanzar el demostrador de reentrada atmosférica. Esta cápsula espacial tipo Apolo fue para validar una serie de tecnologías relacionadas con la reentrada atmosférica. La misión fue un éxito total. El escudo térmico de la cápsula espacial ha resistido muy bien las temperaturas cercanas a los 900 grados centígrados. Sus sistemas de vuelo lo hicieron aterrizar a solo cinco kilómetros del punto planeado. Este éxito llevó al desarrollo de un nuevo proyecto en 2005. Fue en Italia donde nació el impulso responsable del demostrador IXV (Vehículo Experimental Intermedio).
La idea es reanudar el vuelo de demostración realizado en 1998 pero con un vehículo completamente diferente. IXV no es muy similar a un transbordador X-37B. Forma parte de una categoría de vehículos espaciales llamados cuerpos de elevación, sin alas. Sin embargo, su fuselaje se estudia para generar un efecto de elevación a muy alta velocidad en la atmósfera. Esto reduce las restricciones durante una reentrada a velocidad orbital. Las alas son de hecho uno de los puntos de calentamiento más importantes para un vehículo tipo lanzadera. Por otro lado, cuando su velocidad se reduce lo suficiente, un cuerpo de elevación se vuelve muy inestable. Por lo tanto, no puede aterrizar deslizándose como Dream Chaser o X-37B.
El Space Rider aún enfrenta muchos desafíos
El diseño de dicho vehículo ha requerido muchos desarrollos nuevos para Italia y sus socios europeos. Una vez más, el corazón del problema es la protección térmica. La forma del IXV es completamente diferente de la forma del demostrador anterior. Por lo tanto, las lecciones que se pueden aprender de él son limitadas. A la manera del transbordador espacial estadounidense, el nuevo manifestante europeo debe regresar con la nariz apuntando hacia arriba.
También debe poder maniobrar aerodinámicamente. Para esto, está equipado con dos aletas dispuestas en la parte posterior. Como no puede aterrizar mientras se desliza, embarca en paracaídas que deben abrirse cuando su velocidad es lo suficientemente baja. IXV debe terminar su curso en el océano antes de ser recuperado.
El demostrador también está sujeto a restricciones de tamaño. De hecho, debe poder colocarse debajo de la nariz pequeña de un lanzador Vega, el cohete menos potente disponible para la ESA. Por lo tanto, IXV debe ser particularmente ligero y compacto.
Un primer vuelo de demostración del Space Rider tuvo lugar en 2015
Estos numerosos desafíos técnicos explican por qué es necesario esperar hasta 2015 para ver el vuelo de demostración de este mini transbordador espacial. El 11 de febrero de 2015, un lanzador Vega coloca IXV en una trayectoria balística. No llega a la órbita pero sube a una altitud de 412 km. Su velocidad también es muy cercana a la velocidad de una reentrada orbital. Esta vez, es un éxito. El transbordador espacial se comporta exactamente según lo planeado. Con sus sensores, puede recopilar información valiosa sobre su comportamiento durante todas las fases del vuelo. Esta información permite continuar el programa.
El año después de este vuelo de demostración, la ESA libera los primeros fondos para el desarrollo de un vehículo operativo. Debe ser capaz de llevar una carga útil a la órbita, permanecer allí por hasta dos meses y regresar a la Tierra de una pieza, el Space Rider. Esta vez, es principalmente la agencia espacial italiana y sus socios industriales los que impulsan el proyecto. El diseño de Space Rider es muy similar al diseño del IXV con algunas diferencias notables.
El Space Rider debe tener lugar bajo la nariz de un lanzador Vega C, significativamente más poderoso que el lanzador Vega que impulsó IXV, y su nariz también es más grande. No sería sorprendente que el Space Rider supere los 4,40 metros del demostrador. Esto permitirá que la nueva nave espacial europea embarque una carga útil de hasta 800 kg en nombre de uno o más clientes. Esto debería convertirlo en una verdadera herramienta multimisión que puede embarcarse en experimentos de microgravedad u observación de la Tierra, y tal vez desplegar satélites pequeños.
Las características del Space Rider permiten una gran adaptabilidad.
En órbita terrestre, el Space Rider podrá maniobrar mientras dure su estancia espacial. La etapa superior se utilizará como un módulo de servicio que proporcionará capacidad de propulsión a la nave espacial, así como a los paneles solares para el suministro de energía. Sin embargo, se eliminará justo antes de volver a ingresar.
El Space Rider optará por una estrategia de reentrada atmosférica un poco diferente de la estrategia de reentrada de su demostrador. Una vez que su velocidad se reduzca lo suficiente, terminará su carrera con un parapente en lugar de un paracaídas. Esto debería permitirle un gran control del final de su trayectoria. Su aterrizaje también se verá más como un avión con una alta velocidad horizontal. Este método de aterrizaje facilitará la recuperación porque, a diferencia del IXV, el Space Rider será reutilizable.
Al igual que su lanzador, el Space Rider despegará de Kourou, en la Guayana Francesa. Dependiendo del perfil de su misión, son posibles varios sitios de aterrizaje: Guyana, las Azores o la isla de Curazao ubicada en el Caribe. Más allá de su primer vuelo, que debería tener lugar alrededor de 2021, no está claro cuán importante será el Space Rider en la estrategia espacial europea. Según sus siglas, sigue siendo un manifestante. Por lo tanto, la ESA podría continuar desarrollando el concepto con otros vehículos espaciales en los próximos años.
Las posibilidades que ofrecen los transbordadores espaciales como el Space Rider son de interés para muchas personas
Sin embargo, el papel del Space Rider superará la simple demostración tecnológica. La ESA ya lanzó una llamada para llenar la bodega de la nave espacial durante sus diversos vuelos. A diferencia del X-37B, los militares no tendrán la exclusividad del Space Rider. Tampoco habrá restricciones sobre las nacionalidades de los clientes. El transbordador espacial podrá embarcar cargas de todo el mundo, institucionales o comerciales. Los clientes deberán compartir una bodega de carga de 1,2 metros cúbicos. No es muy grande, pero también debería ser posible realizar manipulaciones en órbita con un brazo robótico.
Aunque la ESA tendrá el control de las operaciones inicialmente, ya está previsto privatizar el Space Rider. Entonces probablemente caería en el redil de Arianespace alrededor de 2025. La compañía podría ofrecer un servicio de devolución de órbita, la oportunidad de destacarse con una oferta única. Según sus especificaciones, el Space Rider debe ser reutilizable al menos seis veces con seis meses de restauración entre cada vuelo. Todavía no sabemos si la primera copia se unirá a otras copias para constituir una flota real.
Probablemente dependerá del éxito comercial del primer Space Rider. Hasta ahora, el programa tiene la ventaja de ser relativamente económico con fondos muy limitados. Esto podría resultar en precios de lanzamiento y de retorno ligeramente más altos que los de un lanzamiento simple.
Los próximos años serán cruciales para Space Rider y para el desarrollo de naves espaciales europeas
Será necesario esperar unos años antes de hacer la pregunta sobre la viabilidad económica del pequeño transbordador. La futura nave espacial europea aún no ha pasado una revisión crítica y algunas pruebas en preparación para su primer vuelo, como el IXV. Podemos esperar algunas pruebas de caída tan pronto como este año. El sistema de descenso en parapente debe validarse en condiciones reales.
A pesar de su pequeño tamaño y su pequeño lanzador, el Space Rider será una revolución en las capacidades espaciales europeas. El mundo entero ahora está tratando de desarrollar vehículos espaciales altamente maniobrables en órbita con fines militares. Es tranquilizador ver que Europa está en el mismo camino, pero con un enfoque civil y comercial. Esperamos que el Space Rider tenga todo el éxito que se merece. Entonces podemos soñar que Europa podría hacer esta nueva habilidad, especialmente si agregamos a la ecuación un lanzador también reutilizable como Ariane Next. ¿Por qué no imaginar un Space Rider más masivo con una capacidad de acoplamiento? Tal vehículo podría traer y transportar carga desde la EEI, o incluso el LOP-G.
El primer vuelo de prueba del transbordador espacial Space Rider está programado para el 2020
– Noticias del 5 de diciembre de 2017 –
El transbordador espacial Space Rider se lanzará en 2021 gracias al cohete espacial Vega C. Ofrecerá a Europa una forma completamente independiente de realizar experimentos en órbita, que recuerda al transbordador X-37B Boeing. El transbordador espacial Space Rider estará en gran medida automatizado y reutilizable varias veces. Su diseño está inspirado en el transbordador experimental «IXV» (Vehículo eXperimental Intermedio) que realizó un vuelo suborbital en febrero de 2015. Para Europa, es un gran avance porque Europa sabe cómo enviar cargas útiles en órbita desde hace mucho tiempo, pero tiene dificultades para recuperarlos. El transbordador espacial experimental «IXV» ha validado el control del retorno atmosférico de un transbordador espacial.
Space Rider podrá transportar hasta 800 kg de carga en órbita baja, por períodos de varios meses. Se lanzará en el Centro Espacial de Guayana en Kourou, y regresará a Santa María, Azores. Potencialmente podría ser comercializado por Arianespace si el mercado es prometedor. Se espera que la fase de diseño preliminar de Space Rider se complete en 2018. El transbordador espacial continuará su diseño hasta el primer vuelo de prueba en 2020.
ESA desarrolla su lanzadera reutilizable, el Space Rider
– Noticias del 4 de julio de 2017 —
ESA presentó en el Salón Aeronáutico de París su proyecto de transbordador espacial llamado Space Rider. Europa quiere una forma de realizar experimentos en órbita y luego traerlos de regreso a la Tierra. Con esto en mente, se ha asignado un presupuesto de 32 millones de euros para el desarrollo de dicho concepto. Esta financiación se destina a Thales Alenia Space y al Centro de Investigaciones Espaciales de Italia.
Space Rider debería ser un transbordador espacial reutilizable completamente automático. Muy cerca del Boeing X-37B, podría transportar una carga útil de 800 kilos a 1000 kilos a una órbita baja a 400 km de altitud, y luego regresar automáticamente después de unos meses en el espacio. Pero el transbordador europeo sería mucho más pequeño que el de Boeing con una longitud estimada de 4 o 5 metros. También sería lanzado por una nueva versión de Vega, el cohete ligero de la Agencia Espacial Europea.
Imagen por el sitio web de ESA.
Fuentes
