Un vehículo espacial es la combinación de una nave espacial y su vehículo de lanzamiento que la lleva al espacio. Los primeros vehículos espaciales eran sistemas de lanzamiento descartables , que utilizaban un cohete de una o varias etapas para transportar una nave espacial relativamente pequeña en proporción al tamaño y la masa totales del vehículo. [1] Una excepción temprana a esto, el transbordador espacial , consistía en un vehículo orbital reutilizable que transportaba tripulación y carga útil, apoyado por un tanque de propulsor externo descartable y dos cohetes propulsores de combustible sólido reutilizables .
Actualmente, la industria privada está desarrollando sistemas de lanzamiento reutilizables .
Las primeras naves o vehículos espaciales se conocían a veces como " naves espaciales ", [2] [3] un término que proviene de la ciencia ficción para designar un vehículo hipotético que viaja más allá de la órbita baja de la Tierra y es 100% reutilizable, necesitando únicamente ser reabastecido como un avión.
En la novela de Julio Verne De la Tierra a la Luna de 1865 , se realizan exitosos intentos de lanzar a tres personas en un proyectil con el objetivo de que alunicen. En 1880, The Pall Mall Gazette describió el Columbiad de Verne como una "nave espacial", el primer uso registrado de este término. [4]
El concepto de "nave espacial" (o "nave cohete") se desarrolló aún más en la ciencia ficción del siglo XX, como Flash Gordon , como un vehículo unificado autónomo, presumiblemente propulsado por cohetes , capaz de llegar a un destino extraterrestre manteniendo su estructura intacta y requiriendo solo reabastecimiento de combustible, como un avión. La tecnología de cohetes del mundo real no lo hizo posible; mientras que el avión requiere una cantidad de combustible que ocupa una fracción relativamente pequeña del tamaño y la masa totales, el cohete requiere un oxidante para operar en el vacío del espacio. [5] Tampoco puede usar aire atmosférico como su propulsor ; esta función la cumple el combustible y el oxidante de alto volumen y alta masa. Además, la gran cantidad de energía requerida para alcanzar al menos una velocidad orbital terrestre baja requiere una proporción extremadamente alta de propulsor con respecto a la masa seca del vehículo. Además, las tecnologías estructurales de mediados del siglo XX hicieron imposible construir un solo conjunto de tanques de propulsor capaces de contener suficiente masa para alcanzar la velocidad requerida. Por lo tanto, los vehículos de lanzamiento multietapa desechables fueron la opción de diseño necesaria cuando comenzaron los vuelos espaciales a fines de la década de 1950. Sin embargo, a partir de la década de 1990, se inició el trabajo de desarrollo de dichos vehículos espaciales unitarios de una sola etapa a órbita (SSTO) con proyectos como X-33 , Roton , McDonnell Douglas DC-X y Skylon . Para 2020, la mayoría de los proyectos de desarrollo de SSTO habían fracasado con la excepción de Skylon, que continúa en desarrollo.
La mayoría de los vehículos espaciales que se utilizan actualmente son desechables, diseñados para transportar una única carga al espacio, pero no para su recuperación y reutilización. Suelen estar compuestos por varias etapas que se desprenden en secuencia a medida que el vehículo gana velocidad y altitud y se agota el combustible .
Los sistemas de lanzamiento reutilizables son capaces de lanzar múltiples cargas útiles y pueden recuperarse después de cada uso. Los únicos vehículos espaciales totalmente reutilizables que se utilizan actualmente son New Shepard y SpaceShipTwo . Ambos realizan vuelos espaciales suborbitales . SpaceX está desarrollando su Starship para que sea un vehículo espacial orbital totalmente reutilizable.