WIRES ( Winged REusable Sounding rocket ) es un proyecto japonés que desarrolla un cohete suborbital reutilizable de una sola etapa con alas como banco de pruebas para un sistema de lanzamiento orbital reutilizable o un avión espacial suborbital tripulado . Se espera que el prototipo de tamaño completo, llamado WIRES-X, se lance en 2020. [ necesita actualización ]
Desde 2005, el Laboratorio de Sistemas Espaciales del Instituto de Tecnología de Kyushu en Japón ha estado desarrollando un cohete de prueba suborbital robótico alado reutilizable llamado WIRES (WInged REusable Sounding rocket) concebido como un proyecto de investigación hacia un futuro sistema de lanzamiento espacial totalmente reutilizable, [1] o incluso un avión espacial suborbital . [2] El proyecto es un esfuerzo colaborativo que incluye a JAXA , IHI Corporation , la industria y universidades japonesas, así como la Universidad de Texas en El Paso (UTEP), la Universidad del Sur de California (USC). [2]
La serie de cohetes suborbitales que se están desarrollando se denominan WIRES 13, WIRES 15 y WIRES-X, y todos ellos utilizan un motor que quema alcohol y oxígeno líquido como combustible. Se espera que la variante WIRES-X de tamaño completo se lance en 2020 para evaluar su posible uso como "primera etapa recuperable" de un sistema de lanzamiento orbital y, a largo plazo, como avión espacial suborbital tripulado para viajes comerciales. [2]
El concepto se basa en la forma aerodinámica original del HIMES (cohete de sondeo experimental altamente maniobrable) estudiado por el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas (ISAS, ahora parte de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ) en la década de 1980. [2] El proyecto está implementando un tamaño y una complejidad incrementales paso a paso en sus diseños.
A finales de 2009, el equipo de Kyutech completó los experimentos de vuelo de un cohete experimental de pequeña escala (7,1 kg) llamado WIRES 11 que utilizaba motores de cohetes sólidos; fue lanzado cinco veces a una altitud de 500 m. [3] Luego, en 2010, procedieron a la prueba de variantes ligeramente más grandes designadas WIRES 12 (34,5 kg y 1,5 m de largo) para volar hasta 1,1 km utilizando un cohete híbrido comercial llamado HyperTEK M1000. El sistema de recuperación incluía un parapente controlable y bolsas de aire. [3] [4]
El equipo lanzó luego WIRES 14 (50 kg y 1,5 m de longitud) para establecer la eficacia de la estructura del cuerpo y el nuevo sistema de recuperación. WIRES 14 es un cohete alado propulsado por un novedoso motor de cohete híbrido llamado CAMUI (CAscaded MUltistage Impinging-jet) que está siendo desarrollado por la Universidad de Hokkaido . [3] [5]
A finales de 2018, el proyecto WIRES está estudiando y desarrollando la aerodinámica, la navegación, el control de guía, la estructura compuesta, el sistema de propulsión y los tanques criogénicos para los modelos de prueba. [ cita requerida ] El cronograma de la arquitectura incluye al menos tres variantes preliminares más: un cohete sin alas llamado WIRES 13 y dos cohetes con alas llamados WIRES 15 y Wires-X; la variante WIRES-X será a escala real. [2]
WIRES 13 es un cohete de prueba a escala reducida propulsado por dos motores IPA-LOX (alcohol isopropílico y oxígeno líquido) que generan un empuje combinado total de 20 kN, que está siendo desarrollado por la Universidad del Sur de California (USC) para alcanzar una altitud objetivo de aproximadamente 6 km (3,7 mi). El cohete tiene una longitud de 4,6 m (15 ft) y una masa de 1.000 kg (2.200 lb). [2] WIRES 13 tiene como objetivo tocar tierra sin daños utilizando paracaídas de dos etapas y tres bolsas de aire. El objetivo del vuelo es la validación del sistema de telemetría y comunicación terrestre, el sistema de paracaídas de recuperación y el lanzamiento y funcionamiento de un motor líquido. [2]
WIRES 15 tiene la misma longitud y masa que WIRES 13; es un demostrador de tecnología a escala subprofunda propulsado por un motor LOX - metano de ciclo expansor completo desarrollado en colaboración con JAXA e IHI Corporation . Genera un empuje de 20 kN y está previsto que alcance una altitud de aproximadamente 6 km. [2] Para esta variante, Kyutech está colaborando con la Universidad de Texas en El Paso (UTEP), JAXA y otras instituciones. [ cita requerida ] WIRES 15 tiene como objetivo tocar tierra sin daños utilizando paracaídas de dos etapas y tres bolsas de aire. [2]
Las pruebas de vuelo de WIRES 13 y WIRES 15 se llevarán a cabo en las instalaciones de lanzamiento de FAR ( Friends of Amateur Rocketry , Inc.) en el desierto de Mojave en California, EE. UU., en mayo de 2018 y marzo de 2019 respectivamente. [2]
Una vez finalizadas las pruebas de vuelo de WIRES 13 y 15, se desarrollará el demostrador suborbital de tamaño real con alas, denominado WIRES-X, y se espera que su primer vuelo de prueba tenga lugar en 2020 para evaluar su control y rendimiento resultantes, que se espera que superen los 100 km (62 mi) de altitud. También se evaluará su potencial para ser utilizado como la primera etapa de un vehículo de lanzamiento de dos etapas a órbita. [2]
WIRES-X tiene una longitud total de 8,2 m (27 pies), una masa de lanzamiento de 4,6 toneladas y una capacidad de carga útil de 100 kg (220 lb). [2] Será propulsado por tres motores LOX-metano, cada uno de los cuales desarrolla un empuje de 20 kN. [2] [6]
Si el desarrollo de WIRES tiene éxito, los ingenieros del proyecto prevén una aplicación adicional del sistema como avión espacial tripulado suborbital para el turismo espacial . Las especificaciones teóricas del vehículo se muestran en la tabla.
Koichi Yonemoto, quien fue responsable del desarrollo en el Instituto de Tecnología de Kyushu, cofundó una empresa, Space Walker en 2017. [7] Desde que Yonemoto se transfirió de Kyutech a la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS) en 2019, Space Walker y TUS están desarrollando WIRES. [8] A partir de 2020 [actualizar], Space Walker tiene como objetivo lanzar un avión espacial suborbital no tripulado en 2024, el lanzamiento orbital de pequeños satélites en 2026 y un avión espacial suborbital tripulado en 2029. [9]
El modelo a subescala WIRES#014-3A se lanzó el 17 de marzo de 2020. [10]