Cuando está apilado y completamente cargado de combustible, Starship tiene una masa de aproximadamente 5000 t (11 000 000 lb), [b] un diámetro de 9 m (30 pies) [12] y una altura de 121,3 m (398 pies). [13] El cohete ha sido diseñado con el objetivo de ser completamente reutilizable para reducir los costos de lanzamiento; [14] consta del propulsor de primera etapa Super Heavy y la nave espacial Starship [15] que son propulsados por motores Raptor y Raptor Vacuum . [16] Los cuerpos de ambas etapas del cohete están hechos de acero inoxidable [17] y se fabrican apilando y soldando cilindros de acero inoxidable. [18] Estos cilindros tienen una altura de 1,8 m (5 pies 11 pulgadas), un grosor de 4 mm (0,16 pulgadas) y una masa de 1600 kg (3500 lb) cada uno. [18] Las cúpulas dentro de la nave espacial separan los tanques de metano y oxígeno. [18] SpaceX ha declarado que Starship, en su "diseño reutilizable básico", tendrá una capacidad de carga útil de 100 a 150 t (220 000 a 331 000 lb) en órbita terrestre baja y 27 t (60 000 lb) en órbita de transferencia geoestacionaria . [19] [20]
Propulsor superpesado
Super Heavy tiene 71 m (233 pies) de alto, 9 m (30 pies) de ancho, [12] y está compuesto por cuatro secciones generales: los motores, el tanque de combustible, el tanque de oxígeno y la etapa intermedia. [3] Elon Musk declaró en 2021 que el diseño final tendrá una masa seca de entre 160 t (350.000 lb) y 200 t (440.000 lb), con los tanques pesando 80 t (180.000 lb) y la etapa intermedia 20 t (44.000 lb). [3]
Tanques
Los tanques de propulsor en el Super Heavy están separados por un mamparo común, similar a los utilizados en las etapas S-II y S-IVB en el cohete Saturno V [21] [22] Después de la segunda prueba de vuelo de Starship , el diseño de la cúpula común se cambió a una cúpula más elíptica, [23] lo que ha cambiado la capacidad de propulsor de ambos tanques en una cantidad desconocida, pero probablemente insignificante. [24] Ambos tanques están fuertemente reforzados, con aproximadamente 74 largueros unidos a las paredes interiores de los tanques. [25] Los tanques del propulsor contienen 3.400 t (7.500.000 lb) de propulsor, [26] que consisten en 2.700 t (6.000.000 lb) de oxígeno líquido y 700 t (1.500.000 lb) de metano líquido. [c]
El tanque de metano tiene una cámara instalada en la cúpula delantera, lo que permite obtener imágenes del interior del tanque. [27] El combustible se alimenta a los motores a través de un único tubo de bajada, que termina en un gran colector de distribución sobre los motores. [28] El diseño de este colector se modificó cuando el Super Heavy pasó de tener veintinueve motores a treinta y tres, y el diseño más moderno presenta un cárter de metano dedicado en lugar de un colector de distribución directa. [29]
El tanque de oxígeno termina con la estructura de empuje del vehículo. Mientras que los veinte motores exteriores están montados en las paredes de la bahía de popa, los trece interiores están montados directamente en el disco de empuje, que es parte de la cúpula de popa. [29] Una gran estructura de acero está montada en la parte inferior de la cúpula, reforzando el disco de empuje lo suficiente para permitir su soporte de los trece motores interiores, al mismo tiempo que proporciona vías para que el metano y el oxígeno fluyan hacia los motores. [29] También se agregaron grandes deflectores de salpicaduras en esta región, comenzando en el Booster 10. [30] Se utiliza un tanque de cabecera para suministrar oxígeno líquido durante la quema de aterrizaje para los trece motores interiores. [31] El tubo de bajada de metano está parcialmente contenido dentro del tanque de cabecera, ya que el sumidero de metano está ubicado directamente debajo de él. [31] Cuatro chines están montados a los lados del tanque de oxígeno, que protegen los COPV y los tanques de CO2 para la extinción de incendios , además de proporcionar sustentación durante el descenso. [32]
Propulsión
Super Heavy está propulsado por treinta y tres motores Raptor , que están alojados dentro de un compartimento de protección dedicado. [33] Este compartimento no está presente antes de la instalación del motor, por lo tanto, los propulsores son aproximadamente tres metros más cortos antes de la instalación del motor. [34] Los veinte motores exteriores, dispuestos en un solo anillo, están en una posición fija. [33] Para ahorrar peso, estos motores se ponen en marcha utilizando un equipo de soporte terrestre en el soporte de lanzamiento y no se pueden volver a encender para las quemas posteriores. [35] Los trece motores interiores están unidos a un adaptador, que se apoya directamente contra el conjunto de cúpula de popa/disco de empuje. [36] Estos motores están equipados con actuadores de cardán y son capaces de volver a encenderse para las quemas de aterrizaje y de refuerzo. [37] Después de la primera prueba de vuelo de Starship , este sistema de cardán se cambió de un sistema hidráulico a uno eléctrico, lo que permitió la eliminación de las unidades de potencia hidráulica. [38] Este cambio se realizó en la etapa superior después de la segunda prueba de vuelo . Durante el ascenso y el retroceso, los motores extraen propulsor de los tanques principales, y el oxígeno líquido se extrae de un tanque de cabecera dedicado durante el aterrizaje. [39] Al igual que el sistema de control del vector de empuje, el blindaje del motor, que aísla los motores individuales en caso de falla, se actualizó después de la primera prueba de vuelo de Starship, junto con el sistema de extinción de incendios . [38] Este sistema utiliza tanques de CO2 para purgar los compartimentos individuales del motor durante el vuelo, así como una purga de nitrógeno mientras se está en la plataforma de lanzamiento. [40] La bahía de popa tiene dieciocho respiraderos visibles en el exterior del propulsor, que se cree que están conectados a los veinte motores externos, [40] mientras que los motores centrales se ventilan directamente debajo de la plataforma de lanzamiento. [40]
La versión actual del propulsor produce un total de 69,9 MN (15 700 000 lb f ) (más del doble que la primera etapa del Saturno V ), [41] y se espera que este total aumente a 80,8 MN (18 200 000 lb f ) para los propulsores del Bloque 2 y más tarde hasta 98,1 MN (22 100 000 lb f ) con el vehículo del Bloque 3. [41] Estas versiones posteriores pueden tener hasta treinta y cinco motores. [42] La columna combinada de los motores produce grandes diamantes de choque en el escape durante la combustión de ascenso. [43]
Durante el vuelo sin motor en la atmósfera superior, la autoridad de control es proporcionada por propulsores de gas frío alimentados con gas residual . [44] [45] Cuatro respiraderos perpendiculares están ubicados dentro de la etapa intermedia, colocados en un ángulo de cuarenta y cinco grados desde los puntos duros. [44] Además, cuatro respiraderos "de cencerro" están ubicados justo debajo de la cúpula común, que apuntan hacia los motores, aunque en un ligero ángulo. [44]
Entre etapas
La etapa intermedia también está equipada con cuatro aletas de rejilla accionadas eléctricamente hechas de acero inoxidable, cada una con una masa de 3 t (6.600 lb). [46] Estas aletas de rejilla están emparejadas, y las aletas de cada par están separadas sesenta grados entre sí, a diferencia del propulsor Falcon 9 , que tiene aletas de rejilla de titanio montadas a noventa grados entre sí. [47] [48] Esto se hace para mejorar el control en el eje de cabeceo. [48] Además, estas aletas permanecen extendidas durante el ascenso para ahorrar peso. [3] La etapa intermedia también tiene puntos duros salientes , ubicados entre las aletas de rejilla, lo que permite que el propulsor sea levantado o atrapado por la torre de lanzamiento. [49] La capacidad de levantar un propulsor desde estos puntos duros se demostró el 23 de agosto de 2022, cuando el Booster 7 fue elevado a OLM A. [50] La primera captura de un propulsor ocurrió el 13 de octubre de 2024, utilizando el Booster 12. [51]
Animación de la integración de Super Heavy al soporte de lanzamiento, utilizando brazos mecánicos.
Después del primer vuelo de prueba de Starship , todos los propulsores tienen una etapa intermedia ventilada adicional de 1,8 m [52] de altura para permitir la puesta en escena en caliente . [53] Durante la puesta en escena en caliente, Super Heavy apaga todos menos 3 de sus motores, [54] [55] mientras que la segunda etapa enciende sus motores antes de separarse, por lo que la segunda etapa "se despega" de la primera etapa dando elevación adicional. [54] La etapa intermedia ventilada contiene una cúpula para proteger la parte superior de Super Heavy de los motores de la segunda etapa. [53] [55] Elon Musk ha afirmado que este cambio podría resultar en un aumento del 10% en la carga útil a la órbita terrestre baja . [55] A partir del Booster 11, la etapa intermedia se desecha después de completar la quema de refuerzo, para reducir la masa durante el descenso. [56] A partir de junio de 2024, SpaceX no tiene intención de deshacerse de la etapa intermedia cuando vuele los propulsores Block 2 y Block 3, ya que la etapa intermedia se integrará directamente en el vehículo. [56]
Nave espacial Starship
El Bloque 1 actual de la nave espacial Starship tiene 50,3 m (165 pies) de alto, 9 m (30 pies) de diámetro y tiene 6 motores Raptor , 3 de los cuales están optimizados para su uso en el espacio exterior. [12] [57] Está previsto que el futuro Bloque 3 de la nave espacial Starship tenga 3 motores Raptor Vacuum adicionales para aumentar la capacidad de carga útil. La bahía de carga útil del Bloque 1 de Starship, que mide 17 m (56 pies) de alto por 8 m (26 pies) de diámetro, es la más grande de cualquier vehículo de lanzamiento activo o planificado; su volumen interno de 1000 m3 ( 35 000 pies cúbicos) es ligeramente mayor que el volumen presurizado de la Estación Espacial Internacional . [58] SpaceX también proporcionará una configuración de bahía de carga útil de 22 m (72 pies) de alto para cargas útiles aún más grandes. [19]
Diagrama de la estructura interna de una nave espacial Block 1. En este diagrama no se muestran los flaps: los flaps traseros están ubicados en la parte inferior (o a la izquierda en esta orientación) y los flaps delanteros están ubicados en la parte superior (aquí, a la derecha) de la nave espacial.
La Starship tiene una capacidad total de combustible de 1200 t (2 600 000 lb) [59] entre sus tanques principales y tanques de cabecera. [60] Los tanques de cabecera están mejor aislados debido a su posición y están reservados para su uso para voltear y aterrizar la nave espacial después del reingreso . [61] Un conjunto de propulsores de control de reacción , que utilizan la presión en el tanque de combustible, controlan la actitud mientras se está en el espacio. [62]
Aleta de nave espacial
La nave espacial tiene cuatro flaps en el cuerpo para controlar la orientación de la nave espacial y ayudar a disipar la energía durante la entrada atmosférica , [63] compuestos por dos flaps delanteros y dos flaps traseros. Según SpaceX, los flaps reemplazan la necesidad de alas o plano de cola , reducen el combustible necesario para el aterrizaje y permiten aterrizar en destinos en el Sistema Solar donde no existen pistas (por ejemplo, Marte). [64] : 1 Bajo los flaps delanteros, se utilizan puntos duros para levantar y atrapar la nave espacial a través de brazos mecánicos. [49] Las bisagras de los flaps están selladas en cubiertas aerodinámicas porque de lo contrario se dañarían fácilmente durante el reingreso. [3]
El escudo térmico del S20 está siendo reparado.
Escudo térmico
El escudo térmico de Starship está compuesto por dieciocho mil [65] [66] baldosas negras hexagonales que pueden soportar temperaturas de 1.400 °C (2.600 °F). [67] [68] Está diseñado para proteger el vehículo durante la entrada atmosférica y para ser utilizado varias veces con un mantenimiento mínimo entre vuelos. [69] Las baldosas a base de sílice [70] están unidas a Starship con pasadores [68] y tienen pequeños espacios entre ellas para permitir la expansión térmica . [3] Después de IFT-4, SpaceX agregó una capa ablativa secundaria debajo del escudo térmico primario. [71] La masa total del escudo térmico y la capa ablativa es de 10,5 t (23.000 lb). [72]
El sistema de aterrizaje humano Starship (HLS) es una variante de módulo de aterrizaje tripulado del vehículo Starship que se modificaría para aterrizar, operar y despegar desde la superficie lunar. [74] Cuenta con patas de aterrizaje, un panel solar montado en el cuerpo , [75] un conjunto de propulsores montados en el medio del cuerpo para ayudar con el aterrizaje final y el despegue, [75] dos esclusas de aire , [74] y un elevador para bajar a la tripulación y la carga a la superficie lunar. [76]
Se han dado estimaciones variables sobre el número de lanzamientos de buques cisterna necesarios para abastecer completamente de combustible a la HLS, que van desde "entre cuatro y ocho" hasta un número "de unos diez". [77] [78] Según se informa, estos lanzamientos tendrán que ser en "rápida sucesión" para poder gestionar las limitaciones de programación y la evaporación del combustible criogénico. [77] Cuando esté completamente abastecido de combustible, la Starship HLS está diseñada para aterrizar 100 t (220.000 lb) de carga útil en la Luna. [79] [80] [81]
Motor Raptor
Motor Raptor 1 optimizado para el nivel del mar, mayo de 2020
Raptor es una familia de motores de cohetes desarrollados por SpaceX para su uso en vehículos Starship y Super Heavy . Quema oxígeno líquido y metano en un ciclo de potencia de combustión por etapas de flujo completo eficiente y complejo . El motor Raptor utiliza metano como combustible en lugar de queroseno porque el metano brinda un mayor rendimiento y evita la acumulación de depósitos en el motor debido a la coquización . [82] [83] El metano también se puede producir a partir de dióxido de carbono y agua utilizando la reacción de Sabatier . [84] Los motores están diseñados para reutilizarse muchas veces con poco mantenimiento. [85]
El Raptor funciona con una relación de mezcla de oxígeno y metano de aproximadamente 3,6:1 , inferior a la relación de mezcla estequiométrica de 4:1 necesaria para una combustión completa, ya que operar a temperaturas más altas derretiría el motor. [3] Los propulsores salen de los prequemadores y se inyectan en la cámara de combustión principal como gases calientes en lugar de gotas de líquido, lo que permite una mayor densidad de potencia ya que los propulsores se mezclan rápidamente por difusión . [82] El metano y el oxígeno están a temperaturas y presiones lo suficientemente altas como para encenderse al contacto , lo que elimina la necesidad de encendedores en la cámara de combustión principal. [86] La estructura del motor en sí es principalmente de aluminio, cobre y acero; las turbobombas y los colectores del lado del oxidante sujetos a llamas corrosivas ricas en oxígeno están hechos de una superaleación SX500 similar al Inconel . [86] Algunos componentes están impresos en 3D . [87]
Un motor Raptor 2 produce 2,3 MN (520.000 lbf) con un impulso específico de 327 segundos (3,21 km/s) al nivel del mar y 350 segundos (3,4 km/s) en el vacío. [86] El vacío del Raptor , utilizado en la etapa superior de Starship, está modificado con una extensión de boquilla enfriada regenerativamente hecha de tubos de acero soldados, lo que aumenta su relación de expansión a aproximadamente 90 y su impulso específico en el vacío a 380 segundos (3,7 km/s). [3] La cámara de combustión principal funciona a una presión de 350 bar (5100 psi) que supera la de cualquier motor de cohete operativo anterior. [82] El rango de cardán del Raptor es de 15°, más alto que los 12,5° del RS-25 y los 5° del Merlin. SpaceX ha declarado que su objetivo es lograr un costo de producción por unidad de 250.000 dólares estadounidenses al iniciar la producción en masa. [86]
Versiones
El 4 de abril de 2024, Elon Musk proporcionó una actualización sobre Starship en Starbase , donde se anunciaron dos nuevas versiones de Starship, Block 2 y Block 3. [89] [90]
Bloque 1
A partir del 13 de octubre de 2024, el Bloque 1 se ha utilizado para las 5 pruebas de vuelo integradas . [91] [92]
Bloque 2
A partir de abril de 2024, no se conocen las especificaciones exactas del vehículo Block 2; sin embargo, las naves Block 2 contarán con un diseño de flap delantero más delgado, un aumento del 25% en la capacidad de propulsor, una etapa intermedia ventilada integrada y un aumento en el empuje. [93] [94] El vehículo será un total de 3,1 m (10 pies) más alto que el vehículo Block 1 anterior, y está previsto que tenga una capacidad de carga útil de al menos 100 toneladas para orbitar cuando se reutilice. [93] Además, el tipo de motor cambiará a Raptor 3 , lo que elimina la necesidad de un blindaje secundario del motor. [95] La capacidad para fabricar el Bloque 2 se hizo posible ya que una gran parte de la Starfactory se puso en servicio en 2024. [96]
Bloque 3
A junio de 2024, se desconoce la configuración final del Bloque 3. La configuración más reciente, como se describe en los documentos reglamentarios presentados a la FAA, tiene una altura de 150 m (490 pies). [42] La segunda etapa de Starship contará con 9 motores Raptor, mientras que el propulsor Super Heavy tendrá hasta 35. [42] Se planea que tenga una capacidad de carga útil de al menos 200 toneladas para orbitar cuando se reutilice. [97]
Está previsto que las cargas útiles se integren en Starship en una instalación separada y luego se transporten hasta el sitio de lanzamiento . [98] Luego, Super Heavy y Starship se apilarán en su soporte de lanzamiento y se cargarán con combustible a través del brazo de desconexión rápida de la nave (SQD) y la desconexión rápida del propulsor (BQD). [49] El SQD y el BQD se retraen, los treinta y tres motores de Super Heavy se encienden y el cohete despega. [49]
Una breve animación del aterrizaje de Super Heavy sobre brazos mecánicos. La velocidad real del aterrizaje es varias veces más lenta.
Aproximadamente 159 segundos después del lanzamiento [99] a una altitud de aproximadamente 64 km (40 mi), Super Heavy apaga todos menos tres de sus motores de cohete de cardán central . [100] : 58 Starship luego enciende sus motores mientras todavía está conectado al propulsor y se separa. [101] Durante la puesta en escena en caliente, el propulsor reduce sus motores. [101] El propulsor luego gira, antes de encender diez motores adicionales para una "quema de refuerzo" [102] que detiene toda velocidad hacia adelante. Después de la quema de refuerzo, los motores del propulsor se apagan con Super Heavy en una trayectoria para un descenso controlado al sitio de lanzamiento usando sus aletas de rejilla para correcciones menores del curso. Después de seis minutos, poco antes de aterrizar, [103] enciende sus 13 motores internos, luego apaga todos menos los 3 internos, [104] para realizar un encendido de aterrizaje que lo desacelera lo suficiente para ser atrapado por un par de brazos de accionamiento hidráulico unidos a la torre de lanzamiento. [105] [106] El aterrizaje y captura del propulsor se demostró con éxito por primera vez el 13 de octubre de 2024, con el aterrizaje del Booster 12. [107] [108]
Mientras tanto, la nave espacial Starship continúa acelerando a velocidad orbital con sus seis motores Raptor. [109] Una vez en órbita, se planea que la nave espacial pueda ser reabastecida por otra variante de cisterna Starship. [110] Musk ha estimado que se necesitarían 8 lanzamientos para reabastecer completamente una Starship en órbita terrestre baja. [111] La NASA ha estimado que se necesitarían 16 lanzamientos en corta sucesión (debido a la ebullición del propulsor criogénico) para reabastecer parcialmente a Starship para un aterrizaje lunar. [77] Para aterrizar en cuerpos sin atmósfera, como la Luna, Starship encenderá sus motores para reducir la velocidad. [112] Para aterrizar en cuerpos con atmósfera, como la Tierra y Marte, Starship primero reduce la velocidad ingresando a la atmósfera usando un escudo térmico . [14] La nave espacial realizaría entonces una maniobra de "giro de panza" sumergiéndose a través de la atmósfera en un ángulo de 60° con respecto al suelo, [113] controlando su caída utilizando cuatro flaps en la parte delantera y trasera de la nave espacial. [62] Poco antes del aterrizaje, los motores Raptor se encienden, [62] utilizando combustible de los tanques de cabecera, [61] para realizar una maniobra de "giro de aterrizaje" para volver a una orientación vertical, con el cardán de los motores Raptor ayudando a maniobrar la nave. [62] Las variantes lunares y cisterna no vuelven a entrar en la atmósfera y, por lo tanto, no tienen un sistema de protección térmica .
Si la segunda etapa de Starship aterriza en una plataforma, un elevador hidráulico móvil la moverá hasta un vehículo transportador. Si aterriza en una plataforma flotante , será transportada en una barcaza hasta un puerto y luego será transportada por carretera. La Starship recuperada será posicionada en el soporte de lanzamiento para otro lanzamiento o será reacondicionada en una instalación de SpaceX . [98] : 22
Desarrollo
Primeros conceptos de diseño (2012-2019)
Elon Musk, director ejecutivo de SpaceX, sostiene un modelo de BFR.
En noviembre de 2005, [114] antes de que SpaceX lanzara su primer cohete, el Falcon 1 , [115] el director ejecutivo Elon Musk mencionó por primera vez un concepto de cohete de alta capacidad capaz de lanzar 100 t (220 000 lb) a la órbita baja de la Tierra , denominado BFR . [114] Más tarde, en 2012, Elon Musk anunció públicamente por primera vez sus planes de desarrollar un cohete que superara las capacidades del Falcon 9 existente de Space X. [116] SpaceX lo llamó Mars Colonial Transporter , ya que el cohete debía transportar humanos a Marte y de regreso. [117] En 2016, el descriptor se cambió a Sistema de Transporte Interplanetario , ya que se planeó que el cohete también viajara más allá de Marte. [118] El diseño conceptual requería una estructura de fibra de carbono , [119] una masa de más de 10 000 t (22 000 000 lb) cuando estaba completamente cargado de combustible, una carga útil de 300 t (660 000 lb) hasta la órbita terrestre baja y al mismo tiempo ser completamente reutilizable. [119] En 2017, el concepto fue rebautizado nuevamente como BFR . [120]
En diciembre de 2018, el material estructural se cambió de compuestos de carbono [121] [119] a acero inoxidable, [122] [123] marcando la transición de los primeros conceptos de diseño de Starship. [122] [113] [124] Musk citó numerosas razones para el cambio de material; bajo costo y facilidad de fabricación, mayor resistencia del acero inoxidable a temperaturas criogénicas , así como su capacidad para soportar altas temperaturas. [125] [113] En 2019, SpaceX comenzó a referirse a todo el vehículo como Starship, y la segunda etapa también se llamó Starship y el refuerzo Super Heavy . [126] [127] [128] También anunciaron que Starship usaría baldosas de protección térmica reutilizables similares a las del transbordador espacial . [129] [130] El diseño de la segunda etapa también se había asentado en seis motores Raptor en 2019: tres optimizados para el nivel del mar y tres optimizados para el vacío . [131] [132] En 2019, SpaceX anunció un cambio en el diseño de la segunda etapa, reduciendo el número de flaps traseros de tres a dos para reducir el peso. [133] En marzo de 2020, SpaceX publicó una Guía del usuario de Starship, en la que afirmaron que la carga útil de Starship a LEO superaría las 100 t (220 000 lb), con una carga útil a GTO de 21 t (46 000 lb). [19]
Pruebas de vuelo a baja altitud (2019-2021)
Saltamontes estrellaa SN6
Las primeras pruebas comenzaron con la construcción del primer prototipo en 2018, Starhopper , que realizó varios incendios estáticos y dos vuelos exitosos a baja altitud en 2019. [134] SpaceX comenzó a construir los primeros prototipos de etapa superior de tamaño completo Starship MK1 y Mk2 antes de 2019, en las instalaciones de SpaceX en Boca Chica , Texas , y Cocoa, Florida , respectivamente. [135] Ninguno de los prototipos voló: Mk1 fue destruido en noviembre de 2019 durante una prueba de estrés por presión y la instalación de Mk2 en Florida fue deconstruida a lo largo de 2020. [136] [70]
Después de los prototipos Mk, SpaceX comenzó a nombrar sus nuevos prototipos de etapa superior de Starship con el prefijo "SN", abreviatura de " número de serie ". [137] Ningún prototipo entre SN1 y SN4 voló tampoco: SN1 y SN3 colapsaron durante las pruebas de estrés de presión, y SN4 explotó después de encender su quinto motor. [138]
En junio de 2020, SpaceX comenzó a construir una plataforma de lanzamiento para vuelos orbitales de Starship. [49] El primer prototipo con capacidad de vuelo, SN5 , era cilíndrico , ya que no tenía flaps ni cono de morro: solo un motor Raptor, tanques de combustible y un simulador de masa . [139] El 5 de agosto de 2020, SN5 realizó un vuelo de 150 m (500 pies) de altura y aterrizó con éxito en una plataforma cercana. [140] El 3 de septiembre de 2020, la Starship SN6 de aspecto similar repitió el salto; [141] más tarde ese mes, un motor de vacío Raptor experimentó su primer encendido de duración completa en McGregor, Texas . [142]
SN8 a SN15
SN8 poco después de despegar, diciembre de 2020Animación por computadora que muestra una prueba de vuelo a gran altitud exitosa
La Starship SN8 fue el primer prototipo de etapa superior de tamaño completo, aunque carecía de escudo térmico. [143] Se sometió a cuatro pruebas preliminares de fuego estático entre octubre y noviembre de 2020. [138] El 9 de diciembre de 2020, SN8 voló, apagando lentamente sus tres motores uno por uno, y alcanzó una altitud de 12,5 km (7,8 mi). Después de que SN8 se lanzara de regreso al suelo, sus motores se vieron obstaculizados por la baja presión del tanque colector de metano durante el intento de aterrizaje, lo que provocó un fuerte impacto con la plataforma de aterrizaje y la posterior explosión del vehículo. [62]
Debido a que SpaceX había violado su licencia de lanzamiento e ignorado las advertencias de que el daño por ondas de choque estaba empeorando , la Administración Federal de Aviación investigó el incidente durante dos meses. [144] Durante el lanzamiento del SN8, SpaceX ignoró las advertencias de la FAA de que el perfil de vuelo planteaba un riesgo de explosión. [144] [145] [146] El jefe de la división espacial de la FAA, Wayne Monteith, dijo que la violación de SpaceX era "incompatible con una fuerte cultura de seguridad", y criticó a la empresa por proceder con el lanzamiento "basándose en 'impresiones' y 'suposiciones', en lugar de controles de procedimiento y afirmaciones positivas". [144]
El 2 de febrero de 2021, la Starship SN9 despegó a 10 km (6,2 mi) en una trayectoria de vuelo similar a la de la SN8. El prototipo se estrelló al aterrizar porque un motor no se encendió correctamente. [147] Un mes después, el 3 de marzo, la Starship SN10 despegó en la misma trayectoria de vuelo que la SN9. [148] El vehículo aterrizó con fuerza y aplastó sus patas de aterrizaje, inclinándose hacia un lado. [149] Se observó un incendio en la base del vehículo y explotó menos de diez minutos después, [150] posiblemente debido a una ruptura del tanque de propulsor. [149] El 30 de marzo, la Starship SN11 voló en una espesa niebla a lo largo de la misma trayectoria de vuelo. [151] El vehículo explotó durante el descenso, [151] posiblemente debido al exceso de propulsor en la turbobomba de metano de un Raptor. [152]
En marzo de 2021, la empresa reveló un plan de construcción público para dos plataformas de lanzamiento suborbitales , dos plataformas de lanzamiento orbital, dos plataformas de aterrizaje, dos puestos de prueba y un gran parque de tanques de propulsor. [153] La empresa pronto propuso desarrollar el circundante Boca Chica Village, Texas , en una ciudad empresarial llamada Starbase . [153] Los lugareños expresaron su preocupación por la autoridad, el poder y una posible amenaza de desalojo a través del dominio eminente de SpaceX . [154]
A principios de abril, comenzaron a montarse los tanques de almacenamiento de combustible de la plataforma de lanzamiento orbital. [49] SN12 a SN14 fueron desechados antes de su finalización; SN15 fue seleccionado para volar en su lugar, [155] debido a la mejora de la aviónica , la estructura y los motores. [150] El 5 de mayo de 2021, SN15 se lanzó, completó las mismas maniobras que los prototipos más antiguos y aterrizó de manera segura. [155] SN15 tuvo un incendio en el área del motor después del aterrizaje, pero se extinguió. [150] Según un informe posterior de SpaceX, SN15 experimentó varios problemas durante el aterrizaje, incluida la pérdida de presión del tanque y un motor. [156] : 2
Pruebas de vuelo integradas (2023–)
En junio de 2022, la Administración Federal de Aviación determinó que SpaceX debe abordar más de 75 problemas identificados en la evaluación ambiental preliminar antes de que puedan comenzar las pruebas de vuelo integradas. [157]
En julio de 2022, Booster 7 probó las turbobombas de oxígeno líquido en los treinta y tres motores Raptor, lo que resultó en una explosión en la base del vehículo, que destruyó una tubería de presión y causó daños menores a la plataforma de lanzamiento. [158] A fines de noviembre, Ship 24 había realizado 2 incendios de prueba estáticos, [159] : 20 mientras que Booster 7 había realizado 6 incendios de prueba estáticos [160] [159] : 20 y finalmente el 9 de febrero de 2023, un incendio estático con 31 motores al 50% del acelerador. [161] En enero de 2023, toda la pila Starship se sometió a un ensayo general húmedo completo . [162]
Después de un intento de lanzamiento abortado el 17 de abril de 2023, [163] el Booster 7 y la Nave 24 despegaron el 20 de abril a las 13:33 UTC en la primera prueba de vuelo orbital. [164] Tres motores se desactivaron durante la secuencia de lanzamiento y varios más fallaron durante el vuelo. [165] El booster perdió más tarde el control de vectorización de empuje de los motores Raptor, lo que provocó que el cohete girara fuera de control. [165] El vehículo alcanzó una altitud máxima de 24 mi (39 km). [166] Aproximadamente 3 minutos después del despegue , se activó el sistema de terminación de vuelo autónomo del cohete, aunque el vehículo dio vueltas durante otros 40 segundos antes de desintegrarse. [167] [168] [169] La primera prueba de vuelo arrojó grandes cantidades de arena y tierra al aire, alcanzando comunidades dentro de un radio de 10,7 km (6,6 mi). [170] [171] [172] También se produjo un incendio forestal en un parque estatal cercano, que quemó 3,5 acres de dicho parque. [173]
Después del primer vuelo de prueba, SpaceX comenzó a trabajar en el soporte de lanzamiento para reparar el daño que sufrió durante la prueba y evitar problemas futuros. Se reforzó la base de la torre de lanzamiento y se construyó un deflector de llama impulsado por agua debajo del soporte de lanzamiento. [174] Ship 25 y Booster 9 fueron trasladados a los sitios de lanzamiento suborbital y orbital en mayo para someterse a múltiples pruebas. [175] [176]
El 18 de noviembre de 2023, el Booster 9 y la Ship 25 despegaron de la plataforma. [177] Los 33 motores continuaron funcionando hasta la puesta en escena, donde la segunda etapa se separó empujándose lejos de la primera etapa usando una técnica de puesta en escena en caliente . [102] Después de la separación, el booster Super Heavy completó su maniobra de giro e inició la combustión de retroceso antes de explotar después de múltiples fallas sucesivas del motor. [102] [178] [179] A los tres minutos y medio de vuelo a una altitud de ~90 km sobre el Golfo de México, el bloqueo en un filtro de oxígeno líquido provocó que uno de los motores fallara de una manera que resultó en la destrucción del booster. [180]
La segunda etapa continuó hasta alcanzar una altitud de ~149 kilómetros (93 mi), después de más de ocho minutos de vuelo; antes del corte del motor, se perdió la telemetría en la segunda etapa. [102] SpaceX dijo que un comando seguro basado en datos de rendimiento del vuelo activó el sistema de terminación del vuelo y destruyó la segunda etapa, [102] antes de alcanzar su órbita planificada o intentar el reingreso. [181] Pareció reingresar unos cientos de millas al norte de las Islas Vírgenes , según los datos del radar meteorológico de la NOAA . [182]
Después de la segunda prueba de vuelo (en la que se perdieron ambas etapas), se implementaron cambios significativos, incluida la actualización del sistema de control del vector de empuje de Starship a un control del vector de empuje eléctrico (TVC) [183] y medidas para retrasar la ventilación de oxígeno líquido (LOX) [183] hasta después de que se haya producido el corte del motor de Starship (SECO).
El IFT-3 se lanzó desde las instalaciones de SpaceX Starbase a lo largo de la costa sur de Texas alrededor de las 8:25 CDT el 14 de marzo de 2024, coincidentemente el 22 aniversario de su fundación. [184] [185] Al igual que el IFT-2, los 33 motores del propulsor se encendieron y la separación de etapas fue exitosa. [186] El B10 realizó una quema de refuerzo , sin embargo, el aterrizaje planeado en el Golfo de México no fue exitoso, ya que explotó a 462 m (1,516 pies) sobre la superficie. [104]
La propia nave espacial Starship, después de alcanzar la velocidad espacial y orbital, realizó varias pruebas después de apagar el motor, incluida la iniciación de una demostración de transferencia de propulsor y una prueba del dispensador de carga útil. [187] [188] Intentó reingresar a la atmósfera , [104] [189] y a una altitud de alrededor de 65 km (40 mi), toda la telemetría de Ship 28 se detuvo, lo que indica una pérdida del vehículo. [190] Esta prueba de vuelo demostró una transferencia de propulsor criogénico, al transferir propulsor de los tanques de cabecera de Ship a sus tanques principales mientras estaba en el espacio, una tecnología que se requiere para que Starship HLS salga de la órbita terrestre baja (LEO). El resultado de esta prueba fue declarado exitoso por la NASA y SpaceX. Se están realizando análisis de datos adicionales sobre la dinámica de fluidos , como el chapoteo y la ebullición del propulsor. [191] [192] [193]
Cuarta prueba de vuelo
La cuarta prueba de vuelo integrada de la configuración completa de Starship se lanzó el 6 de junio de 2024 a las 7:50 AM CDT. [194] Los objetivos del vuelo de prueba eran que el propulsor Super Heavy aterrizara en una "torre virtual" en el océano y que la nave sobreviviera al calentamiento máximo durante el reingreso atmosférico. [195] La prueba de vuelo fue exitosa en ambos aspectos, con Super Heavy logrando un amerizaje suave y la nave sobreviviendo al reingreso atmosférico y un amerizaje controlado. [196]
En abril de 2024, Musk declaró que uno de los objetivos era intentar un aterrizaje en la torre de refuerzo basándose en el desempeño exitoso del refuerzo en el vuelo 4. Las pruebas del vehículo comenzaron en mayo de 2024. [197] SpaceX afirmó que B12 y S30 estaban listos para lanzarse a principios de agosto, antes de la aprobación regulatoria. [198] SpaceX voló S30 y B12 el 13 de octubre de 2024, con B12 regresando al sitio de lanzamiento para una captura exitosa por primera vez, y S30 amerizando con éxito en el Océano Índico. [199]
Sexta prueba de vuelo
El barco 31, programado para el vuelo 6, completó una prueba criogénica exitosa en julio de 2024 y un incendio estático en septiembre. [200] [201]
Costo y financiación
SpaceX desarrolla la Starship principalmente con financiación privada . [202] [128] [1] El director financiero de SpaceX, Bret Johnsen, reveló en el tribunal que SpaceX ha invertido más de 3 mil millones de dólares en las instalaciones de Starbase y los sistemas Starship desde julio de 2014 hasta mayo de 2023. [1] Elon Musk declaró en abril de 2023 que SpaceX esperaba gastar alrededor de 2 mil millones de dólares en el desarrollo de Starship en 2023. [203] [204] En una respuesta de 2024 a una demanda, SpaceX declaró que el coste del programa Starship era de aproximadamente 4 millones de dólares al día. [205] : 25–26 Añadiendo que cualquier día de retraso en el programa Starship representaba una pérdida de 100.000 dólares. [205] : 25–26
Musk ha teorizado que un lanzamiento orbital de Starship podría eventualmente costarle a SpaceX solo $ 1 millón. [206] El director de investigación de Eurospace, Pierre Lionnet, declaró en 2022 que el precio de lanzamiento de Starship para los clientes probablemente sería más alto debido al costo de desarrollo del cohete. [207]
En 2022, la NASA le otorgó a SpaceX un contrato de precio fijo de $ 1.15 mil millones para un segundo módulo de aterrizaje lunar para Artemis IV . [209] El mismo año, SpaceX recibió un contrato de cinco años de $ 102 millones para desarrollar el programa Rocket Cargo para la Fuerza Espacial de los Estados Unidos . [214]
Historial de lanzamiento
Los vehículos Starship se han lanzado 5 veces para pruebas de vuelo a lo largo de 2 años, con un resultado de 3 éxitos ( 60%) y 2 fracasos. El Starship Block 1 se ha lanzado cinco veces entre abril de 2023 y octubre de 2024, y será reemplazado por naves del Block 2 después de otro vuelo. [215] Se espera que los propulsores del Block 1 vuelen más lejos en el futuro. [216]
^ SpaceX declaró que ambos lanzamientos fueron un éxito
^ ab Cualquier vuelo controlado al agua, sin recuperación
Misiones potenciales
Enlace estelar
SpaceX planea usar Starship para lanzar la segunda generación de satélites para el sistema Starlink de SpaceX , que actualmente ofrece Internet de alta velocidad a más de 70 países. [217] Un analista de la empresa de servicios financieros Morgan Stanley afirmó que el desarrollo de Starship y Starlink están entrelazados, y que la capacidad de lanzamiento planificada de Starship permite lanzamientos más baratos de Starlink y las ganancias de Starlink financian los costos de desarrollo de Starship. [218] En déficit desde su inicio hasta fines de 2022, [219] se informó por primera vez que Starlink tuvo un flujo de caja positivo en el primer trimestre de 2023, [220] [221] aunque Elon Musk dijo que Starlink solo había alcanzado el "flujo de caja de equilibrio" en 2023. [222] En diciembre de 2023, la FCC emitió una denegación final de un subsidio de $ 885 millones a Starlink debido a la "continua incapacidad de Starlink para lanzarse con éxito en el cohete Starship". [223]
Starship HLS fue inicialmente elegido por la NASA como el único sistema de aterrizaje humano lunar para las misiones tripuladas Artemis III y Artemis IV planificadas , como parte del programa Artemis . [74] [224] Starship HLS se lanzará a una órbita terrestre baja y se reabastecerá con múltiples naves espaciales cisterna Starship. [225] : 4, 5 Una vez cargado de combustible, realizaría una quema de inyección translunar y entraría en una órbita de halo casi rectilínea [226] alrededor de la Luna, con un periluno de 1.500 km (930 mi) ocurriendo sobre el polo norte y un apoluno de 70.000 km (43.000 mi) ocurriendo sobre el polo sur. [226] [225] : 4, 5 La nave espacial Orion luego se acoplaría a Starship HLS y dos de sus cuatro tripulantes se transferirían a Starship HLS. [227] [225] : 4, 5 La nave espacial HLS utilizaría entonces sus motores para realizar un descenso propulsado y aterrizar cerca del polo sur lunar . [225] : 4, 5 Después de que la tripulación realice la parte de superficie de su misión, la HLS ascendería con la tripulación. [225] : 4, 5 La tripulación luego se trasladaría a la nave espacial Orión y regresaría a la Tierra. [225] : 4, 5
Astronomía
Los astrónomos han pedido que se considere la mayor masa de Starship para orbitar y la bahía de carga más amplia para los telescopios espaciales propuestos como LUVOIR , y que se desarrollen telescopios más grandes para aprovechar estas capacidades. [228] [229] El ancho de carenado de 9 m (30 pies) de Starship podría sostener un espejo de telescopio espacial de 8 m (26 pies) de ancho en una sola pieza, [228] aliviando la necesidad de un despliegue complejo como el del espejo de 6,5 m (21 pies) del JWST , que agregó costos y demoras. [229] Ariane 5 impuso un límite de ~6.500 kg al peso del telescopio. [230] Mientras que el bajo costo de lanzamiento de Starship también podría permitir que las sondas usen materiales más pesados, más comunes y más baratos, como vidrio en lugar de berilio para espejos de telescopios grandes. [229] [207] Con un espejo de 5 t (11 000 lb) construido utilizando métodos similares al espejo del telescopio espacial Hubble , el JWST representaría solo el 10 % de la masa que podría entregar una Starship (reabastecida) al punto L2 Sol-Tierra y, por lo tanto, minimizar el peso del telescopio no habría sido una consideración de diseño dominante. [229]
La encuesta de 2020 de las Academias Nacionales de Ciencias recomendó el Observatorio de Mundos Habitables (HWO); el observatorio espacial, que requiere un vehículo de lanzamiento de carga súper pesada, buscará señales de vida en exoplanetas . [230] El equipo del HWO espera el éxito de los grandes lanzadores debido a su importancia crítica para la misión del HWO. [230] Lee Feinberg, arquitecto principal del HWO de la NASA [230] y gerente del JWST, [231] se mantiene en comunicación con SpaceX para rastrear el progreso de Starship y los ha visitado en 2024 con ese mismo propósito. [230] El Observatorio de Mundos Habitables de la NASA tendrá un espejo de 6 a 8 metros por ahora, pero su diseño debería ser flexible para aprovechar los lanzadores con potencialmente el doble de masa y volumen para cuando se lance en la década de 2040. [230] El ex arquitecto del JPL de la NASA , Casey Handmer, cree que el HWO es demasiado conservador en comparación con lo que es posible con Starship. [230] Handmer sostiene que Starship permite que los telescopios escalen hasta el punto de obtener imágenes de exoplanetas a nivel de la superficie , quizás lo suficientemente grandes como para detectar patrones de migración estacional . [230]
Carga de cohetes
En enero de 2022, SpaceX recibió un contrato de cinco años por 102 millones de dólares para desarrollar el programa Rocket Cargo para la Fuerza Espacial de los Estados Unidos . [214] El contrato de cinco años tiene como objetivo "determinar exactamente lo que puede lograr un cohete cuando se usa para el transporte de carga", [232] y verá al Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea recopilar datos durante los lanzamientos comerciales de Starship. [232] El contrato incluye una eventual misión de demostración con el lanzamiento y aterrizaje de una Starship cargada de carga en un vuelo punto a punto.
El Departamento de Defensa ha planeado una prueba con Starship como parte de su programa para demostrar la capacidad de desplegar rápidamente hasta 100 toneladas de carga y suministros, una capacidad que denomina entrega punto a punto (P2PD). Se prevé que la prueba se realice en el año fiscal 2025 o 2026. [233]
Una carga útil futura es el satélite de comunicaciones Superbird-9 , que fue el primer contrato de Starship para satélites comerciales fabricados externamente. [238] Otra carga útil planificada es la estación espacial Starlab , que Starship lanzará en una sola pieza. [239]
En el futuro, la versión tripulada de la nave espacial podría utilizarse para el turismo espacial , por ejemplo, para el tercer vuelo del programa Polaris . [240]
Las investigaciones realizadas en el marco del Proyecto Lyra determinaron que, con reabastecimiento de combustible en LEO, una nave espacial podría enviar una nave espacial a Oumuamua en un viaje que duraría 20 años. [241] Se requeriría asistencia gravitatoria en Júpiter. [241]
Casos de uso potenciales
Ciencia espacial
Las opiniones difieren sobre cómo el bajo costo de lanzamiento planeado de Starship podría afectar el costo de la ciencia espacial. Según Waleed Abdalati , ex científico jefe de la NASA , el bajo costo de lanzamiento planeado podría reducir el costo de reemplazo de satélites y permitir misiones más ambiciosas para programas con presupuesto limitado debido al mayor porcentaje del presupuesto total tomado por los costos de lanzamiento para misiones de menor presupuesto. [242] Según Lionnet, el bajo costo de lanzamiento podría no reducir significativamente el costo general de una misión científica: del costo de la misión de la sonda espacial Rosetta y el módulo de aterrizaje Philae de $ 1.7 mil millones, el costo del lanzamiento (por el prescindible Ariane 5 ) solo representó el diez por ciento. [242] De manera similar, la misión Juno tuvo un presupuesto total de $ 1.13 mil millones, [243] con un costo de lanzamiento de $ 190 millones [244] que representa solo el diecisiete por ciento del presupuesto.
Una Starship completamente recargada podría lanzar observatorios de 100 t (220.000 lb) a la Luna y al punto de Lagrange L2 Sol-Tierra. [229] Una Starship completamente recargada también podría ser capaz de lanzar sondas a Neptuno , la luna Ío de Júpiter , o grandes misiones de retorno de muestras . [110] Los astrofísicos han señalado que Starship podría desplegar múltiples antenas de hasta 30 m (98 pies) de longitud, abriendo la radioastronomía a frecuencias inferiores a 30 MHz y longitudes de onda superiores a 10 m (33 pies). [229] Esto daría la capacidad de estudiar las Edades Oscuras del Universo , inviables en la Tierra debido a la atmósfera y al fondo de radio humano. [229]
Transporte
Un posible uso futuro de Starship que SpaceX ha propuesto son los vuelos punto a punto (llamados vuelos "Tierra a Tierra" por SpaceX), viajando a cualquier lugar de la Tierra en menos de una hora. [245] [232] Musk afirmó que SpaceX completaría cientos de vuelos de carga antes de lanzarse con pasajeros humanos. [246]
Colonización espacial
Según SpaceX, Starship está destinado a poder aterrizar tripulaciones en Marte, [247] : 120 aunque SpaceX no ha publicado planes técnicos o diseños sobre los sistemas de soporte vital de Starship , protección radiológica , sistema de acoplamiento o sistema de reabastecimiento de combustible en órbita para Marte. [248] [249] La nave espacial sería lanzada a la órbita baja de la Tierra y reabastecida en órbita antes de dirigirse a Marte. [250] Después de aterrizar en Marte, la reacción de Sabatier podría usarse para sintetizar metano líquido y oxígeno líquido, el combustible de Starship, en una planta de energía a gas . [251] Los recursos crudos de la planta serían agua marciana y dióxido de carbono marciano . [84] En la Tierra, se podrían usar tecnologías similares para fabricar propulsor neutro en carbono para el cohete. [252] Hasta la fecha, ha habido un experimento de prueba de concepto ( MOXIE ) que demuestra la extracción de oxígeno del dióxido de carbono marciano, y George Dvorsky, escribiendo para Gizmodo, comentó que no estamos "ni remotamente cerca" de convertir esto "en algo práctico". [75]
SpaceX y Musk han declarado su objetivo de colonizar Marte para asegurar la supervivencia a largo plazo de la humanidad , [207] [253] con la ambición de haber enviado un millón de personas a Marte para 2050. [254] En marzo de 2022, estimó que el primer aterrizaje tripulado en Marte podría ocurrir en 2029. [255] Este cronograma ha sido criticado como poco realista por Kevin Olsen, un físico de la Universidad de Oxford , Inglaterra, quien ha dicho que "la colonia necesita convertirse en una fábrica" para producir aire, combustible y agua, ya que es "fundamentalmente imposible crear un ambiente completamente cerrado en el espacio", y que la tecnología para hacerlo está "muy, muy por detrás de la tecnología de los vuelos espaciales y la construcción de viviendas". [256] Serkan Saydam, profesor de ingeniería minera de la Universidad de Nueva Gales del Sur , Australia, afirmó que la humanidad actualmente carece de la tecnología necesaria para establecer una colonia marciana, y probablemente carecerá de la capacidad para establecer una ciudad marciana con un millón de personas para el año 2050. [256]
Starbase consta de una instalación de fabricación y un sitio de lanzamiento, [257] y está ubicada en Boca Chica, Texas. Ambas instalaciones funcionan las veinticuatro horas del día. [18] Un máximo de 450 empleados a tiempo completo pueden estar en el sitio. [98] : 28 Se planea que el sitio consista en dos sitios de lanzamiento, una instalación de procesamiento de carga útil, una granja solar de siete acres y otras instalaciones. [98] : 34–36 La compañía arrienda el terreno de Starbase para la instalación de investigación STARGATE , propiedad de la Universidad de Texas Rio Grande Valley . Utiliza parte de él para el desarrollo de Starship. [258]
Los motores Raptor se prueban en las instalaciones de Rocket Development en McGregor, Texas. La instalación tiene dos bancos de pruebas principales: un banco horizontal para ambos tipos de motores y un banco vertical para motores de cohetes optimizados para el nivel del mar. [259] En el futuro, una fábrica cercana, que a partir de septiembre de 2021 [update]estaba en construcción, fabricará la nueva generación de Raptor para el nivel del mar, mientras que la sede de SpaceX en California continuará construyendo el Raptor Vacuum y probando nuevos diseños. [259]
En Florida, una instalación en Cocoa purifica sílice para las baldosas de protección térmica de Starship, produciendo una suspensión que luego se envía a una instalación en Cabo Cañaveral. En el pasado, los trabajadores construyeron el prototipo Starship MK2 en competencia con las tripulaciones de Starbase. [70] Está previsto que el Centro Espacial Kennedy , también en Florida, albergue otras instalaciones de Starship, como un sitio de lanzamiento de Starship en el Complejo de Lanzamiento 39A y una instalación de producción en Roberts Road. Esta instalación de producción se está ampliando desde el "Hangar X", la instalación de almacenamiento y mantenimiento de los cohetes propulsores Falcon. Incluirá un edificio de 30.000 m2 ( 320.000 pies cuadrados), un muelle de carga y un lugar para construir secciones de la torre de integración. [260] Junto al Centro Espacial Kennedy habrá un sitio de lanzamiento adicional en el Complejo de Lanzamiento Espacial 37 de Cabo Cañaveral , probablemente para dar servicio a misiones para el propietario del complejo, la Fuerza Espacial de los Estados Unidos .
Sitios de lanzamiento
Base estelar
Montaje de lanzamiento orbital A en construcción en Starbase, agosto de 2021
Se planea que Starbase albergue dos sitios de lanzamiento, llamados Pad A y Pad B. [98] : 34 Un sitio de lanzamiento en Starbase tiene grandes instalaciones, como un parque de tanques , un soporte de lanzamiento orbital y una torre de integración. [98] Hay instalaciones más pequeñas presentes en el sitio de lanzamiento: tanques que rodean el área que contienen metano, oxígeno, nitrógeno, helio, fluido hidráulico , etc.; [98] : 161 subenfriadores cerca del parque de tanques enfrían el propulsor usando nitrógeno líquido; y varias tuberías están instaladas en grandes instalaciones. [49] Cada parque de tanques consta de ocho tanques, suficientes para soportar un lanzamiento orbital. [49] El soporte de lanzamiento actual en Pad A tiene un desviador de llama impulsado por agua , veinte abrazaderas que sostienen el refuerzo y un soporte de desconexión rápida que proporciona combustible líquido y electricidad al refuerzo Super Heavy antes de que despegue. [49]
La torre de integración o torre de lanzamiento consta de secciones de armadura de acero , un pararrayos en la parte superior, [261] y un par de brazos mecánicos que pueden levantar, atrapar y recuperar el propulsor. [49] La decisión de atrapar el propulsor con los brazos se tomó para reducir la masa del cohete y la complejidad mecánica al eliminar la necesidad de patas de aterrizaje, así como para permitir una reutilización más rápida al colocar el cohete directamente de nuevo en la plataforma de lanzamiento. [156] : 2 Los brazos mecánicos están unidos a un carro y controlados por una polea en la parte superior de la torre. [49] La polea está vinculada a un cabrestante y un carrete en la base de la torre mediante un cable. [49] Usando el cabrestante y el carro, los brazos mecánicos pueden moverse verticalmente, con el apoyo de cojinetes unidos a los lados del carro. [49] Un actuador hidráulico lineal mueve los brazos horizontalmente. Las pistas están montadas en la parte superior de los brazos, que se utilizan para posicionar el propulsor o la nave espacial. [49] La torre está montada con un brazo de desconexión rápida que se extiende y se contrae desde la nave espacial Starship; sus funciones son similares al soporte de desconexión rápida que alimenta el propulsor. [49]
Florida
La construcción de la torre de lanzamiento de Starship se puede ver (derecha) en LC-39A en enero de 2024 mientras continúan los lanzamientos de Falcon 9
En junio de 2024, Blue Origin y United Launch Alliance (ULA) proporcionaron comentarios como parte del proceso de EIS, ambos objetando el impacto que las operaciones de lanzamiento de Starship pueden tener en sus propias actividades en el sitio. [264] Blue Origin sugirió varias mitigaciones, incluyendo permitir que otros operadores se opongan a un lanzamiento de Starship que entraría en conflicto con uno propio, limitar las operaciones de Starship a horarios particulares o expandir el número de plataformas de lanzamiento en el área para reducir el impacto de lanzamientos conflictivos. [265] ULA sugirió que los reguladores impidan por completo el lanzamiento de Starship en Florida porque un Starship completamente cargado requeriría una zona de evacuación tan grande que impediría que otros operadores usen sus instalaciones, y el ruido generado por lanzamientos repetitivos podría ser perjudicial para quienes viven o trabajan cerca. [266] [267] Elon Musk sugirió que los comentarios de las dos compañías eran falsos y que su verdadera motivación era impedir el progreso de SpaceX mediante la guerra legal . [264]
La compañía también ha propuesto construir otra plataforma de lanzamiento de Starship en el cercano Complejo de Lanzamiento Espacial 37 de Cabo Cañaveral (SLC-37), que quedó vacante en 2024 tras el retiro del cohete Delta IV . Ese año, la Fuerza Espacial de los Estados Unidos comenzó el proceso de preparación de un EIS que evaluara los posibles impactos de la nueva infraestructura y una cadencia de lanzamiento de hasta 76 veces al año en el SLC-37. [267] [268] [269]
Ambos procesos EIS deben completarse antes de que SpaceX reciba autorización para lanzar Starship desde Florida, lo que probablemente no ocurrirá hasta fines de 2025. [264] Las torres y los brazos mecánicos en los sitios deberían ser similares a los de Starbase, con mejoras obtenidas de la experiencia en Boca Chica. [260]
Respuestas al desarrollo de Starship
Para competir con SpaceX y cerrar su brecha tecnológica con la empresa, la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China y otros actores aeroespaciales en China han estado trabajando en su propio equivalente de Starship: el cohete de carga superpesada Long March 9 , [270] que también está diseñado para eventualmente ser completamente reutilizable. [271] En 2021, la Academia China de Tecnología de Vehículos de Lanzamiento (CALT) mostró un video renderizado de un cohete que se destacó por ser "sorprendentemente" similar a Starship en apariencia y función. [272] En un evento de 2022 organizado por la Federación Astronáutica Internacional y la Sociedad China de Astronáutica , la CALT comunicó que estaba realizando una investigación sobre un vehículo de lanzamiento tripulado propulsado por propulsor de metano LOX, con una segunda etapa que era muy similar a la de Starship. [273]
En 2021, los miembros del Congreso expresaron su preocupación por la respuesta de la FAA a las violaciones de la licencia de lanzamiento de SpaceX tras la explosión de SN8, pidiendo a la FAA que "resista cualquier posible influencia indebida en la toma de decisiones sobre seguridad del lanzamiento". [146] En 2023, antes del segundo vuelo de prueba orbital de Starship , el vicepresidente de SpaceX y ex ingeniero de la NASA Bill Gerstenmaier hizo declaraciones en el Senado de los Estados Unidos sobre la importancia de la innovación a la luz de la "competencia estratégica de actores estatales como China". [276] [277] [278] Dijo que SpaceX tenía un contrato con la NASA para utilizar Starship para aterrizar astronautas estadounidenses en la Luna antes de que lo hiciera China, [279] [276] y que la campaña de vuelos de prueba de Starship se estaba retrasando por "vientos en contra regulatorios y burocracia innecesaria" no relacionada con la seguridad pública. [277] [280]
Tras la segunda prueba de vuelo integrada de Starship, la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (GAO) hizo recomendaciones a la FAA para "mejorar su proceso de investigación de accidentes", y concluyó que históricamente han permitido que el operador de lanzamiento lleve a cabo su propia investigación con la supervisión de la FAA. [281]
Varios grupos ambientalistas han presentado demandas contra la FAA y SpaceX, alegando que las evaluaciones ambientales se pasaron por alto debido a la influencia política y financiera de Musk. [282]
Notas
^ La masa bruta es la suma de la masa del propulsor (1.200.000 kg) y la masa vacía aproximada (100.000 kg).
^ Masa seca del Super Heavy : 200 t (440 000 lb); Masa seca del Starship: 100 t (220 000 lb); Masa del propulsor del Super Heavy: 3400 t (7 500 000 lb); [3] Masa del propulsor del Starship: 1200 t (2 600 000 lb). [11] El total de estas masas es de aproximadamente 5000 t (11 000 000 lb).
^ El 78% de 3.400 t (7.500.000 lb) son 2.700 t (6.000.000 lb) de oxígeno líquido.
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