Saenger o Sänger fue un diseño conceptual de Alemania Occidental para un avión espacial de dos etapas en órbita . Lleva el nombre de Eugen Sänger , que fue una figura clave en el desarrollo del concepto para la empresa aeroespacial Junkers . [2] [3]
Su primera encarnación, denominada Saenger I , comenzó a desarrollarse durante la década de 1960. La empresa aeroespacial alemana Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) produjo conceptos para su uso como avión de pasajeros hipersónico y como vehículo de lanzamiento de dos etapas para desplegar diversas cargas útiles, incluidos astronautas a través del avión espacial conceptual Horus (Hypersonic Orbital Upper Stage), en orbita. Estas ideas contaron con el apoyo del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), lo que llevó a que se realizaran más estudios detallados como parte de un estudio hipersónico a nivel nacional.
Durante la década de 1980, el gobierno alemán se interesó cada vez más en el proyecto para su uso como sistema de lanzamiento reutilizable , lo que resultó en que el proyecto obtuviera apoyo oficial y se comenzara a trabajar en una versión ampliada del vehículo, conocida como Saenger II . El trabajo en el proyecto se terminó en 1995 como consecuencia de los elevados costos previstos y de la percepción de que las mejoras en el rendimiento eran limitadas (en comparación con los sistemas de lanzamiento prescindibles existentes , como el cohete Ariane 5 ).
A principios de la década de 1940, el ingeniero y científico espacial alemán Eugen Sänger produjo los diseños iniciales de un avión cohete de dos etapas . [3] Propuesto en el contexto de la Segunda Guerra Mundial , se propuso que los aviones previstos tuvieran fines militares; En concepto, este vehículo habría sido capaz de viajar a velocidades de hasta 17.000 kilómetros por hora, atravesar el océano Atlántico y lanzar una carga útil de una tonelada de armamento sobre objetivos en la costa este de los Estados Unidos , incluida la ciudad de Nueva York . Si bien un avión de este tipo nunca se construyó en ese momento, como concepto sirvió como punto de partida para trabajos posteriores. [3]
Durante las décadas de 1960 y 1970, Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) reanudó el trabajo en el concepto, que pasó a ser conocido como Saenger. [4] El proyecto de estudio llamó la atención del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), que lo adoptó formalmente como concepto de referencia para un programa hipersónico de Alemania Occidental . Saenger fue visto como un potencial avión de pasajeros, que habría sido más grande y más rápido que el Concorde anglo-francés , así como por su uso para lanzar cargas útiles a la órbita terrestre baja (LEO). [4] Otro uso potencial clave para este tipo fue como primera etapa de una plataforma de lanzamiento de dos etapas para una nave espacial prevista, que se conocía como Horus (Etapa superior orbital hipersónica), así como un módulo de carga no tripulado, que se conocía como como Cargus (Etapa superior de carga). [4] También se creía que, en teoría, Saenger habría sido capaz de reducir los costos de lanzamiento de cargas útiles a órbita de 3.500 dólares por libra a 500 dólares por libra; El costo de lanzamiento proyectado se consideró un argumento económico importante para continuar con el desarrollo. [5]
A mediados de la década de 1980, el interés oficial en el programa Saenger se hizo cada vez más prominente. [6] En junio de 1985, se realizó una presentación formal sobre el sistema de lanzamiento Saenger ante el consejo de la Agencia Espacial Europea (ESA). [7] En este punto, la ESA tenía tres proyectos en competencia para considerar, además de Saenger, siendo los franceses Hermes y HOTOL . Según la publicación aeroespacial Flight International , desde el principio resultó evidente que ya sería difícil obtener financiación de la ESA, tanto por la falta de presupuesto disponible de la agencia como por la aparente falta de apoyo político al programa. [7] Si bien el apoyo alemán a Saenger estuvo presente, también hubo un deseo ampliamente sentido de que la ESA restara importancia y restara prioridad al desarrollo y despliegue de programas espaciales tripulados independientes, centrándose en su lugar en la utilización de las capacidades existentes y otros programas de investigación relacionados con el espacio. [8]
El gobierno de Alemania Occidental llegó a un acuerdo para financiar las obras de desarrollo del Saenger; esto tenía como objetivo trabajar en una demostración de componentes, que estaba programada para realizarse entre 1993 y 1999, y un prototipo, que debía estar terminado en el año 2000. [9] A lo largo de la primera fase, que se había previsto que duraría hasta 1992, el Ministerio de Investigación de Alemania Occidental aportó 122 millones de dólares, el 7 por ciento de su presupuesto relacionado con el espacio, mientras que el DLR aportó 48 millones de dólares, la Sociedad Alemana de Investigación aportó 17 millones de dólares y la industria alemana invirtió otros 22 millones de dólares. [10] Durante agosto de 1988, se estableció la primera configuración del Saenger. [11]
En ese momento, el tiempo y el costo previstos para completar por completo el trabajo de desarrollo eran de 12.000 millones de dólares en el transcurso de 20 años. [12] Sin embargo, la atención dentro del gobierno alemán no se centró únicamente en Saenger; un avión espacial rival Hermes , que había sido aprobado por la Agencia Espacial Europea (ESA), también atrajo la atención y se consideró que contaba con un apoyo más amplio entre los socios europeos. [12] En 1995, el proyecto se suspendió principalmente debido a preocupaciones sobre los costos de desarrollo y ganancias limitadas en precio y rendimiento en comparación con los sistemas de lanzamiento espacial existentes, como el cohete Ariane 5 . [13]
El Saenger era un avión hipersónico altamente aerodinámico , similar en tamaño a un avión de pasajeros Boeing 747 convencional y capaz de despegar como un avión convencional. [4] Como avión convencional, se proyectó que habría sido capaz de alcanzar velocidades de crucero de hasta Mach 4,4 en un rango de 11.000 kilómetros y transportar alrededor de 230 pasajeros; esto era más del doble de la velocidad, alcance y capacidad del Concorde anglo-francés , el único avión de pasajeros supersónico operativo que tuvo servicio a largo plazo. [14] El Saenger habría sido propulsado por una disposición de seis motores turborreactores híbridos ; [5] [15] Según la publicación aeroespacial Flight International , "la clave del éxito es, sin duda, la disponibilidad de motores a reacción muy avanzados para la nave nodriza". [7]
El Saenger estaba destinado a ser desarrollado para diversas funciones. Para los lanzamientos espaciales, se habría utilizado como nave nodriza para el lanzamiento aéreo de cargas útiles a la órbita. [4] Tal como se había previsto, habría transportado un avión espacial orbital pilotado más pequeño , conocido como Horus (Horizontal Upper Stage); Horus se habría utilizado principalmente para dar servicio y abastecer a estaciones espaciales mediante el transporte de diversas cargas útiles, incluidas entre 4.000 y 6.000 libras de carga y hasta seis astronautas , en una órbita de 270 millas. [5] Se anticipó el empleo de etapas superiores adicionales, incluido el vehículo Cargus (Cargo Upper Stage) no tripulado y desechable, que se habría utilizado para transportar cargas útiles de entre 5 y 15 toneladas a la órbita terrestre baja (LEO). [4] La propulsión del Cargus habría reutilizado elementos del cohete Ariane 5 . [5] En una configuración de lanzamiento espacial, Saenger habría despegado de manera convencional y ascendido hasta una altitud máxima de 100.000 pies y una velocidad máxima de Mach 6, después de lo cual la segunda etapa se habría separado y comenzado su ascenso a órbita con propulsión independiente. . [7]
Se estudió en profundidad el uso de Saenger como avión de pasajeros hipersónico; como habría volado a altitudes muy elevadas, se habrían reducido considerablemente los niveles de ruido a nivel del suelo, lo que había sido un tema de controversia pública de alto perfil para el Concorde anterior. [14] La primera etapa del sistema de lanzamiento Saenger era aerodinámicamente similar al modelo de avión hipersónico propuesto y, por lo tanto, compartía un nivel de similitud en términos de trabajo de desarrollo. [7]
El vehículo Saenger I utilizó un concepto de dos etapas, similar al del transbordador espacial estadounidense . La primera etapa con la segunda etapa adjunta en la parte superior despegaría horizontalmente usando una pista y ascendería a una altitud de 30 km usando motores estatorreactores que respiran aire . Luego, la segunda etapa se separaría y aceleraría a velocidades y altitudes orbitales utilizando su motor cohete LOX/LH2 . [5] La ventaja de este enfoque es que la primera etapa utiliza las ventajas de los motores que respiran aire (como un mayor impulso específico ) hasta que ya no son viables debido a la baja presión del aire y las altas velocidades. La segunda etapa tenía unas dimensiones de 31 m × 12 m y habría sido capaz de transportar a un par de astronautas. [2] Otro concepto, el RT-8 "Raumtransporter-8", o "Space Transport 8", iba a ser propulsado por un cohete de vapor, que impulsaba la primera y la segunda etapa sobre una pista de 3 km a una velocidad de lanzamiento de 900 km. /h. [dieciséis]
El proyecto Saenger II surgió del Saenger I a finales de los años 1980; Se planeó que fuera un vehículo de lanzamiento europeo, que pretendía emular el concepto y las capacidades del programa del transbordador espacial. Los trabajos de desarrollo fueron realizados por la empresa aeroespacial de Alemania Occidental Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB). [13] Como estaba previsto, el vehículo despegaría de una pista utilizando motores ramjet y ascendería a 30 km de altitud y alcanzaría Mach 7. La segunda etapa luego se separaría y aceleraría a velocidades y altitudes orbitales utilizando su motor de cohete, la primera etapa regresar a la pista original. La nave espacial habría podido llevar una carga útil de 10.000 kg o un módulo de tripulación a la órbita terrestre baja . [13]
Otro uso del Sanger II habría sido como avión de pasajeros EHTV (European Hypersonic Transportation Vehicle) MBB HST-230 con 230 pasajeros para un alcance de más de 10.000 km (de Frankfurt a Tokio) a una velocidad de crucero de Mach 4,4 a 24,5 km de altitud. [17] [18] [19] [20]