El Dispositivo de Recuperación y Transporte Espacial de Unidades Múltiples o MUSTARD , generalmente escrito como Mustard , fue un concepto de sistema de lanzamiento reutilizable que fue explorado por la British Aircraft Corporation (BAC) a mediados de la década de 1960.
Mustard estaba destinado a funcionar como un cohete de varias etapas , y las etapas individuales comprendían módulos de avión espacial casi idénticos . Estos aviones, o escenarios, eran vehículos hipersónicos , capaces de volar a velocidades cinco veces superiores a la velocidad del sonido. [2] Después de un lanzamiento vertical, cada etapa debía separarse progresivamente durante el ascenso, después de lo cual volarían individualmente de regreso a una pista de aterrizaje adecuada. El avión espacial final debía ser capaz de alcanzar una altitud tal que pudiera alcanzar una trayectoria suborbital antes de realizar también un retorno controlado. Después de un aterrizaje convencional, todas las etapas debían reutilizarse varias veces. Se proyectó que Mustard era adecuado para poner en órbita cargas útiles que pesaran hasta 2.300 kg (5.000 lb) .
El concepto se originó a partir de estudios realizados por el conglomerado manufacturero británico English Electric , que se había inspirado en una propuesta estadounidense, el Douglas Astro , que fue propuesto en 1962. [3] A lo largo de la década de 1960, el proyecto Mustard fue perfeccionado y preparado para el lanzamiento del programa. Sin embargo, el gobierno británico no proporcionó financiación para la iniciativa y el concepto finalmente languideció tras la finalización del último gran estudio de diseño a principios de 1967. Según la empresa sucesora de BAC, BAE Systems , el coste proyectado para completar el desarrollo de Mustard se había estimado en siendo entre 20 y 30 veces más barato que el sistema de lanzamiento convencional prescindible utilizado para el programa estadounidense Apollo . [2] El conocimiento y la experiencia de Mustard se aplicaron en varias otras vías, siendo la más destacada el programa de aviones espaciales HOTOL durante la década de 1980.
Durante las décadas de 1940 y 1950, el Reino Unido había emprendido numerosas empresas independientes relacionadas con el espacio, como el programa de misiles balísticos Black Knight y el fallido lanzador de satélites Black Arrow . [4] Si bien las ambiciones de estos programas se habían visto atenuadas tanto por el costo como por el deseo político de colaborar con otras naciones occidentales y de la Commonwealth , como el lanzador Europa , Gran Bretaña mantuvo un interés considerable en la búsqueda de diversas tecnologías relacionadas con el espacio. [5] El campo de los vehículos espaciales reutilizables no fue una excepción a este interés: el conglomerado manufacturero británico English Electric había emprendido un trabajo preliminar sobre el tema en sus instalaciones de Warton , Lancashire , como parte de una serie de estudios más amplios patrocinados por el gobierno. vehículos de alta velocidad y aviones espaciales suborbitales . Durante 1960, las actividades aeroespaciales de English Electric se fusionaron con las de muchas otras empresas en la formación de British Aircraft Corporation (BAC). La nueva entidad continuó su investigación patrocinada sobre estos conceptos. [6]
Según el autor Nigel Henbest, uno de los equipos de investigación de BAC, encabezado por el ingeniero Tom Smith , jefe del Departamento Aeroespacial de BAC, [7] que inicialmente investigaba los problemas de los vuelos supersónicos e hipersónicos , se interesó en la aplicación de dicho vehículo al espacio. -actividades relacionadas. [6] El equipo comparó sus estimaciones de rendimiento de un vehículo de lanzamiento reutilizable alado con cohetes multietapa convencionales , determinando que el enfoque no era rentable, en gran parte debido a que requería diferentes cohetes para impulsar cada etapa. En cambio, simplificando el lanzador para que utilice vehículos alados casi idénticos, se podrían lograr considerables ahorros de costes tanto en términos de desarrollo como de fabricación. [6] Los costos asociados se habrían reducido aún más si todos los elementos fueran reutilizables y sin necesidad de remodelación posterior a la misión, solo requiriendo reabastecimiento de combustible. Además, la escala de los vehículos podría aumentarse o disminuirse para producir vehículos de lanzamiento que se adapten prácticamente a cualquier requisito de peso y empuje. [6]
Ha sido reclamado [ ¿por quién? ] que desde una etapa temprana, la investigación espacial de BAC estuvo influenciada por programas espaciales extranjeros, siendo el más importante el de Estados Unidos; Según se informa, la empresa participó en estudios detallados de varios proyectos y propuestas transatlánticos. Un vehículo propuesto en particular, el Douglas Astro , se dice [ ¿ por quién? ] haber impresionado a los investigadores británicos; A principios de 1964, el Astro fue adoptado como punto de partida conceptual para el diseño agrupado propio de BAC, al que la empresa llegó a denominar Dispositivo de recuperación y transporte espacial de unidades múltiples o MUSTARD ; sin embargo, en el lenguaje común, este apodo generalmente se escribía simplemente como Mostaza . En el diseño más estudiado, Mustard debía pesar aproximadamente 420 toneladas antes del lanzamiento y ser capaz de transportar una carga útil de tres toneladas a una órbita terrestre geoestacionaria (GEO). [6]
Durante 1964, el diseño de Mustard había llegado al punto en que estaba efectivamente completo. [6] Sin embargo, Smith reconoce que para haber continuado el proyecto hasta la etapa de fabricación, se habrían requerido varios miles de millones de libras de inversión, cuya financiación no fue presupuestada ni planificada por ninguna entidad. En un artículo para la revista científica New Scientist , el autor Nigel Henbest comentó que era poco probable que Gran Bretaña pudiera desarrollar Mustard por sí sola, pero también sugirió que la plataforma tenía un valor potencial si se organizaba como una empresa europea multinacional, similar a la Europa convencional. y lanzadores Ariane . [6]
A principios de 1967 se elaboró el último gran estudio de diseño sobre el tema, tras lo cual el proyecto continuó en un nivel inferior hasta que los trabajos en Mustard fueron finalmente finalizados en 1970 por el gobierno británico, que había decidido participar en el nuevo puesto estadounidense. - Proyecto Apolo en su lugar. En consecuencia, varios miembros clave del proyecto Mustard habían pasado los dos primeros años de la década de 1970 en el extranjero, en North American Rockwell , donde contribuyeron al estudio inicial que eventualmente conduciría al transbordador espacial estadounidense . Por esta época, se dice que las perspectivas de colaboración se desvanecieron y, ante la falta de un interés significativo por parte del gobierno británico, el proyecto Mustard fue efectivamente terminado.
A principios de 1977, BAC se fusionó más tarde con su rival Hawker Siddeley para formar British Aerospace (B.Ae) y cuando surgió el proyecto del avión espacial reutilizable HOTOL en 1984, el equipo del proyecto se trasladó a Warton, donde aprovecharon la experiencia que tenían. acumulado durante el anterior proyecto Mustard. [8] [6] Al escribir sobre la cancelación de Mustard, Henbest escribió que la falta de "coraje político" había sido en gran parte responsable del fracaso de la empresa en convertirse en realidad; Además, si el Ministerio de Aviación hubiera financiado más investigaciones , Gran Bretaña habría podido desempeñar un papel más importante en otros programas espaciales, como el transbordador espacial estadounidense . [6]
Mustard era un sistema de lanzamiento espacial modular reutilizable, que comprendía múltiples copias de un solo diseño de vehículo, cada una de las cuales estaba configurada para una función diferente como etapa propulsora o avión espacial orbital. El diseño central del vehículo se parecía al diseño básico del Douglas Astro , siendo ambos vehículos reutilizables con alas delta , al igual que el posterior transbordador espacial estadounidense. Además, los tres funcionaban como cohetes lanzados verticalmente y utilizaban alas integrales para poder aterrizar horizontalmente, similar a un avión. [8] [9] [10]
El diseño evolucionó a través de un total de quince variantes o esquemas propuestos, cada uno de los cuales típicamente comprende una estructura de avión de quilla profunda con alas delta en un diseño de cuerpo de ala suave y mezclado , con dos aletas de cola que se elevan desde las puntas de las alas e inclinadas hacia afuera. Algunas de las primeras variantes presentaban un ala delta compuesta , completa con aletas traseras interiores. La energía era proporcionada por una disposición de entre uno y cuatro motores de cohetes colocados en la parte trasera del fuselaje. [6] Debido a la velocidad de reentrada relativamente baja prevista, se creía que se podía prescindir de complejos mosaicos resistentes al calor en favor de paneles de aleación de níquel más simples y más baratos en la parte inferior del vehículo. El Mustard estaría tripulado por entre tres y seis astronautas . [6]
Operacionalmente, había dos configuraciones principales de vehículos, el orbitador y las etapas propulsoras, respectivamente. El vehículo orbital, que llevaba la carga útil deseada, presentaba conductos para recibir combustible de los propulsores, mientras que las unidades propulsoras incorporaban sistemas para transferir combustible al vehículo orbitador o entre sí. [6] De esta manera, el orbitador podría permanecer completamente lleno para su largo vuelo de inyección orbital, mientras que todos los vehículos aún podrían compartir un diseño de tanque de combustible estandarizado. Según Smith, el vehículo orbital habría sido capaz de realizar entre 30 y 50 lanzamientos antes de tener que ser reemplazado, mientras que los motores propulsores, que no habrían estado sujetos a tanto calor y estrés, habrían seguido siendo utilizables hasta 200 veces. [6]
Se exploraron varias disposiciones de agrupamiento y apilamiento. Mientras que el Astro se habría lanzado como un cohete escalonado de dos etapas, cuyo propulsor habría sido mucho más grande que el orbitador, Mustard constaba de tres a cinco módulos de tamaño casi idéntico. Los primeros estudios se centraron en un vehículo con una parte inferior en forma de "V" poco profunda de 120° tanto en la carrocería como en las alas, de modo que los tres pudieran agruparse en un triángulo. Algunos incluían un cuarto vehículo orbital montado sobre tres propulsores. El régimen más eficaz era vaciar un propulsor a la vez, manteniendo los demás llenos durante el mayor tiempo posible, de modo que el propulsor de la primera etapa pudiera retirarse lo antes posible. Los tres propulsores se vaciarían sucesivamente. Pero esto llevó a una carga de masa asimétrica que BAC consideró un problema importante, por lo que los diseños posteriores utilizaron un sistema de apilamiento lateral en el que los módulos más planos se apilaban más como hojas de papel. [8]
Entre 46.000 y 61.000 m (150.000 y 200.000 pies), aproximadamente a 30 millas náuticas, la última de las unidades propulsoras se separaría; Una vez despejadas, estas unidades se deslizarían hacia abajo y aterrizarían en una pista similar a la de los aviones convencionales, lo que permitiría su reutilización. [6] La nave espacial colocaría su carga útil en órbita a alrededor de 1.000 millas náuticas, lo que se lograría aproximadamente 10 minutos después del lanzamiento, y luego regresaría a la Tierra a través de un descenso planeador controlado antes de realizar un aterrizaje de manera similar a las unidades propulsoras. Originalmente, se imaginó que los tres vehículos estarían tripulados; sin embargo, cuando comentó a mediados de la década de 1980, Smith observó que, debido a los avances tecnológicos, sería posible que las unidades propulsoras estuvieran completamente automatizadas utilizando la tecnología existente. [6]