El Boeing X-20 Dyna-Soar ("Dynamic Soarer") fue un programa de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) para desarrollar un avión espacial que pudiera usarse para una variedad de misiones militares, incluyendo reconocimiento aéreo , bombardeo , rescate espacial, mantenimiento de satélites y como interceptor espacial para sabotear satélites enemigos. [1] El programa funcionó desde el 24 de octubre de 1957 hasta el 10 de diciembre de 1963, costó 660 millones de dólares estadounidenses (6.570 millones de dólares en dólares actuales [2] ) y fue cancelado justo después de que comenzara la construcción de la nave espacial.
Otras naves espaciales en desarrollo en ese momento, como Mercury o Vostok , eran cápsulas espaciales con perfiles de reentrada balística que terminaban en un aterrizaje bajo un paracaídas. Dyna-Soar era más como una aeronave. Podía viajar a objetivos distantes a la velocidad de un misil balístico intercontinental , estaba diseñado para planear hacia la Tierra como una aeronave bajo el control de un piloto y podía aterrizar en un aeródromo. Dyna-Soar también podía alcanzar la órbita terrestre, como las cápsulas espaciales tripuladas convencionales. [3]
Estas características hicieron de Dyna-Soar un concepto mucho más avanzado que otras misiones espaciales tripuladas de la época. La investigación sobre un avión espacial se llevó a cabo mucho más tarde en otras naves espaciales reutilizables, como el transbordador espacial de 1981 a 2011 [4] [5] y las naves espaciales más recientes Boeing X-40 y X-37B .
El concepto subyacente al X-20 fue desarrollado en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial por Eugen Sänger e Irene Bredt como parte de la propuesta Silbervogel de 1941. Se trataba de un diseño para un bombardero propulsado por cohetes capaz de atacar la ciudad de Nueva York desde bases en Alemania y luego volar para aterrizar en algún lugar del Océano Pacífico en poder del Imperio del Japón . La idea sería utilizar las alas del vehículo para generar sustentación y elevarse en una nueva trayectoria balística, saliendo de la atmósfera de nuevo y dando al vehículo tiempo para enfriarse entre los saltos. [6] Después de la guerra, se demostró que la carga de calentamiento durante los saltos era mucho mayor que la calculada inicialmente y habría derretido la nave espacial. [7]
Después de la guerra, muchos científicos alemanes fueron llevados a los Estados Unidos por la Operación Paperclip de la Oficina de Servicios Estratégicos , trayendo consigo un conocimiento detallado del proyecto Silbervogel. [8] Entre ellos, Walter Dornberger y Krafft Ehricke se trasladaron a Bell Aircraft , donde, en 1952, propusieron lo que era esencialmente una versión de lanzamiento vertical del Silbervogel conocida como "Misil Bombardero", o "BoMi". [9] [10]
Todos estos estudios propusieron varios vehículos propulsados por cohetes que podrían viajar grandes distancias planeando después de ser impulsados a alta velocidad y altitud por una etapa de cohete. [11] El cohete propulsor colocaría al vehículo en una trayectoria suborbital , pero exoatmosférica, lo que daría como resultado un breve vuelo espacial seguido de una reentrada en la atmósfera . En lugar de una reentrada y aterrizaje completos, el vehículo usaría la sustentación de sus alas para redirigir su ángulo de planeo hacia arriba, intercambiando velocidad horizontal por velocidad vertical. De esta manera, el vehículo sería "rebotado" de regreso al espacio nuevamente. Este método de salto y planeo [12] se repetiría hasta que la velocidad fuera lo suficientemente baja como para que el piloto del vehículo necesitara elegir un lugar de aterrizaje y planear el vehículo hasta aterrizar. Este uso de la sustentación atmosférica hipersónica significaba que el vehículo podría extender en gran medida su alcance en una trayectoria balística utilizando el mismo cohete propulsor. [11]
Hubo suficiente interés en BoMi como para que en 1956 se hubiera dividido en tres programas separados:
Días después del lanzamiento del Sputnik 1 el 4 de octubre de 1957, el 10 de octubre [18] o el 24 de octubre [19] , el Mando de Investigación y Desarrollo Aéreo (ARDC) de la USAF consolidó los estudios de Hywards, Brass Bell y Robo en el proyecto Dyna-Soar, o Sistema de Armas 464L, con un plan de desarrollo abreviado en tres etapas. La propuesta reunía las propuestas existentes de planeo-impulso en un único vehículo diseñado para llevar a cabo todas las tareas de bombardeo y reconocimiento examinadas por los estudios anteriores, y actuaría como sucesor del programa de investigación X-15 . [19]
Las tres etapas del programa Dyna-Soar iban a ser un vehículo de investigación ( Dyna-Soar I ), un vehículo de reconocimiento ( Dyna-Soar II , anteriormente Brass Bell) y un vehículo que añadía capacidad de bombardeo estratégico ( Dyna-Soar III , anteriormente Robo). Se esperaba que las primeras pruebas de planeo del Dyna-Soar I se llevaran a cabo en 1963, seguidas de vuelos propulsados, alcanzando Mach 18, al año siguiente. Se iba a desplegar un misil de planeo robótico en 1968, y se esperaba que el sistema de armas totalmente operativo (Dyna-Soar III) estuviera listo para 1974. [20]
En marzo de 1958, nueve empresas aeroespaciales estadounidenses presentaron ofertas para el contrato del Dyna-Soar. De ellas, el campo se redujo a propuestas de Bell y Boeing. A pesar de que Bell tenía la ventaja de seis años de estudios de diseño, el contrato para el avión espacial fue otorgado a Boeing en junio de 1959 (momento en el que su diseño original había cambiado notablemente y ahora se parecía mucho al que Bell había presentado). A finales de 1961, el Titan III fue elegido como vehículo de lanzamiento. [21] El Dyna-Soar iba a ser lanzado desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , Florida.
El diseño general del X-20 Dyna-Soar se esbozó en marzo de 1960. Tenía forma de delta de ala baja, con aletas para el control en lugar de una cola más convencional. El armazón de la nave se fabricaría con la superaleación René 41 , al igual que los paneles de la superficie superior. La superficie inferior se fabricaría con láminas de molibdeno colocadas sobre René 41 aislado, mientras que el cono frontal se fabricaría con grafito con varillas de circonio . [22]
Debido a los cambios en los requisitos, se consideraron varias versiones del Dyna-Soar, todas ellas con la misma forma y disposición básicas. Un solo piloto se sentaba en la parte delantera, con un compartimento de equipamiento situado detrás. Este compartimento contenía equipos de recopilación de datos, armas, equipos de reconocimiento o una cubierta intermedia para cuatro personas en el caso del vehículo espacial transbordador X-20X . Una etapa superior Martin Marietta Transtage unida al extremo trasero de la nave permitiría maniobras orbitales y una capacidad de aborto del lanzamiento antes de ser arrojada antes del descenso a la atmósfera. Mientras caía a través de la atmósfera, un escudo térmico opaco hecho de un metal refractario protegería la ventana en la parte delantera de la nave. Este escudo térmico se arrojaría después del frenado aerodinámico para que el piloto pudiera ver y aterrizar de forma segura. [23]
Un dibujo de la revista Space/Aeronautics anterior a la cancelación del proyecto muestra a la nave rozando la atmósfera para cambiar la inclinación orbital . Luego dispararía su cohete para reanudar la órbita. Se trata de una capacidad única para una nave espacial, ya que las leyes de la mecánica celeste normalmente implican que un cambio de plano requiere un enorme gasto de energía. Se prevé que el Dyna-Soar pueda utilizar esta capacidad para encontrarse con satélites incluso si el objetivo realiza maniobras evasivas.
A diferencia del transbordador espacial posterior, el Dyna-Soar no tenía ruedas en su tren de aterrizaje triciclo , ya que los neumáticos de goma se habrían incendiado durante el reingreso. En su lugar, Goodyear desarrolló patines retráctiles con cepillos de alambre hechos de la misma aleación René 41 que el fuselaje. [24]
En abril de 1960, siete astronautas fueron elegidos en secreto para el programa Dyna-Soar: [25]
Neil Armstrong y Bill Dana abandonaron el programa a mediados de 1962. El 19 de septiembre de 1962, Albert Crews se incorporó al programa Dyna-Soar y se anunciaron al público los nombres de los seis astronautas restantes del Dyna-Soar. [26]
A finales de 1962, Dyna-Soar había sido designado X-20, el propulsor (que se usaría en las pruebas de caída de Dyna Soar I) se disparó con éxito y la USAF había celebrado una ceremonia de presentación del X-20 en Las Vegas . [27] [28]
La Minneapolis-Honeywell Regulator Company (más tarde Honeywell Corporation ) completó pruebas de vuelo en un subsistema de guía inercial para el proyecto X-20 en la Base de la Fuerza Aérea Eglin , Florida, utilizando un NF-101B Voodoo en agosto de 1963. [29]
El Boeing B-52C-40-BO Stratofortress 53-0399 [30] fue asignado al programa de lanzamiento del X-20, similar al perfil de lanzamiento del X-15 . Cuando el X-20 fue cancelado, se utilizó para otras pruebas de lanzamiento, incluida la de la cápsula de escape del B-1A . [31]
Además de los problemas de financiación que suelen acompañar a los esfuerzos de investigación, el programa Dyna-Soar adolecía de dos problemas importantes: la incertidumbre sobre el cohete que se utilizaría para enviar la nave a la órbita y la falta de un objetivo claro para el proyecto.
Se propusieron muchos propulsores diferentes para lanzar Dyna-Soar a la órbita.
La propuesta original de la USAF sugería motores LOX /JP-4, flúor-amoniaco, flúor-hidrazina o RMI (X-15), pero Boeing, el contratista principal, favoreció una combinación Atlas - Centaur . Finalmente, en noviembre de 1959, la Fuerza Aérea estipuló un Titan , [27] : 18 como lo sugirió el competidor fallido Martin, pero el Titan I no era lo suficientemente potente como para lanzar al X-20 de cinco toneladas en órbita.
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Los cohetes propulsores Titán II y Titán III podían lanzar a Dyna-Soar a la órbita terrestre, al igual que el Saturno C-1 (posteriormente rebautizado como Saturno I ), y todos ellos se propusieron con diversas combinaciones de etapa superior y propulsor. En diciembre de 1961, se eligió el Titán IIIC, [27] : 19 ) pero las vacilaciones sobre el sistema de lanzamiento retrasaron el proyecto y complicaron la planificación.
La intención original de Dyna-Soar, descrita en la propuesta Weapons System 464L, exigía un proyecto que combinara la investigación aeronáutica con el desarrollo de sistemas de armas. Muchos cuestionaron si la USAF debería tener un programa espacial tripulado, cuando ese era el dominio principal de la NASA. La Fuerza Aérea recalcó con frecuencia que, a diferencia de los programas de la NASA, Dyna-Soar permitía el reingreso controlado, y que en eso se centró el principal esfuerzo del programa X-20.
El 19 de enero de 1963, el Secretario de Defensa , Robert McNamara , ordenó a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos que llevara a cabo un estudio para determinar si Gemini o Dyna-Soar era el enfoque más viable para un sistema de armas basado en el espacio. A mediados de marzo de 1963, después de recibir el estudio, el Secretario McNamara "afirmó que la Fuerza Aérea había estado poniendo demasiado énfasis en el reingreso controlado cuando no tenía ningún objetivo real para el vuelo orbital". [32] Esto fue visto como una reversión de la posición anterior del Secretario sobre el programa Dyna-Soar.
Dyna-Soar también fue un programa costoso que no lanzaría una misión tripulada hasta mediados de la década de 1960, como mínimo. Este alto costo y su cuestionable utilidad hicieron que fuera difícil para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos justificar el programa.
Finalmente, el programa X-20 Dyna-Soar fue cancelado el 10 de diciembre de 1963. [4] El día en que se canceló el X-20, la Fuerza Aérea de los EE. UU. anunció otro programa, el Laboratorio de Órbita Tripulada , una derivación de Gemini. Este programa también fue finalmente cancelado.
Otro programa negro, ISINGLASS , que iba a ser lanzado desde un bombardero B-52, fue evaluado y se realizaron algunos trabajos en el motor, pero finalmente también fue cancelado. [33]
A pesar de la cancelación del X-20, la investigación afiliada sobre aviones espaciales influyó en el transbordador espacial mucho más grande . El diseño final también utilizó alas delta para aterrizajes controlados. El posterior y mucho más pequeño BOR-4 soviético estaba más cerca en filosofía de diseño del Dyna-Soar, [34] mientras que los aviones de investigación Martin X-23 PRIME y Martin Marietta X-24A / HL-10 de la NASA también exploraron aspectos del vuelo suborbital y espacial. [35] La nave espacial tripulada Hermes propuesta por la ESA era superficialmente similar al X-20 pero no derivaba de él.
Características generales
Actuación
Desarrollo relacionado
Aeronaves de función, configuración y época comparables
