Hermes fue un avión espacial propuesto , diseñado por el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) francés en 1975 y, posteriormente, por la Agencia Espacial Europea (ESA). Era superficialmente similar al Boeing X-20 Dyna-Soar estadounidense y al transbordador espacial más grande .
En enero de 1985, el CNES propuso continuar con el desarrollo de Hermes bajo los auspicios de la ESA. [1] [2] Hermes debía haber sido clave para un programa de vuelo espacial tripulado lanzado por un vehículo de lanzamiento Ariane 5. En noviembre de 1987, el proyecto fue aprobado para el predesarrollo desde 1988 hasta 1990, después de lo cual se requirió autorización para el desarrollo completo. Sin embargo, el proyecto experimentó numerosos retrasos y problemas de financiación.
En 1992, Hermes fue cancelado debido a su alto costo y rendimiento inalcanzable, así como a una asociación con la Agencia Espacial y de Aviación de Rusia (RKA), que redujo la necesidad de un avión espacial independiente. Como resultado, nunca se construyeron transbordadores Hermes. Durante la década de 2010, se propuso resucitar el vehículo Hermes como un sistema de lanzamiento de aviones espaciales lanzados desde el aire parcialmente reutilizable , conocido como SOAR .
Durante las décadas de 1960 y 1970, las naciones europeas reconocieron cada vez más que sería necesaria una mayor cooperación internacional para los grandes proyectos espaciales. [3] En 1973, la Organización Europea de Investigación Espacial (ESRO), precursora de la Agencia Espacial Europea (ESA), comenzó el desarrollo de un sistema de lanzamiento descartable pesado que más tarde se denominó Ariane . La agencia espacial francesa Centre National D'études Spatiales (CNES) deseaba una mayor autonomía para evitar una dependencia excesiva de la NASA y previó un vehículo espacial con capacidad humana construido en Europa que operaría en conjunto con otros activos de la ESA, como Ariane. [3]
En 1976, el CNES inició estudios sobre una versión tripulada del Ariane. [4] Dos conceptos diferentes incluían una cápsula y un planeador. En 1983, el CNES optó por centrarse en un avión espacial que ofreciera mayor comodidad, conveniencia y rentabilidad. [4] Un avión espacial simplificaría la recuperación al tener la maniobrabilidad de rango cruzado necesaria para llegar a un punto determinado de la Tierra en un solo día, al tiempo que proporcionaría un entorno de reingreso menos desafiante para la tripulación y la carga útil. La reutilización también reduciría el costo de las misiones sucesivas. [4] Las tecnologías críticas identificadas incluyeron protección térmica , controles ambientales , sistemas de soporte vital , aerodinámica y energía. [5]
A mediados de la década de 1980, además del Columbus Man-Tended Free Flyer (una estación espacial europea independiente ) y el vehículo de lanzamiento pesado Ariane 5 , [6] el CNES defendió el desarrollo y la producción del transbordador espacial como una iniciativa europea similar a los programas de vehículos espaciales reutilizables del Buran de la Unión Soviética y el transbordador espacial estadounidense . [3]
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El 18 de octubre de 1985, el CNES designó a la empresa aeroespacial francesa Aérospatiale como contratista principal de Hermes, el nombre que se le había dado a la nave espacial. El fabricante de aviones francés Dassault-Breguet fue el encargado de los aspectos aerodinámicos y aerotérmicos del diseño. [3] Arianespace fue responsable del lanzador Ariane 5 y un fuerte candidato para gestionar la operación de la infraestructura de Hermes . [3]
El 25 de octubre de 1985, la propuesta para Hermes fue presentada a los países socios de la ESA. [3] Se fijó como fecha límite marzo de 1987 para la "europeización" del programa, en virtud de la cual se asignaron partes del trabajo para Hermes. [7] La parte del trabajo se atribuyó en un 15% a Alemania Occidental , un 13% a Italia , un 7% a Bélgica , un 5% a los Países Bajos , un 4% a cada uno de los países miembros: Reino Unido , España y Suecia , y un 2% o menos a Suiza , Austria , Dinamarca e Irlanda . Se planteó la posible participación de Noruega y Canadá . [3] Francia tenía una participación del 50% del trabajo, aunque el CNES estaba abierto a una mayor redistribución del trabajo dependiendo de que los socios individuales aumentaran su participación en el programa. Al principio, hubo optimismo de que no sería difícil conseguir la financiación de los miembros de la ESA para continuar. [3]
En noviembre de 1987, la ESA emitió su aprobación. Tal como estaba previsto, en 1995 Hermes permitiría a la ESA prestar servicio al planeado módulo Columbus Man-Tended Free Flyer (MTFF) [8] (el MTFF se reestructuró y finalmente se fabricó como el módulo Columbus de la Estación Espacial Internacional ). [3] El desarrollo de Hermes se llevaría a cabo en dos fases: [3]
La fase 1 estaba prevista para finalizar en 1990. Sus planes preveían la capacidad de elevar a 6 astronautas y 4.550 kg (10.030 lb) de carga, pero después del desastre del Challenger , se añadió una capacidad de eyección para dar a los astronautas al menos una pequeña posibilidad de supervivencia en caso de catástrofe. En consecuencia, los seis asientos se redujeron a tres asientos eyectables normales , que se eligieron en lugar de una cápsula de tripulación eyectable que habría ofrecido una opción de escape a alturas superiores a 28 km (17 mi). La capacidad de carga se redujo a 3.000 kg (6.600 lb). Hermes no podría colocar objetos en órbita porque su bodega de carga no se podía abrir, opción que se abandonó debido a preocupaciones por el peso.
Aunque en un principio se pensó que Hermes sería totalmente reutilizable (hasta 30 reingresos antes de entrar en servicio), la capacidad limitada del lanzador Ariane 5 obligó a dejar el módulo de recursos en órbita. Se acoplaría un nuevo módulo de recursos a Hermes y se volvería a lanzar toda la estructura.
La Fase 1 no se completó hasta finales de 1991 y para entonces el clima político había cambiado considerablemente. Se había levantado el telón de acero y la Guerra Fría estaba terminando. Como resultado, la ESA inició un período de "reflexión" de un año de duración para determinar si todavía tenía sentido que Europa construyera su propio transbordador espacial y estación espacial o si se podían encontrar nuevos socios para compartir los costes y el desarrollo. Oficialmente, la Fase 1 se completó a finales de 1992.
La fase 2 nunca comenzó, después de que la ESA y la Agencia Espacial y de Aviación de Rusia (RKA) acordaran cooperar en futuros lanzadores y una estación espacial de reemplazo para Mir . Las preocupaciones económicas impidieron que la RKA participara en un futuro programa de lanzadores, pero en este punto las necesidades de transporte de la tripulación de la ESA se reorientaron hacia el sistema de cápsula (en oposición al sistema de planeadores de Hermes ) requerido por los diseños conjuntos rusos y europeos.
Cuando Rusia y la ESA se unieron a la NASA para construir la Estación Espacial Internacional , se eliminó la necesidad de un sistema de transporte de tripulación europeo porque las necesidades rusas y estadounidenses ya estaban satisfechas. En consecuencia, la ESA abandonó el proyecto Hermes .
Hermes fue concebido como un sistema de lanzamiento reutilizable para transportar astronautas y cargas útiles de tamaño moderado a la órbita terrestre baja (LEO) y de regreso. [3] Hermes se parece a otros vehículos de lanzamiento reutilizables como el transbordador espacial . Sin embargo, a diferencia del transbordador espacial, Hermes no podía transportar cargas pesadas, ya que esa función la desempeñaría el Ariane 5 sin tripulación . [9] Hermes fue concebido para transportar un máximo de tres astronautas [10] junto con una carga útil presurizada de 3000 kg (6600 lb). El peso de lanzamiento sería de hasta 21 000 kg (46 000 lb), el límite superior práctico de un lanzador Ariane 5 extendido.
Hermes iba a ser lanzado como la etapa superior del Ariane 5. Antes del rediseño de 1986, Hermes era un avión espacial único que contenía (de adelante hacia atrás) un compartimento de tripulación para seis, una esclusa de aire, una bodega de carga no presurizada similar a la de Buran y el transbordador, y un módulo de servicio. [11] Después del accidente del Challenger de 1986 fue rediseñado sustancialmente. [12] La cabina de la tripulación se redujo para llevar a tres astronautas, con la bodega de carga presurizada e incapaz de llevar o recuperar satélites. Hermes ahora constaba de dos secciones separadas: el vehículo en sí y un módulo de recursos en forma de cono que tenía un mecanismo de acoplamiento unido a la parte trasera del vehículo, que se separaba y se descartaba antes del reingreso . Solo el vehículo tripulado volvería a ingresar a la atmósfera de la Tierra y sería reutilizado. El módulo de recursos y el lanzador se gastarían. [9] Al lanzar el Hermes, el Ariane 5 habría tenido su etapa superior reemplazada por el avión espacial y un adaptador para acoplar el vehículo a la etapa criogénica principal . El compartimiento de equipo del lanzador también se eliminaría y el avión espacial realizaría todas las funciones de guía y control. [4] El desarrollo del Ariane 5 estuvo fuertemente influenciado por los requisitos de Hermes , como las cargas aerodinámicas adicionales junto con un factor de confiabilidad aumentado de 0,9999, manteniendo al mismo tiempo un impacto mínimo en la competitividad comercial del lanzador en misiones que no fueran de Hermes . [4]
En comparación con el transbordador espacial, el Hermes era sustancialmente más pequeño. [4] No compartía la forma ojival del transbordador, sino que optaba por un ala delta muy inclinada con dispositivos en las puntas de las alas , similar a la propuesta nave espacial Boeing X-20 Dyna-Soar . Al igual que el transbordador, la cabina presurizada podría acomodar a más de cinco personas, dos de las cuales servirían como pilotos, mientras que la bodega de carga trasera no presurizada habría estado equipada con grandes puertas que se extenderían a lo largo de la bahía a lo largo del fuselaje. [13] El vehículo habría sido propulsado por un par de motores de cohete de propulsante líquido de 2000 N de empuje idénticos a los utilizados en la etapa superior de baja energía L4 del Ariane 5. [4]
El control aerodinámico se habría proporcionado a través de un total de siete superficies de control de vuelo , los timones de punta de ala , elevones de borde de salida / frenos de aire y un flap montado en el cuerpo ; estas superficies se habrían controlado a través de controles de vuelo digitales redundantes cuádruplex y se habrían activado a través de hidráulica redundante triplex. [4] La gestión de la misión se habría realizado a través de tres computadoras de propósito general, una computadora de monitoreo y tres buses de datos digitales . La energía eléctrica sería proporcionada por un motor que habría utilizado oxígeno líquido - hidrógeno líquido junto con diez celdas de combustible construidas en EE . UU . [5] Los sistemas de control ambiental y soporte vital suministran presurización de la cabina, junto con aire, agua y calor, para apoyar a la tripulación durante un máximo de 40 días, aunque podrían haber sido potencialmente ampliables para permitir misiones de 90 días. Hermes podría haber operado de forma autónoma durante hasta un mes y podría permanecer acoplado a una estación espacial en órbita durante un máximo de 90 días. [5]
Según el CNES, Hermes habría estado sujeto a condiciones de reentrada más extremas que el transbordador espacial debido a su menor tamaño, lo que expone al vehículo a presiones aerotérmicas más altas. [14] La protección térmica de base, [15] que debía soportar temperaturas de 1.400-1.600 °C durante un mínimo de 20 minutos y estudiada por Dassault y SEP, habría consistido en elementos de carbono con un revestimiento antioxidante aplicado a partes de la nariz y los bordes de ataque de las alas, mientras que las placas térmicas habrían cubierto la parte inferior del ala y el fuselaje. [14] Estas placas habrían empleado capas aislantes delgadas de compuesto de panal de abeja de cerámica y carbono reforzado separadas por láminas delgadas de aleación de metal para reflejar el calor; un concepto alternativo para las placas habría empleado porciones metálicas más altas en lugar de cerámica. Las superficies superiores del vehículo habrían estado sujetas a menos calor que las superficies inferiores y habrían utilizado capas de fibra de vidrio y cerámica de baja densidad, flexibles, similares a mantas. [14]
La forma del Hermes quedó prácticamente congelada en noviembre de 1985. [14] Se perfeccionó mediante pruebas en el túnel de viento subsónico en el Onera, limitadas por los requisitos del vuelo subsónico. Para reunir datos valiosos ante la falta de experiencia de Europa, Dassault propuso validar las propiedades aerodinámicas del vehículo completando un demostrador aerotérmico de 1,4 toneladas y escala 1, llamado Maia , que se lanzaría mediante un Ariane 4 para estudios de reentrada. [16]
Se proyectaron cuatro misiones típicas para Hermes :
Después de cada misión, Hermes sería reacondicionado en una instalación dedicada en Europa. [17] Alrededor de 40 días antes de la fecha de lanzamiento, el vehículo sería transportado en un avión de pasajeros Airbus A300 especialmente modificado a su sitio de lanzamiento en Kourou , Guayana Francesa , donde se integraría con su carga útil y se instalaría encima de un cohete Ariane 5 antes de ser transferido a la plataforma de lanzamiento. El control de la misión se basaría en Toulouse , Francia. [17] Durante una misión típica, las comunicaciones y el seguimiento habrían sido realizados por una red europea planificada de satélites de retransmisión de datos con cobertura en el 75% de una misión Hermes en una órbita de 28,5° a una altitud de 400 km (250 mi).
Después de una misión, Hermes aterrizaría en la base aérea de Istres-Le Tubé , cerca de Istres . [17] Se propusieron otros posibles lugares de aterrizaje, incluido el Centro Espacial de Guayana , el Aeropuerto Internacional Aimé Césaire de Martinica en la isla de Fort de France y pistas de aterrizaje no especificadas en Bermudas . En caso de un lanzamiento abortado durante los primeros 84 segundos, Hermes podría regresar a Kourou. Un aborto posterior probablemente requeriría un aterrizaje en el agua en el Océano Atlántico , después del cual el vehículo tendría que ser recuperado por un barco de recuperación. Se designarían otras pistas de aterrizaje de emergencia, dependiendo de las particularidades de cada misión. [17]
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En 1986 se construyó una maqueta a escala real [18] , que se exhibió en mayo de 1987 en Le Bourget , seguida de Madrid en septiembre y de Toulouse durante octubre y noviembre. Al año siguiente (1988), la maqueta se exhibió en abril en Estrasburgo , en mayo en Hannover y en diciembre en Burdeos . Al finalizar el proyecto en 1993, esta maqueta se transfirió a la ENSICA ( École nationale supérieures d'ingénieurs de construction aéronautique ) en 1996. En 2005 se llevó a Le Bourget a la espera de un posible proyecto de restauración. [18]
Un modelo a escala 1/7 construido por EADS se exhibe desde 2002 en el Aeropuerto de Burdeos-Mérignac . [18]