El dispositivo de transporte y recuperación 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 fue diseñado para operar como un cohete multietapa , en el que las etapas individuales comprendían módulos de aviones espaciales casi idénticos . Estos aviones, o etapas, eran vehículos hipersónicos , capaces de volar a velocidades cinco veces superiores a la velocidad del sonido. [3] Después de un lanzamiento vertical, cada etapa se separaría progresivamente durante el ascenso, después de lo cual volarían individualmente de regreso hacia una pista de aterrizaje adecuada. El avión espacial final debía ser capaz de alcanzar una altitud tal que pudiera lograr una trayectoria suborbital antes de realizar también un regreso controlado. Después de un aterrizaje convencional, todas las etapas estaban destinadas a ser reutilizadas varias veces. Se proyectó que Mustard era adecuado para lanzar cargas útiles que pesaran hasta 2300 kg (5000 lb) en órbita .
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 se propuso en 1962. [4] A lo largo de la década de 1960, el proyecto Mustard se perfeccionó y se preparó para el lanzamiento del programa. Sin embargo, el financiamiento para la iniciativa no llegó por parte del gobierno británico y el concepto finalmente languideció después de la finalización del último estudio de diseño importante a principios de 1967. Según la empresa sucesora de BAC, BAE Systems , el costo proyectado de completar el desarrollo de Mustard se había estimado entre 20 y 30 veces más barato que el sistema de lanzamiento descartable convencional utilizado para el programa estadounidense Apollo . [3] El conocimiento y la experiencia de Mustard se aplicaron en varias otras áreas, la más destacada fue el programa del avión espacial 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 abortado lanzador de satélites Black Arrow . [5] 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 de la Commonwealth y occidentales , como el lanzador Europa , Gran Bretaña mantuvo un interés considerable en la búsqueda de varias tecnologías relacionadas con el espacio. [6] El campo de los vehículos espaciales reutilizables no fue una excepción a este interés, el conglomerado manufacturero británico English Electric había realizado 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 sobre vehículos de alta velocidad y aviones espaciales suborbitales . Durante 1960, las actividades aeroespaciales de English Electric se fusionaron con las de varias otras empresas en la formación de la British Aircraft Corporation (BAC). La nueva entidad continuó su investigación patrocinada sobre estos conceptos. [1]
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 estaba investigando problemas de vuelo supersónico e hipersónico , se interesó en la aplicación de un vehículo de este tipo para actividades relacionadas con el espacio. [1] El equipo comparó sus estimaciones de rendimiento de un vehículo de lanzamiento reutilizable con alas con los cohetes multietapa convencionales , determinando que el enfoque no era rentable, en gran medida debido a que requería diferentes cohetes para impulsar cada etapa. En cambio, al simplificar el lanzador para usar vehículos alados casi idénticos, se podrían lograr ahorros de costos considerables tanto en términos de su desarrollo como de fabricación. [1] Los costos asociados se habrían reducido aún más al ser todos los elementos reutilizables y sin necesidad de reacondicionamiento posterior a la misión, requiriendo solo 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. [1]
Se ha afirmado [¿ por quién? ] que desde una etapa temprana, la investigación relacionada con el espacio de BAC se vio influenciada por programas espaciales extranjeros, el más significativo de los cuales fue el de los Estados Unidos; al parecer, la empresa participó en estudios detallados de varios proyectos y propuestas transatlánticas. Se dice [¿ por quién? ] que un vehículo propuesto en particular, el Douglas Astro , impresionó a los investigadores británicos; alrededor de principios de 1964, el Astro fue adoptado como un punto de partida conceptual para el propio diseño en clúster de BAC, al que la empresa llegó a denominar Dispositivo de Transporte y Recuperación Espacial de Unidades Múltiples o MUSTARD ; sin embargo, en el lenguaje común, este apodo solía escribirse simplemente como Mustard . En el diseño más intensamente estudiado, Mustard debía pesar aproximadamente 420 toneladas antes del lanzamiento y ser capaz de entregar una carga útil de tres toneladas en una órbita terrestre geoestacionaria (GEO). [1]
Durante 1964, el diseño de Mustard había llegado al punto en que estaba efectivamente completo. [1] 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 estaba presupuestada ni planificada por ninguna entidad. Escribiendo para la revista científica New Scientist , el autor Nigel Henbest comentó que era poco probable que Gran Bretaña pudiera continuar con el desarrollo de Mustard sola, pero también sugirió que había un valor potencial para la plataforma si se organizaba como una empresa europea multinacional, similar a los lanzadores convencionales Europa y Ariane . [1]
A principios de 1967 se elaboró el último estudio de diseño importante sobre el tema, tras lo cual el proyecto continuó a un nivel inferior hasta que el trabajo en Mustard fue finalmente interrumpido en 1970 por el gobierno británico, que había decidido participar en el nuevo proyecto estadounidense posterior al Apollo . 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 finalmente conduciría al transbordador espacial estadounidense . En esa época, se dice que la perspectiva de colaboración se desvaneció y, a falta de un interés significativo por parte del gobierno británico, el proyecto Mustard se dio por terminado de manera efectiva.
A principios de 1977, BAC se fusionó 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 se había acumulado durante el proyecto Mustard anterior. [8] [1] Al escribir sobre la cancelación de Mustard, Henbest escribió que la ausencia de "coraje político" había sido en gran parte responsable del fracaso de la empresa para convertirse en realidad; además, si el Ministerio de Aviación hubiera financiado más investigaciones , entonces Gran Bretaña podría haber desempeñado un papel más importante en otros programas espaciales, como el transbordador espacial estadounidense . [1]
Mustard era un sistema de lanzamiento espacial reutilizable modular, que comprendía múltiples copias de un único diseño de vehículo, cada una de las cuales estaba configurada para una función diferente, como etapa de refuerzo o avión espacial orbital. El diseño del vehículo principal se parecía al diseño básico del Douglas Astro , siendo ambos vehículos reutilizables con alas delta , como lo sería el posterior transbordador espacial estadounidense. Además, los tres funcionaban como cohetes lanzados verticalmente y usaban alas integrales para poder aterrizar horizontalmente, de manera 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 comprendía típicamente un fuselaje de fuselaje sustentador de quilla profunda con alas delta en un diseño de cuerpo de ala combinada suave, con aletas de cola gemelas que se elevaban desde las puntas de las alas y se inclinaban hacia afuera. Algunas variantes tempranas presentaban un ala delta compuesta , completa con aletas de cola internas. La energía era proporcionada por una disposición de entre uno y cuatro motores de cohete colocados sobre el fuselaje trasero. [1] Debido a la velocidad de reentrada relativamente baja anticipada, se creyó que se podría prescindir de los complejos mosaicos resistentes al calor a favor de paneles de aleación de níquel más simples y económicos en la parte inferior del vehículo. Mustard iba a ser tripulado por entre tres y seis astronautas . [1]
En términos operativos, había dos configuraciones principales de vehículos: el orbitador y la etapa de refuerzo, respectivamente. El vehículo orbitador, que transportaba la carga útil deseada, contaba con conductos para recibir combustible de los propulsores, mientras que las unidades de refuerzo incorporaban sistemas para transferir combustible al vehículo orbital o entre sí. [1] De esta manera, el orbitador podría permanecer completamente lleno durante su largo vuelo de inyección orbital, mientras que todos los vehículos podrían seguir compartiendo un diseño de tanque de combustible estandarizado. Según Smith, el vehículo orbital habría sido capaz de realizar entre 30 y 50 lanzamientos antes de necesitar ser reemplazado, mientras que los motores de los propulsores, que no habrían estado sujetos a tanto calor y estrés, habrían seguido siendo utilizables hasta 200 veces. [1]
Se exploraron varios sistemas de agrupamiento y apilamiento. Mientras que el Astro se habría lanzado como un cohete escalonado de dos etapas, para el cual el propulsor habría sido mucho más grande que el orbitador, Mustard comprendía de tres a cinco módulos de tamaño casi idéntico. Los primeros estudios se centraron en un vehículo con una parte inferior en "V" de 120° poco profunda tanto en el cuerpo como en las alas, de modo que se pudieran agrupar tres en un triángulo. Algunos incluyeron un cuarto vehículo orbital montado sobre tres propulsores. El régimen más eficiente era vaciar un propulsor a la vez, manteniendo los otros llenos durante el mayor tiempo posible, de modo que el propulsor de la primera etapa pudiera ser lanzado lo antes posible. Los tres propulsores se vaciarían por turno. Pero esto condujo a una carga de masa asimétrica que BAC creía que era 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 150.000 y 200.000 pies (46.000 y 61.000 m), a unas 30 millas náuticas, se separarían las últimas unidades de refuerzo; 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. [1] La nave espacial colocaría su carga útil en órbita a unas 1.000 millas náuticas, lo que se lograría aproximadamente 10 minutos después del lanzamiento, y luego regresaría a la Tierra mediante un descenso planeado controlado antes de realizar un aterrizaje de manera similar a las unidades de refuerzo. Originalmente, se previó que los tres vehículos estarían tripulados, sin embargo, al comentarlo a mediados de la década de 1980, Smith observó que, debido a los avances tecnológicos, sería posible que las unidades de refuerzo estuvieran completamente automatizadas utilizando la tecnología existente. [1]