La etapa evolucionada criogénica avanzada ( ACES ) fue una etapa superior propuesta de oxígeno líquido / hidrógeno líquido para su uso en varios vehículos de lanzamiento diferentes producidos por Boeing , Lockheed Martin y United Launch Alliance (ULA). Durante los últimos cinco años del programa, se propuso ACES para su eventual uso en el vehículo de lanzamiento espacial Vulcan diseñado por la empresa estadounidense United Launch Alliance. [1] El concepto ACES tenía como objetivo mejorar la vida útil en órbita de las etapas superiores actuales . [1]
En 2015, ULA anunció planes conceptuales para la transición del cohete Vulcan a la segunda etapa ACES, también conocida como Centaur Heavy, después de 2024. Vulcan se lanzará inicialmente con la etapa superior Centaur V. [2] Tanto Boeing como Lockheed Martin tenían conceptos ACES separados pero similares antes de la formación de ULA, de propiedad conjunta (50% Boeing/50% Lockheed Martin) a finales de 2006.
Al final, el concepto de etapa superior de larga duración nunca pudo obtener la atención de primera línea de ninguna de las empresas, ya que nunca obtuvo financiación total para el desarrollo del gobierno de EE. UU., la principal fuente de financiación para los cohetes Delta , Atlas y Vulcan. . Sin embargo, algunos aspectos de los cambios planeados para ACES, como el mayor diámetro del tanque, finalmente se utilizaron en la etapa superior Centaur V. [3]
Dos conceptos de etapa evolucionada criogénica avanzada (ACES) fueron desarrollados originalmente en 2005 por Boeing y Lockheed Martin . [4] [5] [ se necesita aclaración ]
En 2010, ULA había heredado la propiedad intelectual de ambas propuestas y el concepto ACES había evolucionado hasta convertirse en una nueva etapa superior de alto rendimiento para ser utilizada en los vehículos de lanzamiento Atlas V y Delta IV / Delta IV Heavy . Ahora llamada Etapa Evolucionada Común Avanzada , se propuso que ACES fuera una etapa superior de menor costo, más capaz y más flexible que complementaría, y tal vez reemplazaría, las etapas superiores ULA Centaur y Delta Cryogenic Second Stage (DCSS) existentes. [1] Esta etapa superior estaba destinada a incorporar un aislamiento mejorado para un mejor almacenamiento criogénico y duraciones más largas en la costa. [6]
En abril de 2015, el nombre de la etapa se revirtió al nombre original de Etapa Evolucionada Criogénica Avanzada, ya que el nuevo diseño ULA Vulcan sería el único cohete de primera etapa destinado a utilizar ACES, y no comenzaría antes de 2023. [7]
En septiembre de 2020, ULA declaró que ya no estaban desarrollando ACES activamente. [3]
En abril de 2015 [actualizar], ULA esperaba que ACES debutara en el vehículo de lanzamiento Vulcan no antes de 2023 [7] , pero en julio de 2015 se aclaró que el plazo probablemente no volaría hasta 2024-2025. [8] En 2018, ULA realizó múltiples presentaciones que nuevamente mostraron un debut de ACES en 2023. [9] Sin embargo, en 2019, ULA dijo que si bien todavía planeaban desarrollar ACES, ya no tenían una fecha específica de cuándo sería. [9]
Se planeó que ACES utilizara la tecnología patentada de fluidos integrados para vehículos (IVF) de ULA para extender significativamente su vida útil en el espacio. [10]
Se planeó que ACES incluyera tanques de propulsor de mamparo común con un diámetro de 5,4 m (18 pies), capaces de transportar 68.000 kg (150.000 lb) de propulsor. [11]
A finales de 2017, ULA decidió adelantar los elementos de aislamiento avanzados y de 5,4 m (18 pies) de diámetro del escenario superior ACES. Según el nuevo plan, la etapa superior de Vulcan es el Centaur V , con dos motores LH2/LOX RL10 y sin IVF u otra tecnología ACES de duración extendida [1] como se había planeado para ACES. Entonces se esperaba que ACES tuviera el mismo diámetro de tanque que Centaur V, pero alargado (mayor longitud de tanque), con la posible adición de dos RL10 más y IVF. [12]
El 11 de mayo de 2018, United Launch Alliance (ULA) anunció que el motor Aerojet Rocketdyne RL10 fue seleccionado para Centaur V, luego de un proceso de adquisición competitivo. [13]
La tecnología IVF utiliza un motor de combustión interna liviano para utilizar el propulsor de hidrógeno y oxígeno (normalmente desperdiciado cuando los gases de ebullición se ventilan al espacio) para operar el escenario. El diseño incluía producir energía, mantener la actitud del escenario [10] [14] y mantener los tanques de propulsor presurizados de forma autógena . El uso de estos fluidos fue diseñado para eliminar la necesidad de combustible de hidracina , helio para presurización, [7] [15] : 4, 5 y casi todas las baterías del vehículo.
La ULA diseñó el IVF para que fuera óptimo para las operaciones de depósito , ya que solo sería necesario transferir hidrógeno líquido y oxígeno líquido y, si se construyera, posiblemente podría extender la vida útil de la misión de las actuales docenas de horas a varios días. [1] [15] : 2–4 [16] : 4
A partir de abril de 2015 , Roush Racing[actualizar] iba a producir un motor de combustión interna que se utilizaría para alimentar el sistema de FIV en ACES . [7]
En agosto de 2016, el presidente y director ejecutivo de ULA, Tory Bruno, dijo que tanto Vulcan como ACES estaban destinados a ser clasificados para humanos. [17]
La ULA declaró en 2010 que una posible aplicación de ACES era el uso de mayor resistencia y mayor capacidad de combustible como depósito de propulsor con capacidad de reabastecimiento de combustible en el espacio para recuperar objetos abandonados para limpieza y salida de órbita del espacio cercano . Estos nuevos enfoques ofrecen la perspectiva técnica de reducir notablemente los costos de captura y salida de órbita de objetos más allá de la órbita terrestre baja con la implementación de un régimen de licencia de lanzamiento a órbitas terrestres de uno hacia arriba y uno hacia abajo . [18]
La conceptualización del diseño de ACES se lleva a cabo en la ULA desde hace muchos años. Aprovecha las características de diseño de las etapas superiores de la Segunda Etapa Criogénica (DCSS) Centaur y Delta y tiene la intención de complementar y quizás reemplazar estas etapas en el futuro. El ACES básico contendrá el doble de carga de propulsor Centaur o 4 m DCSS, lo que proporcionará un aumento significativo del rendimiento en comparación con nuestras etapas superiores existentes. La carga propulsora básica de 41 toneladas está contenida en una etapa de mamparo común de 5 m de diámetro que tiene aproximadamente la misma longitud que las etapas superiores existentes de ULA.
Peller describió ACES como un concepto que la ULA ya no persigue activamente. "Hicimos muchos estudios, invertimos en mucho desarrollo tecnológico para evaluar la viabilidad de algunas de las características innovadoras de ACES", dijo. "Eso nos ha sido de gran utilidad, porque gran parte del trabajo original de ACES tiene sus huellas en nuestra nueva versión de Centaur, el Centaur 5 que estamos desarrollando con Vulcan. Esos estudios de hace cinco u ocho años ciertamente nos sirvieron bien, y pusieron "Nos lleva por un buen camino para la evolución de nuestras etapas superiores. Continuaremos evolucionando nuestra etapa superior para satisfacer las necesidades del mercado en el futuro".
La mayor capacidad de la etapa superior llegará en algún momento del futuro.
Para deshacerse de estas naves espaciales obsoletas o abandonadas, todos [los enfoques] implican el gasto de sustancialmente más delta V de lo que ha sido tradicional. Es muy posible que sea necesario retirar las naves espaciales antiguas al mismo tiempo que se emplazan las nuevas. ... [esta arquitectura] anticipa la tarea de retirar naves espaciales abandonadas proporcionando una infraestructura que permita estas misiones de alto ΔV y permite el probable nuevo paradigma de retirar una nave espacial por cada una desplegada
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