A retrorocket (short for retrograde rocket) is a rocket engine providing thrust opposing the motion of a vehicle, thereby causing it to decelerate. They have mostly been used in spacecraft, with more limited use in short-runway aircraft landing. New uses are emerging since 2010 for retro-thrust rockets in reusable launch systems.
Rockets were fitted to the nose of some models of the DFS 230, a World War II German Military glider.[1] This enabled the aircraft to land in more confined areas than would otherwise be possible during an airborne assault.
Another World War II development was the British Hajile project, initiated by the British Admiralty's Directorate of Miscellaneous Weapons Development. Originally a request from the British Army as a method to drop heavy equipment or vehicles from aircraft flying at high speeds and altitudes, the project turned out to be a disaster and was largely forgotten after the war. Although some of the tests turned out to be successful, Hajile was too unpredictable to be used in conventional warfare, and by the time the war drew to a close, with no chance to put the project into action, it was shelved. Later Soviet experiments used this technique, braking large air-dropped cargos after a parachute descent.
When a spacecraft in orbit is slowed sufficiently, its altitude decreases to the point at which aerodynamic forces begin to rapidly slow the motion of the vehicle, and it returns to the ground. Without retrorockets, spacecraft would remain in orbit until their orbits naturally slow, and reenter the atmosphere at a much later date; in the case of crewed flights, long after life support systems have been expended. Therefore, it is critical that spacecraft have extremely reliable retrorockets.
Due to the high reliability demanded by de-orbiting retrorockets, Mercury spacecraft used a trio of solid fuel, 1000 lbf (4.5 kN) thrust retrorockets that fired for 10 seconds each, strapped to the heat shield on the bottom of the spacecraft. One was sufficient to return the spacecraft to Earth if the other two failed.[2]
Gemini utilizó cuatro cohetes, cada uno de 2500 libras de fuerza (11 kN), que ardieron durante 5,5 segundos en secuencia, con una ligera superposición. Estos se montaron en la sección retrógrada del módulo adaptador, ubicado justo detrás del escudo térmico de la cápsula. [3] [4]
Para los vuelos lunares, el módulo de comando y servicio del Apolo no requirió retrocohetes para devolver el módulo de comando a la Tierra, ya que la trayectoria de vuelo llevó al módulo a través de la atmósfera , utilizando la resistencia atmosférica para reducir la velocidad. Los vuelos de prueba en órbita terrestre requirieron propulsión retrógrada, que fue proporcionada por el gran motor de propulsión de servicio en el módulo de servicio. El mismo motor se utilizó como retrocohete para frenar la nave espacial para su inserción en la órbita lunar . El módulo lunar Apolo utilizó su motor de etapa de descenso para abandonar la órbita y aterrizar en la Luna.
El sistema de maniobra orbital del transbordador espacial proporcionó al vehículo un par de potentes cohetes de combustible líquido para maniobras orbitales y de reentrada. Uno era suficiente para un reingreso exitoso, y si ambos sistemas fallaran, el sistema de control de reacción podría desacelerar el vehículo lo suficiente para el reingreso.
Para garantizar una separación limpia y evitar el contacto, los cohetes multietapa como el Titan II , Saturn I , Saturn IB y Saturn V pueden tener pequeños retrocohetes en las etapas inferiores, que se encienden al separarse las etapas. Por ejemplo, se utilizaron para alejar las etapas S-IC y S-II del resto del vehículo después de sus respectivas paradas durante el lanzamiento del Saturn V a la órbita terrestre. Mientras tanto, la etapa siguiente puede tener cohetes de vacío posigrados , tanto para ayudar a la separación como para garantizar un buen arranque de los motores de combustible líquido.
Los retrocohetes también se utilizan para aterrizar naves espaciales en otros cuerpos astronómicos, como la Luna y Marte , además de permitir que una nave espacial entre en una órbita alrededor de dicho cuerpo, cuando de otro modo pasaría de largo y se alejaría nuevamente hacia el espacio. Como se señaló anteriormente (en relación con el Proyecto Apolo ), el cohete principal de una nave espacial puede reorientarse para que sirva como retrocohete. La cápsula Soyuz utiliza pequeños cohetes para la última fase del aterrizaje.
Desde 2010 surgieron nuevos usos para los cohetes de retropropulsión para sistemas de lanzamiento reutilizables . Después de la separación de la segunda etapa , la primera etapa de los cohetes Falcon 9 y Falcon Heavy de SpaceX utiliza de uno a tres de los motores principales para desacelerar y realizar un aterrizaje propulsor . A continuación, la primera etapa se recupera, reacondiciona y prepara para el siguiente vuelo. Los propulsores de otros cohetes orbitales se destruyen habitualmente después de un solo uso por reentrada en la atmósfera y por impacto a alta velocidad en el océano. Empresas como Blue Origin con su New Glenn , Link Space con su New Line 1 y proyectos nacionales como el proyecto RETALT de la Comisión Europea y el Gran 8 de Marcha de la Administración Nacional del Espacio de China también están buscando el reingreso por retroempuje de propulsores reutilizables. . [5] [6]
New Shepard es un cohete suborbital reutilizable de una sola etapa en el que el propulsor utiliza su motor principal para aterrizar nuevamente después de un vuelo. La cápsula frena su descenso con paracaídas y utiliza retrocohetes para frenar justo antes de llegar al suelo.
La Operación Credible Sport , un plan propuesto por el gobierno estadounidense en 1979 para rescatar a los rehenes en Irán, dio como resultado la construcción de dos Lockheed C-130 Hercules modificados , denominados YMC-130H, que incluían retrocohetes para permitirle realizar vuelos extremadamente cortos. aterrizajes. Como parte del plan, estos aviones aterrizarían en el estadio Shahid Shiroudi, cerca de la embajada de Estados Unidos en Teherán , y utilizarían los retrocohetes para detenerse. Un avión fue destruido en un accidente durante un vuelo de prueba sin víctimas mortales, y el plan fue descartado ese mismo año. [7]