Un vehículo espacial es la combinación de una nave espacial y su vehículo de lanzamiento que la lleva al espacio. Los primeros vehículos espaciales eran sistemas de lanzamiento prescindibles , que utilizaban un cohete de una o varias etapas para transportar una nave espacial relativamente pequeña en proporción al tamaño y la masa total del vehículo. [1] Una de las primeras excepciones a esto, el transbordador espacial , consistía en un vehículo orbital reutilizable que transportaba tripulación y carga útil, sostenido por un tanque de propulsor externo prescindible y dos cohetes propulsores de combustible sólido reutilizables .
Actualmente, la industria privada está desarrollando sistemas de lanzamiento reutilizables .
Las primeras naves espaciales o vehículos espaciales eran a veces conocidos como " naves espaciales ", [2] [3] término que proviene de la ciencia ficción para designar un vehículo hipotético que viaja más allá de la órbita terrestre baja y es 100% reutilizable, necesitando sólo ser repostado como un avión.
En la novela de Julio Verne de 1865 De la Tierra a la Luna , se realizan intentos exitosos de lanzar a tres personas en un proyectil con el objetivo de alunizar. En 1880, The Pall Mall Gazette describió el Columbiad de Verne como una "nave espacial", el primer uso registrado de este término. [4]
El concepto de "nave espacial" (o "cohete") se desarrolló aún más en la ciencia ficción del siglo XX , como Flash Gordon , como un vehículo unificado autónomo, presumiblemente propulsado por un cohete , capaz de alcanzar un destino extraterrestre manteniendo su estructura. intacto y sólo requiere reabastecimiento de combustible, como un avión. La tecnología de cohetes del mundo real no hizo esto posible; mientras que el avión requiere una cantidad de combustible que ocupa una fracción relativamente pequeña del tamaño y la masa totales, el cohete requiere un oxidante para funcionar en el vacío del espacio. [5] Tampoco puede utilizar el aire atmosférico como propulsor ; esta función la cumplen el combustible y el oxidante de gran volumen y masa. Además, la gran cantidad de energía necesaria para alcanzar al menos una velocidad orbital terrestre baja requiere una proporción extremadamente alta de propulsor con respecto a la masa seca del vehículo. Además, las tecnologías estructurales de mediados del siglo XX hicieron imposible construir un único conjunto de tanques de propulsor capaz de contener suficiente masa para alcanzar la velocidad requerida. Por lo tanto, los vehículos de lanzamiento prescindibles de múltiples etapas fueron la elección de diseño necesaria cuando comenzaron los vuelos espaciales a fines de la década de 1950. Sin embargo, a partir de la década de 1990, se inició el trabajo de desarrollo de vehículos espaciales unitarios de etapa única a órbita (SSTO) con proyectos como X-33 , Roton , McDonnell Douglas DC-X y Skylon . Para 2020, la mayoría de los proyectos de desarrollo de SSTO habían fracasado con la excepción de Skylon, que continúa en desarrollo.
La mayoría de los vehículos espaciales que se utilizan actualmente son prescindibles y están diseñados para transportar una única carga útil al espacio, pero no para su recuperación y reutilización. Por lo general, constan de varias etapas que se desconectan en secuencia a medida que el vehículo gana velocidad y altitud y se agota el propulsor .
Los sistemas de lanzamiento reutilizables son capaces de lanzar múltiples cargas útiles y pueden recuperarse después de cada uso. Los únicos vehículos espaciales totalmente reutilizables que se utilizan actualmente son New Shepard y SpaceShipTwo . Ambos realizan vuelos espaciales suborbitales . SpaceX está desarrollando su Starship para que sea un vehículo espacial orbital totalmente reutilizable.