El Motor Principal del Transbordador Espacial o SSME (del inglés Space Shuttle Main Engine), también conocido como RS-25, es un motor cohete criogénico de propergoles líquidos que fue usado en el Transbordador Espacial de la NASA y está planificado que sea usado en su sucesor, el Sistema de Lanzamiento Espacial.
El RS-25 opera con temperaturas que van entre los −253 °C (−423 °F) y los 3315 °C (5999,0 °F)[1] En el Transbordador Espacial, el RS-25 fue usado en grupos de tres motores montados en la estructura trasera del Orbitador, con el combustible siendo obtenido desde el tanque externo.
El motor RS-25 consiste de varias bombas, válvulas y otros componentes que trabajan en conjunto para producir empuje.
El combustible (hidrógeno líquido) y el oxidante (oxígeno líquido) provenientes desde el tanque externo del Transbordador Espacial entran al orbitador en las válvulas umbilicales de desconexión y desde allí pasan por las líneas de alimentación del sistema de propulsión principal del orbitador (en inglés: Main Propulsion System, MPS), mientras que en el Sistema de Lanzamiento Espacial (en inglés: Space Launch System, SLS), el combustible y oxidante de la etapa central del cohete fluirá directamente en las líneas del MPS.
En cada una de las ramas, preválvulas permitirán que los propelentes entren al motor.
[2][3] Una vez en el motor, los propelentes pasan a través de turbobombas de baja presión para el combustible y el oxidante (en inglés: Low-Pressure Fuel Turbo Pumps, LPFTP; y Low-Pressure Oxidizer Turbo Pumps, LPOTP) y desde allí a las turbobombas de alta presión (en inglés: High-Pressure Fuel Turbo Pumps, HPFTP; y High-Pressure Oxidizer Turbo Pumps, HPOTP).
Desde estas turbobombas de alta presión (en inglés: High-Pressure Turbo Pumps, HPTP) los propelentes toman diferentes rutas a través del motor.
El gas es enviado a un múltiple y luego encaminada para presurizar el estanque de oxígeno líquido.
Aumenta la presión del hidrógeno líquido desde 0,2 a 1,9 MPa (30 a 276 psia) y alimenta la turbobomba de alta presión del combustible (en inglés: High-Pressure Fuel Turbopump, HPFTP).
Los prequemadores producen los gases calientes ricos en combustible que pasan a través de las turbinas para generar la potencia necesaria para operar las turbobombas de alta presión.
El hidrógeno gaseoso y el oxígeno líquido entran a la cámara en el inyector, que mezcla los propelentes.
El inyector principal y la estructura del domo están soldados al múltiple de gas caliente y la MCC también está apernada al múltiple de gas caliente.
La parte interior del flujo está a una presión mucho más baja, alrededor de 2 psi (14 kPa) o menos.
Dos computadores independientes de doble CPU, A y B, forman el controlador; dándole redundancia al sistema.
Su las diferencias son encontrados entre los dos buses, se genera una interrupción y el control es pasado al otro sistema.
Debido a las sutiles diferencias entre los M68000 de Motorola y el fabricante de segunda fuente TRW, cada sistema utiliza M68000 del mismo fabricante (eso quiere decir que el sistema A tendrá dos CPU de Motorola mientras que el sistema B usará dos CPU fabricadas por TRW).
Después fueron secadas y calentadas al vacío, los datos de estas unidades fueron recuperados para ser sometidas a un análisis forense.
[2] Cada motor está instalado con un suspensión cardán de rodamientos, una rótula universal que está apernada al vehículo de lanzamiento por su brida superior y al motor por su brida inferior.
Las tuberías desde las turbobombas de baja presión a las turbobombas de alta presión contenían fuelles flexibles que permitían que las turbobombas de baja presión permanecieran estacionarias mientras que el resto del motor era inclinado para ejercer control vectorial del empuje, y también para prevenir el daño a los bombas cuando se aplicaban cargas sobre ellas.
[20][21] En enero de 1969 la NASA otorgó contratos a General Dynamics, Lockheed, McDonnell Douglas y North American Rockwell para el desarrollo inicial del Transbordador Espacial.
La revisión final de todos los componentes del Transbordador Espacial, incluyendo los motores, fue realizada en el año 1979.
Los motores, se alimentaban de propelente desde el estanque externo (en inglés: External Tank, ET) del Transbordador Espacial a través del Sistema Principal de Propulsión (en inglés: Main Propulsion System, MPS) del orbitador, eran encendidos a T-6, 6 s antes del despegue (con cada ignición escalonada y desplazada en 120 ms[23]), lo que permitía que su desempeño fuera comprobado previo a la ignición de los Impulsores Cohete de Combustible Sólido del Transbordador Espacial (en inglés: Space Shuttle Solid Rocket Booster, SRB), los que obligaban a ejecutar el lanzamiento.
[nota 1][20][23] Luego los motores serían desacelerados hasta aproximadamente T+8 minutos, momento en el cual serían gradualmente bajados a 65 % para impedir que el vehículo excediera los 3 g de aceleración ya que se aligeraba progresivamente debido al consumo de propelente.
Después de cada vuelo los motores serían sacados del orbitador y transferidos a las Instalaciones de Procesamiento del Motor Principal del Transbordador Espacial (en inglés: Space Shuttle Main Engine Processing Facility, SSMEPF), donde ellos serían inspeccionados y preparados para ser reutilizados en un vuelo subsecuente.
Si el nivel de potencia fuera aumentado y a ese nuevo valor se le asignara el 100 %, entonces todos los datos y documentación previos necesitarían ser cambiados o comprobados contra ese empuje físico correspondiente al 100 % del nivel de potencia a esa fecha.
[40] Esta política siguió los cambios a las configuraciones planeadas de los cohetes del vehículo de lanzamiento-carga Ares V y del vehículo lanzamiento-tripulación Ares I del programa Constelación, que había sido planificado que usaran el RS-25 en sus primeras y segundas etapas respectivamente.
[41] Mientras que estas configuraciones inicialmente habían parecido que valían la pena, ya que ellas usarían la actual tecnología de ese entonces después del retiro del Transbordador en el año 2010, pero el plan tenía varias desventajas:[41] Después de varios cambios de diseño a los cohetes Ares I y Ares V, el RS-25 fue reemplazado con un solo motor J-2X para la segunda etapa del Ares I y seis motores modificados RS-68 (que estaba basado tanto en el SSME y el motor J-2 de la era del programa Apolo) en la etapa central del Ares V; esto significaba que el RS-25 sería retirado junto con la flota del Transbordador Espacial.
[41] Sin embargo, en el año 2010 a la NASA se le ordenó detener el programa Constelación, y con eso el desarrollo de tanto el Ares I como el Ares V, y que en vez que se enfocara en la construcción de un nuevo lanzador pesado.
[46][47] Los vuelos iniciales del nuevo vehículo de lanzamiento harán uso de los motores RS-25D Block II ya volados, con la NASA manteniendo los restantes motores en un ambiente "seguro purgados" en el Centro Espacial Stennis, "junto con todos los sistemas terrestres requeridos para mantenerlos".
[47][49][50] Los propelentes del SLS serán alimentados a los motores desde la etapa central, que consistirá de un estanque externo modificado del Transbordador Espacial con las tuberías MPS y motores en su parte trasera y una estructura interetapa en la parte superior.