En el verano de 2023, ocurrió algo que los ingenieros habían discutido durante décadas, pero que pocos esperaban ver en sus vidas. Starship de SpaceX, una torre de acero inoxidable más alta que un edificio de treinta pisos, encendió sus treinta y tres motores simultáneamente y despegó desde la costa de Texas. No salió todo según lo planeado, pero despegó. Y cuando el propulsor Super Heavy regresó en la prueba de vuelo cinco para ser atrapado, en el aire, por los enormes brazos mecánicos de su propia torre de lanzamiento, quedó claro que las reglas del vuelo espacial habían cambiado fundamentalmente.
Starship está diseñado para transportar más de 100 toneladas a órbita terrestre baja en una forma totalmente reutilizable. Si logra ese objetivo, será el cohete más capaz y rentable de la historia. Para las agencias espaciales y las empresas de cohetes de todo el mundo, la pregunta ya no es si esto representa una revolución, sino qué hacer al respecto.
Super Heavy Booster 12 approaching the tower during Starship flight test 5 on October 13, 2024 (Credit : Steve Jurvetson)
Investigadores del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) acaban de publicar uno de los análisis independientes más rigurosos de Starship hasta la fecha, y, de manera inusual, no se basaron en las propias afirmaciones de SpaceX. En cambio, extrajeron datos de telemetría de las imágenes de video transmitidas públicamente de las primeras cuatro pruebas de vuelo integradas, segundo a segundo, y los utilizaron para construir y validar sus propios modelos detallados del rendimiento del vehículo. El resultado es una imagen de Starship que es a la vez más realista y más impresionante de lo que sugiere el marketing.
El análisis confirmó que, en su forma actual, un Starship totalmente reutilizable puede entregar alrededor de 59 toneladas a órbita terrestre baja. Eso es aproximadamente lo que un Falcon Heavy puede lograr sin recuperar ninguno de sus propulsores. La versión de próxima generación, equipada con los motores Raptor 3 más potentes y tanques de combustible ampliados, se proyecta que alcanzará alrededor de 115 toneladas en modo reutilizable y potencialmente 188 toneladas si se vuela de forma no reutilizable, superando incluso al poderoso Saturno V de la era Apolo. Pero la parte más llamativa del documento es un diseño detallado de una alternativa europea capaz de lanzar más de 70 toneladas a órbita, llamada RLV C5.
El concepto combina la etapa de refuerzo alada y reutilizable del proyecto SpaceLiner a largo plazo de DLR con una etapa superior desechable diseñada para maximizar la carga útil. Quema hidrógeno líquido y oxígeno líquido, que es una combinación más eficiente que el metano y el oxígeno que alimentan los motores Raptor de Starship, y su propulsor no aterriza como lo hace Starship. En cambio, el propulsor SpaceLiner se desliza de regreso a través de la atmósfera sobre alas, antes de ser capturado en el aire por una gran aeronave subsónica. Es un método de recuperación que suena casi de ciencia ficción, pero uno que los investigadores de DLR argumentan que tiene ventajas distintas: el propulsor no necesita combustible reservado para las quemaduras de aterrizaje, lo que significa que más de cada kilogramo de propulsor se destina realmente a alcanzar la órbita.
En comparación, Starship es más de tres veces más pesado que el RLV C5 al lanzamiento. Una parte importante de esa masa es el costo de la reutilización total: baldosas de protección térmica, combustible de aterrizaje, refuerzos estructurales, las alas. De cada tonelada que Starship envía a órbita, solo alrededor del 40% es carga útil; sin embargo, el RLV C5, con su enfoque de reutilización parcial más simple, logra poner el 74% de su masa a órbita en carga útil útil. Lo que le falta en capacidad bruta lo gana en eficiencia.
Artist’s impression of the SpaceLiner full configuration during the ascent phase (Credit : ToSch1983Deutsches Zentrum)
Los investigadores de DLR se cuidan de enmarcar esto no como una competencia, sino como una elección. La extraordinaria capacidad y la reutilización rápida planificada de Starship lo hacen ideal para misiones que requieren cargas útiles verdaderamente masivas, por ejemplo, bases lunares, misiones a Marte y constelaciones de satélites gigantes. El RLV C5 aborda una necesidad diferente de acceso europeo soberano a lanzamientos súper pesados sin la extraordinaria inversión requerida para desarrollar un sistema totalmente reutilizable desde cero. Podría construirse utilizando componentes que ya están en investigación, y los investigadores sugieren que podría encajar como un paso intermedio dentro del programa SpaceLiner antes de que llegue una versión totalmente reutilizable.
Hay una advertencia que pesa sobre todo esto, y el equipo de DLR lo reconoce claramente. Starship ya está volando, aunque imperfectamente. El RLV C5 existe sobre el papel. La brecha entre esos dos estados no es trivial. El sistema de protección térmica que mantiene vivo a Starship durante la reentrada se dañó tan gravemente durante la cuarta prueba de vuelo que tuvo que ser completamente rediseñado. La reutilización total y rápida, lo que hace que la economía de Starship funcione, sigue siendo un problema de ingeniería sin resolver.
Europa está comenzando muy por detrás, pero como concluyen el autor principal Moritz Herberhold y sus colegas del Centro Aeroespacial Alemán, el «RLV C5 ofrece un camino eficaz para que Europa desarrolle de forma independiente capacidades de lanzamiento súper pesadas parcialmente reutilizables» y, a veces, un camino más inteligente es más importante que uno más rápido.
Fuente: Comparison of SpaceX’s Starship with winged heavy-lift launcher options for Europe
