Boeing Starliner
Clase de cápsulas de tripulación parcialmente reutilizables

Boeing Starliner
La nave espacial Boeing Starliner  2 se acerca a la ISS en mayo de 2022, durante la segunda prueba de vuelo orbital
FabricanteBoeing Defensa, Espacio y Seguridad
País natalEstados Unidos
OperadorBoeing Defensa, Espacio y Seguridad
AplicacionesTransporte de tripulación a la ISS
Sitio webboeing.com/starliner
Presupuesto
Tipo de nave espacialCápsula
Capacidad de carga útilA la ISS : 4 tripulantes y 100 kg (220 lb) de carga [3] [a]
Capacidad de la tripulaciónHasta 7
Volumen11 m3 ( 390 pies cúbicos) [5]
RégimenÓrbita terrestre baja
Diseño de vida
  • 60 horas (vuelo libre) [1]
  • 7 meses (acoplado) [2]
Dimensiones
Longitud5,03 m (16,5 pies) (cápsula y SM ) [6]
Diámetro4,56 m (15 pies) [6]
Producción
EstadoActivo
Construido3
Operacional2
Jubilado1
Lanzamiento inauguralSin tripulación: 20 de diciembre de 2019
Con tripulación: 5 de junio de 2024
Nave espacial relacionada
Vehículo de lanzamientoAtlas V N22 [b]

Configuración

Vista ampliada del Starliner
A: Cápsula de tripulación, B: Módulo de servicio
1: Cono frontal, 2: Tapa del compartimento de paracaídas, 3: Escotilla de acceso de la tripulación, 4: Propulsores RCS para reentrada, 5: Bolsas de aire, 6: Escudo térmico , 7: Sistema de acoplamiento de la NASA , 8: Paracaídas, 9: Ventana, 10: Umbilical , 11: Radiadores, 12: "Doghouse" con propulsores RCS y OMAC , 13: Tanques de propulsor, 14: Propulsor de control de balanceo, 15: Motores RS-88 para escape de lanzamiento , 16: Paneles solares

El Boeing Starliner (o CST-100 ) [c] es una nave espacial diseñada para transportar tripulaciones hacia y desde la Estación Espacial Internacional (ISS) y otros destinos de órbita baja terrestre. Desarrollado por Boeing en el marco del Programa de Tripulación Comercial (CCP) de la NASA , consta de una cápsula de tripulación reutilizable y un módulo de servicio desechable .

Un poco más grande que el módulo de mando Apollo o que la cápsula SpaceX Crew Dragon , pero más pequeña que la cápsula Orion , la Starliner puede albergar una tripulación de hasta siete personas, aunque la NASA planea no transportar más de cuatro. Puede permanecer acoplada a la ISS hasta siete meses y se lanza en un cohete Atlas V N22 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 de Cabo Cañaveral en Florida.

En 2014, la NASA adjudicó a Boeing un contrato a precio fijo de 4.200 millones de dólares para construir Starliner, mientras que SpaceX recibió 2.600 millones de dólares para desarrollar Crew Dragon . Para octubre de 2024, el esfuerzo de Boeing había superado su presupuesto en al menos 1.850 millones de dólares  .

Originalmente previsto para entrar en funcionamiento en 2017, el Starliner se ha retrasado repetidamente por problemas de gestión e ingeniería. La primera prueba de vuelo orbital no tripulada en diciembre de 2019 se consideró un fracaso parcial, lo que llevó a una segunda prueba de vuelo orbital en mayo de 2022. Durante la prueba de vuelo tripulado , lanzada en junio de 2024, los propulsores del Starliner fallaron al acercarse a la ISS y la NASA concluyó que era demasiado arriesgado devolver a sus astronautas a la Tierra a bordo de la nave espacial, que aterrizó sin tripulación en septiembre de 2024.

Starliner cuesta más por vuelo que Crew Dragon, lo que generó críticas del inspector general de la NASA y otros observadores.

Fondo

Proceso de ensamblaje del Starliner 2018

A medida que el programa del transbordador espacial se acercaba a su fin, la NASA buscó fomentar el desarrollo de nuevas capacidades de vuelo espacial. Alejándose del modelo tradicional de naves espaciales propiedad y operadas por el gobierno, la NASA propuso un enfoque revolucionario: las empresas poseerían y operarían las naves espaciales, mientras que la NASA actuaría como cliente, comprando vuelos según fuera necesario. Para incentivar la innovación, la NASA ofreció financiación para apoyar el desarrollo de estos nuevos vehículos. Sin embargo, a diferencia de los contratos de costo más margen anteriores , estos nuevos contratos serían de precio fijo , lo que colocaría el riesgo financiero de sobrecostes en las propias empresas.

Boeing tiene una amplia trayectoria en el desarrollo de vehículos para la exploración espacial, habiendo construido la primera etapa ( S-IC ) de los cohetes Saturno V , ensamblando los vehículos lunares itinerantes y sirviendo como contratista principal para el segmento orbital estadounidense de la ISS desde 1993. Con su trayectoria comprobada y su profunda experiencia, Boeing fue visto como bien posicionado para competir por los contratos de vuelos espaciales comerciales. [7] [8]

En 2010, Boeing presentó su candidatura al programa de tripulación comercial de la NASA: el CST-100. La empresa recibió una financiación inicial de 18 millones de dólares en la primera ronda del programa de desarrollo de tripulación comercial (CCDev 1) para apoyar el desarrollo de Starliner. [9] Además, United Launch Alliance, una empresa conjunta entre Boeing y Lockheed Martin, consiguió 6,7 millones de dólares para desarrollar el sistema de detección de emergencias que permitiría que su cohete Atlas V fuera apto para el lanzamiento humano de Starliner. [9] En ese momento, Boeing expresó su optimismo de que Starliner podría estar operativo ya en 2015, siempre que se obtuvieran las aprobaciones y la financiación oportunas. [10]

En octubre de 2011, la NASA anunció que la Instalación de Procesamiento Orbital -3 en el Centro Espacial Kennedy sería arrendada a Boeing para la fabricación y prueba de Starliner, a través de una asociación con Space Florida . [11]

Durante los próximos tres años, la NASA llevaría a cabo tres rondas más de financiación para el desarrollo, otorgando a Boeing 92,3 millones de dólares bajo el programa CCDev  2 en 2011, [12] 460 millones de dólares bajo el programa de Capacidad Integrada de Tripulación Comercial (CCiCap) en 2012, [13] y 9,9 millones de dólares bajo el Contrato de Productos de Certificación (CPC) en 2013. [14]

Se esperaba que la NASA anunciara su selección para el lucrativo contrato de Capacidad de Transporte de Tripulación Comercial (CCtCap) en septiembre de 2014. Boeing había presionado a la NASA para obtener un contrato de fuente única, argumentando que necesitaba el presupuesto completo del programa para el desarrollo exitoso de Starliner. Dentro de la NASA, hubo un apoyo considerable para este enfoque, y muchos tomadores de decisiones expresaron confianza en las capacidades y el historial de seguridad de Boeing. De hecho, los funcionarios de la NASA incluso habían redactado una justificación para seleccionar a Boeing como el único proveedor. [15]

Aunque William H. Gerstenmaier , el líder de exploración humana de la NASA, había considerado que la propuesta de Starliner era más sólida, [16] dudaba en otorgar un contrato de fuente única. El Programa de Tripulación Comercial plurianual había sido diseñado para fomentar la competencia y la redundancia, y Gerstenmaier creía que seleccionar una sola empresa socavaría estos objetivos. [17] A través de sus esfuerzos, convenció con éxito a la NASA de retrasar el anuncio del CCtCap y asegurar fondos adicionales para apoyar dos iniciativas en competencia. [15]

El 16 de septiembre de 2014, la NASA anunció que tanto Boeing como SpaceX recibirían contratos CCtCap para desarrollar naves espaciales tripuladas. Boeing recibió 4.200 millones de dólares para completar y certificar el Starliner, mientras que SpaceX recibió 2.600 millones de dólares para completar y certificar el Crew Dragon . [17] Para recibir el monto total del contrato, cada empresa tendría que completar con éxito una prueba de aborto , una prueba de vuelo orbital sin tripulación, una prueba de vuelo orbital tripulada y seis misiones tripuladas a la ISS. Sin embargo, la NASA no tendría que pagar por ninguna prueba fallida y solo se le exigió que comprara dos misiones tripuladas a la ISS de cada empresa. [18] Después de las misiones iniciales garantizadas, las empresas competirían por contratos de lanzamiento de forma continua.

En noviembre de 2015, la NASA anunció que había eliminado a Boeing de su consideración para participar en el concurso multimillonario de Servicios de Reabastecimiento Comercial para transportar carga a la Estación Espacial Internacional. [19]

Desarrollo

Nave espacial tripulada actualmente operativa (al menos de clase orbital)
El recipiente a presión Starliner en la antigua instalación de procesamiento de orbitadores , mostrando su construcción isogrid (octubre de 2011)
Pruebas en el túnel de viento de la línea de moldes externos del Starliner (diciembre de 2011)

El nombre CST-100 (Crew Space Transportation-100) se utilizó por primera vez cuando la cápsula se reveló al público en junio de 2010. [20] Las letras "CST" significan Crew Space Transportation, [21] mientras que "100" probablemente se refiere a la línea Kármán [ dudoso – discutir ] , que generalmente se considera el límite del espacio a 100 kilómetros (62 mi) sobre la Tierra. [22] [23] El diseño se basa en la experiencia de Boeing con los programas Apollo, Space Shuttle e ISS de la NASA, así como con el proyecto Orbital Express . [10]

Nave espacial Starliner compuesta por cápsula y módulo de servicio.

La nave espacial consta de una cápsula reutilizable y un módulo de servicio desechable y está diseñada para misiones a la órbita baja de la Tierra . La cápsula tiene capacidad para siete pasajeros, o una mezcla de tripulación y carga. Para las misiones de la NASA a la ISS, llevará cuatro pasajeros y una pequeña cantidad de carga. La cápsula Starliner utiliza una estructura sin soldaduras, formada por hilado y es reutilizable hasta 10 veces con un tiempo de respuesta de seis meses. Boeing planea alternar entre dos módulos de tripulación reutilizables para todas las misiones Starliner planificadas. Cada vuelo utiliza un nuevo módulo de servicio, que proporciona capacidad de propulsión y generación de energía para la nave espacial. Starliner cuenta con Internet inalámbrico y tecnología de tableta para interfaces de tripulación. [24]

Starliner utiliza el sistema de acoplamiento de la NASA . [25] [26] [27] Boeing modificó el diseño de Starliner antes de OFT-2, agregando una cubierta de reentrada con bisagras debajo de su cono frontal desechable para protección adicional del puerto de acoplamiento durante la entrada atmosférica . Esto se probó en la misión OFT-2. Por el contrario, el cono frontal reutilizable de SpaceX Dragon 2 tiene bisagras y protege su puerto de acoplamiento durante el lanzamiento y el reingreso. [28] [29] [30]

La cápsula utiliza el ablador ligero de Boeing como escudo térmico de reentrada . [31]

Las células solares proporcionadas por la subsidiaria de Boeing, Spectrolab, están instaladas en la cara trasera del módulo de servicio, proporcionando 2,9 kW de electricidad. [32]

Además de la cápsula y el módulo de servicio, una estructura de 1,78 m (5,8 pies) llamada faldón aerodinámico está integrada en el adaptador del vehículo de lanzamiento del Atlas V. El faldón aerodinámico proporciona estabilidad aerodinámica y amortigua las ondas de choque que provienen del frente del cohete. [33]

El sistema de propulsión de la nave espacial lo produce Aerojet Rocketdyne y consta de 64 motores:

Los propulsores RCS y OMAC del módulo de servicio están agrupados en cuatro "casetas para perros" igualmente espaciadas alrededor del perímetro del módulo de servicio, cada una con cinco propulsores OMAC (tres orientados hacia atrás y dos orientados hacia adelante [ disputado – discutir ] ), y siete propulsores RCS: [36] [37] dos orientados hacia atrás, dos orientados hacia adelante, uno en cada dirección radial y dos tangenciales. Los últimos tres están en un plano que está muy cerca del centro de masa de la nave espacial.

Para trasladar la nave espacial, se utilizan propulsores en pares equilibrados de modo que el centro de fuerza pase por el centro de masa de la nave espacial. Para rotar la nave espacial, se utilizan propulsores en pares desequilibrados de modo que no haya fuerza neta y el par neto esté centrado dentro de la nave espacial. Los propulsores RCS se utilizan para la rotación (control de actitud) y maniobras de atraque muy precisas, mientras que los propulsores OMAC se utilizan para ajustes orbitales significativos. Los propulsores RCS también se utilizan para compensar ligeros desequilibrios en los propulsores OMAC.

Boeing diseñó la cápsula para realizar aterrizajes en tierra en lugar de un amerizaje , una novedad para una misión de cápsula tripulada lanzada desde los Estados Unidos. Después de reingresar a la atmósfera, se desplegarán tres paracaídas, lo que reducirá la velocidad de la cápsula a aproximadamente 4 millas por hora (350 pies/min; 1,8 m/s). Antes de llegar al suelo, se desplegarán seis bolsas de aire para amortiguar el aterrizaje. Hay cuatro lugares de aterrizaje principales, incluidos dos sitios dentro del campo de misiles White Sands en Nuevo México, Willcox Playa en Arizona y Dugway Proving Ground en Utah. La Base de la Fuerza Aérea Edwards en California sirve como lugar de aterrizaje de contingencia. [38] Todos los sitios de aterrizaje están en el oeste de los Estados Unidos, lo que permite que el módulo de servicio sea arrojado para un reingreso destructivo sobre el Océano Pacífico. Boeing dice que entre los cinco sitios de aterrizaje, habrá alrededor de 450 oportunidades de aterrizaje cada año. [39]

Tras la adjudicación del contrato de Capacidad de Transporte de Tripulación Comercial (CCtCap) en 2014, la NASA asignó un equipo de cuatro astronautas experimentados, Bob Behnken , Eric Boe , Doug Hurley y Sunita Williams , para que actuaran como consultores de ingenieros tanto de Boeing como de SpaceX. [40] Estos astronautas también estaban programados para ser los pilotos de pruebas en las misiones inaugurales. Hurley relató un marcado contraste en las relaciones de trabajo entre los astronautas y los ingenieros de las dos empresas. Mientras que los ingenieros de SpaceX eran receptivos a la retroalimentación, entusiastas por colaborar y atentos a las sugerencias, Hurley encontró que los ingenieros de Boeing eran indiferentes, arrogantes y demasiado confiados. También dijo que el equipo de Boeing no informó a los astronautas sobre la fuga de propulsor que ocurrió durante la prueba de aborto de plataforma . Finalmente, Hurley le dijo al jefe de la oficina de astronautas que no volaría en Starliner. Hurley y Behnken luego comandarían la histórica misión Demo-2 de Crew Dragon , el primer vuelo tripulado de la nave espacial. [41] Williams volaría al espacio en la prueba de vuelo tripulado de Boeing, pero regresaría a la Tierra en una Crew Dragon, después de que los propulsores fallaran en el Starliner.

A pesar de que inicialmente se le otorgó una financiación significativamente mayor, Boeing se ha enfrentado a importantes sobrecostes presupuestarios para el programa Starliner, que superaron los 1.850  millones de dólares a octubre de 2024. [actualizar][ 42] [43]

En noviembre de 2019, la Oficina del Inspector General de la NASA publicó un informe que revelaba que se había producido un cambio en el contrato de Boeing en 2016, [44] afirmando: "Para las misiones tripuladas tercera a sexta de Boeing, descubrimos que la NASA acordó pagar 287,2 millones de dólares adicionales por encima de los precios fijos de Boeing para mitigar una brecha percibida de 18 meses en los vuelos a la ISS previstos en 2019 y para garantizar que el contratista continuara como un segundo proveedor de tripulación comercial", y la NASA y Boeing se comprometieron a seis misiones en lugar de que las últimas cuatro fueran opcionales. [45]

En agosto de 2024, después de los reveses experimentados durante la prueba de vuelo tripulado, el administrador de la NASA Bill Nelson declaró que el director ejecutivo de Boeing, Kelly Ortberg, se comprometió a continuar con el programa Starliner. [46] Sin embargo, los analistas financieros expresaron escepticismo de que Boeing continuara invirtiendo en un programa que perdía dinero [42] y en octubre The Wall Street Journal informó que Boeing estaba explorando la venta de algunos de sus programas de la división espacial, incluido Starliner. [47]

Pruebas

Varias pruebas de validación comenzaron en artículos de prueba en 2011 y continuaron en naves espaciales reales a partir de 2019.

Pruebas de aborto y abandono

Un helicóptero Erickson Skycrane (en primer plano) enmarca el Starliner (al fondo) en 2012. Durante las pruebas, el helicóptero dejó caer la cápsula desde unos 7.000 pies (2.000 m) para probar sus paracaídas y bolsas de aire.
Una mirada de cerca a las seis bolsas de aire de Starliner durante una prueba de caída

En septiembre de 2011, Boeing anunció la finalización de una serie de pruebas de caída desde tierra para validar el diseño del sistema de amortiguación de las bolsas de aire. Las bolsas de aire están ubicadas debajo del escudo térmico del Starliner, que está diseñado para separarse de la cápsula durante el descenso en paracaídas a unos 1500 m (5000 pies) de altitud. Las bolsas de aire, fabricadas por ILC Dover, se despliegan llenándose con una mezcla de nitrógeno comprimido y gas oxígeno, no con la mezcla piroexplosiva que a veces se utiliza en las bolsas de aire de los automóviles . Las pruebas se llevaron a cabo en el desierto de Mojave , en el sureste de California, a velocidades terrestres de entre 16 y 48 km/h (10 y 30 mph) para simular las condiciones de viento cruzado en el momento del aterrizaje. Bigelow Aerospace construyó el banco de pruebas móvil y llevó a cabo las pruebas. [21]

En abril de 2012, Boeing lanzó una maqueta de su Starliner sobre el desierto de Nevada en el lago seco Delamar , Nevada , probando con éxito los tres paracaídas de aterrizaje principales de la nave desde 11.200 pies (3.400 m). [48]

Boeing informó en mayo de 2016 que su programa de pruebas se retrasaría ocho meses para reducir la masa de la nave espacial, abordar problemas de aerodinámica previstos durante el lanzamiento y ascenso en el cohete Atlas V y cumplir con los nuevos requisitos de software impuestos por la NASA. [49] La prueba de vuelo orbital estaba programada para la primavera de 2019. El propulsor para esta prueba de vuelo orbital, un cohete Atlas V N22 , se ensambló en las instalaciones de United Launch Alliance (ULA) en Decatur, Alabama, a fines de 2017. [50] El primer vuelo tripulado ( Boe-CFT ) estaba programado para el verano de 2019, a la espera de los resultados de las pruebas de Boe-OFT . Estaba previsto que durara 14 días y llevara a un astronauta de la NASA y un piloto de pruebas de Boeing a la ISS. [51] El 5 de abril de 2018, la NASA anunció que el primer vuelo planeado para dos personas, originalmente programado para noviembre de 2018, probablemente ocurriría en 2019 o 2020. [52]

En junio de 2018, se produjo un grave incidente durante una prueba de fuego en caliente. Un fallo de diseño en el sistema de propulsión dejó abiertas cuatro de las ocho válvulas, lo que provocó la liberación de más de 1800 kg de propulsor tóxico monometilhidrazina , lo que provocó una bola de fuego que envolvió el equipo. Según se informa, el incidente se vio agravado por la animosidad con el subcontratista del sistema de propulsión, Aerojet Rocketdyne, a quien Boeing se negó a pagar por los cambios de diseño. Si bien informó a la NASA sobre el incidente, Boeing intentó mantenerlo en silencio, incluso ocultando información a los astronautas involucrados en el proyecto. [53]

En octubre de 2018, la primera misión orbital no tripulada se retrasó hasta abril de 2019, y el primer lanzamiento tripulado se reprogramó para agosto de 2019. [54] [55] En marzo de 2019, Reuters informó que estos vuelos de prueba se habían retrasado al menos tres meses, [56] y en abril de 2019 Boeing anunció que la misión orbital no tripulada estaba programada para agosto de 2019. [57]

La nave espacial Starliner 1 enciende sus motores de aborto RS-88 durante la prueba de aborto en plataforma de Boeing en noviembre de 2019.

En mayo de 2019, se completaron todas las pruebas de fuego en caliente importantes, incluidas las simulaciones de pruebas de propulsores de aborto a baja altitud, utilizando un artículo de prueba de módulo completo en servicio que era "similar al vuelo", lo que significa que el banco de pruebas del módulo de servicio utilizado en las pruebas de fuego en caliente incluía tanques de combustible y helio, sistema de control de reacción, propulsores de maniobra orbital y de control de actitud, motores de aborto de lanzamiento y todas las líneas de combustible y aviónica necesarias que se utilizarán para misiones tripuladas. Esto despejó el camino para la prueba de aborto en plataforma y los posteriores vuelos tripulados y no tripulados. [58]

El 4 de noviembre de 2019 se realizó una prueba de aborto en plataforma. [59] La cápsula aceleró para alejarse de su plataforma, pero luego uno de los tres paracaídas no se desplegó y la cápsula aterrizó con solo dos paracaídas. [60] [61] Sin embargo, el aterrizaje se consideró seguro y la prueba un éxito. Boeing no esperaba que el mal funcionamiento de un paracaídas afectara el cronograma de desarrollo de Starliner. [62]

Primera prueba de vuelo orbital (sin tripulación)

Las cúpulas superior e inferior del Boeing Starliner  Calypso se acoplan dentro de la Instalación de Procesamiento de Carga y Tripulación Comercial (C3PF) en el Centro Espacial Kennedy el 19 de junio de 2018.
El Boeing Starliner  Calypso aterrizó en el campo de misiles White Sands en Nuevo México luego de una prueba de vuelo orbital no tripulado en diciembre de 2019.

El Boeing Orbital Flight Test (OFT) no tripulado se lanzó el 20 de diciembre de 2019, portando un dispositivo de prueba antropomórfico apodado "Rosie the Rocketeer" y vestido con el traje espacial IVA azul de Boeing [63], así como un peluche de Jedediah Kerman del Kerbal Space Program . [64] Aterrizó dos días después, habiendo casi terminado en un fracaso catastrófico. La misión finalmente fue declarada un fracaso parcial. [53]

Después del lanzamiento, la nave espacial captó un " tiempo transcurrido de la misión " de su vehículo de lanzamiento Atlas V que estaba 11 horas fuera de lugar. En consecuencia, cuando la nave espacial se separó del cohete, en lugar de encender brevemente sus propulsores de control de reacción para entrar en órbita, sus computadoras les ordenaron que se encendieran durante mucho más tiempo, consumiendo tanto combustible que la nave espacial ya no tenía suficiente para acoplarse a la ISS. [53] [65] [66] Mientras la cápsula se preparaba para el reingreso, se descubrió otro error de software; podría haber causado una colisión catastrófica entre el módulo de servicio y la cápsula de la tripulación. [53] [67]

La nave espacial aterrizó en White Sands Missile Range , Nuevo México , dos días después del lanzamiento. [68] Después de su aterrizaje, la astronauta de la NASA Sunita Williams nombró a la nave espacial Calypso en honor al buque de investigación RV  Calypso utilizado por el investigador oceanográfico Jacques Cousteau . [69]

Después de la misión, el vicepresidente de Boeing, John Mulholland, reconoció que la compañía no había realizado pruebas integradas de extremo a extremo para toda la misión, sino que había realizado pruebas de segmentos más pequeños. Este enfoque contribuyó a los errores de software que llevaron a las fallas casi catastróficas durante la prueba de vuelo. Mulholland insistió en que Boeing no escatimó en gastos y que no se omitieron las pruebas de extremo a extremo para ahorrar dinero. También se criticó a la NASA por no presionar a Boeing para que realizara una prueba de extremo a extremo. [53]

La posterior investigación de la NASA y Boeing sobre el vuelo hizo decenas de recomendaciones para Boeing y la NASA. Boeing declaró que eran de su propiedad, por lo que las únicas que se conocen públicamente son las que los funcionarios divulgaron deliberadamente. En 2020, los funcionarios de la empresa dijeron que estaban abordando 80 de las recomendaciones. [70]

Segunda prueba de vuelo orbital (sin tripulación)

La nave espacial Boeing Starliner  2 antes de aterrizar en el campo de misiles White Sands en Nuevo México después del OFT-2 en mayo de 2022

Debido a que la primera OFT no logró sus objetivos, los funcionarios de Boeing dijeron el 6 de abril de 2020 que la cápsula tripulada Starliner volaría una segunda misión de demostración sin tripulación, Boeing Orbital Flight Test 2 (OFT-2), antes de volar con astronautas. La NASA dijo que había aceptado una recomendación de Boeing para volar una segunda misión sin piloto. El Washington Post informó que se esperaba que la segunda prueba de vuelo orbital, con los mismos objetivos que la primera, se lanzara desde Cabo Cañaveral "en algún momento de octubre o noviembre de 2020". Boeing dijo que financiaría el vuelo de prueba no planificado de la cápsula tripulada "sin costo para el contribuyente". Boeing les dijo a los inversores a principios de 2020 que estaba tomando un cargo de US$410 millones contra sus ganancias para cubrir los costos esperados de un segundo vuelo de prueba sin piloto. [71] Los funcionarios de Boeing dijeron el 25 de agosto de 2020 que prepararon el escenario para la primera misión de demostración Starliner con astronautas a mediados de 2021. [28] Boeing modificó el diseño del sistema de acoplamiento de Starliner antes de OFT-2 para agregar una cubierta de reentrada para protección adicional durante el ardiente descenso de la cápsula a través de la atmósfera. Esta cubierta de reentrada tiene bisagras, como el diseño de SpaceX. Los equipos también instalaron el calentador de propulsor de la nave espacial OFT-2, las baldosas de protección térmica y las bolsas de aire utilizadas para amortiguar el aterrizaje de la cápsula. El módulo de tripulación para la misión OFT-2 comenzó las pruebas de aceptación en agosto de 2020, que están diseñadas para validar los sistemas de la nave espacial antes de que se acople con su módulo de servicio, según la NASA. [28] [29] [30] El 10 de noviembre de 2020, el gerente del Programa de Tripulación Comercial de la NASA, Steve Stich, dijo que la segunda prueba de vuelo orbital se retrasaría hasta el primer trimestre de 2021 debido a problemas de software. [72] La prueba sin tripulación siguió posponiéndose, y el vuelo de prueba sin tripulación del OFT-2 se programó para marzo de 2021, mientras que el vuelo tripulado se programó para el verano siguiente. [73] La fecha de lanzamiento del OFT-2 se movió nuevamente y la fecha de lanzamiento estimada más temprana se fijó para agosto de 2021. [74]

Durante la ventana de lanzamiento de agosto de 2021 se detectaron algunos problemas con 13 válvulas del sistema de propulsión en la nave espacial antes del lanzamiento. La nave espacial ya había sido acoplada a su cohete de lanzamiento, el Atlas V de United Launch Alliance (ULA) , y llevada a la plataforma de lanzamiento. Los intentos de solucionar el problema mientras estaba en la plataforma de lanzamiento fallaron, y el cohete fue devuelto a la VIF (Instalación de Integración Vertical) de la ULA. Los intentos de solucionar el problema en la VIF también fracasaron, y Boeing decidió devolver la nave espacial a la fábrica, cancelando así el lanzamiento en esa ventana de lanzamiento. [75] [76] Hubo una disputa comercial entre Boeing y Aerojet Rocketdyne sobre la responsabilidad de solucionar el problema. [77] Las válvulas se habían corroído por la intrusión de humedad, que interactuó con el propulsor, pero la fuente de la humedad no era evidente. A fines de septiembre de 2021, Boeing no había determinado la causa raíz del problema y el vuelo se retrasó indefinidamente. [78] Hasta octubre de 2021, la NASA y Boeing continuaron avanzando y estaban "trabajando para lograr oportunidades de lanzamiento en la primera mitad de 2022", [79] En diciembre de 2021, Boeing decidió reemplazar todo el módulo de servicio y anticipó que OFT-2 ocurriría en mayo de 2022. [80] [81]

La misión OFT-2 se lanzó el 19 de mayo de 2022. [82] Volvió a llevar a Rosie, la maniquí de pruebas Rocketeer, vestida con el traje espacial azul de Boeing. [83] [84] Dos propulsores de control de actitud y maniobra orbital (OMAC) fallaron durante la quema de inserción orbital, pero la nave espacial pudo compensarlo utilizando los propulsores OMAC restantes con la adición de los propulsores del sistema de control de reacción (RCS). Un par de propulsores RCS utilizados para maniobrar Starliner también fallaron durante el acoplamiento debido a la baja presión de la cámara. Algunos sistemas térmicos utilizados para enfriar la nave espacial mostraron temperaturas extremadamente frías, lo que requirió que los ingenieros los manejaran durante el acoplamiento. [85] [86]

El 22 de mayo de 2022, la cápsula se acopló a la Estación Espacial Internacional. [87] El 25 de mayo de 2022, la cápsula regresó del espacio y aterrizó con éxito. [88] Durante el reingreso, uno de los sistemas de navegación perdió la comunicación con los satélites GPS, pero Steve Stich, director del programa de tripulación comercial de la NASA, dijo que esto no es inesperado durante el reingreso. [89]

Tercera prueba de vuelo orbital (tripulado)

El Boeing Starliner  Calypso despega en la prueba de vuelo tripulado a bordo de un cohete Atlas V
El Boeing Starliner  Calypso se acopló a la ISS durante la prueba de vuelo tripulado

La prueba de vuelo tripulada de la Starliner se planeó originalmente como la prueba final de la cápsula antes de entrar en servicio regular. [90] Esta prueba habría implicado el lanzamiento de dos astronautas en órbita, el acoplamiento con la Estación Espacial Internacional durante aproximadamente una semana y la realización de pruebas adicionales mientras los equipos de tierra revisaban los datos del lanzamiento y el acoplamiento. Después de una revisión y aprobación de estos datos, la cápsula se habría desacoplado y regresado a la Tierra para un aterrizaje en el suroeste de Estados Unidos unos ocho días después. Sin embargo, los propulsores de la cápsula fallaron cuando la Starliner se acopló a la ISS y, a pesar de meses de pruebas, la NASA sintió que no podía entender por qué fallaban los propulsores y decidió que era demasiado arriesgado regresar a sus astronautas a la Tierra a bordo de la Starliner, por lo que regresó sin tripulación.

Originalmente planeado para 2017, [91] el lanzamiento enfrentó numerosos retrasos, incluidos problemas con el arnés del paracaídas y cinta inflamable en el cableado. [92] [93] Estos retrasos retrasaron el lanzamiento hasta mediados de 2024.

Un intento de lanzamiento previsto para el 6 de mayo de 2024 se canceló debido a un problema con la válvula de oxígeno del cohete. [94] Posteriormente, una fuga de helio en el módulo de servicio retrasó aún más la misión. [95] [96] Otro intento previsto para el 1 de junio se canceló debido a una falla en el hardware de la computadora terrestre. [97] Starliner se lanzó con éxito el 5 de junio a las 14:52 UTC (10:52  am EDT). [98]

Una vez en órbita y durante la aproximación a la ISS durante esta prueba de vuelo, tanto los sistemas automatizados como los astronautas que tomaron el control manual durante la secuencia de acoplamiento recibieron instrucciones de encender repetidamente los propulsores RCS. Esta prueba de estrés reveló una degradación del rendimiento en los propulsores, lo que llevó al software de la nave espacial a considerar que cinco de ellos estaban dañados e inutilizables, y se detectaron cinco fugas de helio independientes en el módulo de servicio. [99] [100] [101] [102] Los cinco propulsores averiados estaban todos orientados hacia atrás, lo que provocó una pérdida de seis grados de libertad del control de actitud hasta que se restauraron cuatro de ellos. [103] [104] Los astronautas pudieron acoplar la cápsula a la ISS de forma segura. [105] [106]

Un equipo conjunto de la NASA y Boeing pasó semanas tratando de entender qué causó el mal funcionamiento de los propulsores, realizando pruebas en tierra en el campo de misiles White Sands en Nuevo México en el propulsor Aerojet Rocketdyne que se planeaba utilizar en una futura misión Starliner, [107] y trabajando con los astronautas para replicar sus pruebas en el espacio. [108] Durante estas pruebas, el equipo de tierra pudo replicar la degradación del empuje y lo relacionó con un sello de teflón que se había deformado por una acumulación de calor. [109] Sin embargo, cuando estas pruebas se llevaron a cabo en el Starliner en órbita, el problema no se replicó. [110]

Finalmente, la NASA consideró que no era capaz de entender por qué funcionaban mal los propulsores y decidió que era demasiado arriesgado devolver a sus astronautas a la Tierra a bordo de Starliner, que intentará regresar sin tripulación. [111] Boeing, por su parte, ha expresado su confianza en Starliner y cree que hay una lógica de vuelo para devolver la nave espacial a la Tierra con los astronautas a bordo. [110] [112]

El Starliner aterrizó de forma segura en el campo de misiles White Sands de Nuevo México el 7  de septiembre a las 04:01:35  UTC (6  de septiembre, 23:01:35  MDT , hora local en el lugar de aterrizaje), unas seis horas después de desacoplarse de la ISS. [113] [114] El Starliner experimentó dos nuevos problemas técnicos no relacionados con sus problemas anteriores durante el reingreso. Hubo un breve fallo en el sistema de navegación del Starliner y uno de los 12 propulsores utilizados para orientar la cápsula durante el reingreso atmosférico no se encendió. [115] 

La NASA dice que revisará todos los datos relacionados con la misión para informar qué acciones adicionales se requieren para cumplir con sus requisitos de certificación. [116] El administrador de la NASA, Bill Nelson, ha declarado que el director ejecutivo de Boeing, Kelly Ortberg, se ha comprometido a continuar con el programa Starliner a pesar del revés. [46]

Los funcionarios de Boeing tenían previsto participar en una conferencia de prensa posterior al aterrizaje, pero cancelaron abruptamente en el último minuto sin dar ninguna razón. Después de que la NASA decidiera poner fin al vuelo de prueba de Starliner sin tripulación a bordo, la empresa se negó a responder a las preguntas de los periodistas y optó en cambio por publicar solo breves declaraciones. [115]

Uso comercial

Impresión artística de un Boeing Starliner atracando en la ISS

Según el CCP, Boeing posee y opera las cápsulas Starliner, lo que le permite ofrecer vuelos comerciales no CCP si no interfieren con las misiones de la NASA. [117] Si bien SpaceX ha conseguido vuelos comerciales privados, Boeing aún no lo ha hecho.

El acuerdo CCP permite a Boeing vender asientos para turistas espaciales en vuelos a la ISS. Aunque inicialmente se propuso, la duración prolongada de las misiones típicas a la ISS hace que esto sea poco probable. [118]

En octubre de 2021, Blue Origin , Boeing y Sierra Nevada Corporation anunciaron sus planes para una estación espacial comercial llamada Orbital Reef . Este "parque empresarial de uso mixto" podría recibir servicio tanto de Starliner como de la nave espacial Dream Chaser de Sierra Nevada . [119] [120] [121]

Vehículo de lanzamiento

Starliner fue diseñado para ser compatible con múltiples vehículos de lanzamiento, incluidos Atlas V, Delta IV , Falcon 9 y Vulcan Centaur . [122]

Se espera que Starliner vuele a bordo del Atlas V en los tres vuelos de prueba completados y hasta seis misiones más. Sin embargo, United Launch Alliance, el operador del Atlas V, cesó la producción del cohete en 2024 después de producir vehículos para todos los lanzamientos restantes contratados. [123] [124] Los vehículos han sido asignados a los clientes, incluidos los seis necesarios para los vuelos restantes de Starliner. [125]

El Starliner se enfrenta a un futuro incierto después de eso. Delta IV está retirado y no hay más disponibles, [126] el Falcon 9 es propiedad de la competencia de lanzamiento tripulado SpaceX, y el Vulcan Centaur aún no ha sido calificado para ser utilizado por humanos, pruebas que Boeing tendría que pagar. [125]

Configuración

Para los lanzamientos de Starliner, ULA utiliza la configuración Atlas N22. Todos los demás lanzamientos de Atlas V utilizan un carenado de carga útil y la versión monomotor de la etapa superior Centaur. N22 está configurado sin carenado de carga útil, dos cohetes propulsores sólidos (SRB) y una segunda etapa Centaur de dos motores . Starliner es la única carga útil tripulada para Atlas V.

Si bien la mayoría de los lanzamientos del Atlas V desde 2021 han utilizado los nuevos cohetes propulsores de reserva GEM63 de Northrop Grumman , estos no están preparados para vuelos espaciales tripulados. Por lo tanto, las misiones tripuladas emplean los antiguos cohetes propulsores de reserva AJ-60A de Aerojet Rocketdyne . [127]

Aunque el Centaur de doble motor no se había utilizado desde el año 2000, tras la introducción del Atlas V, que era más potente, volvió a ponerse en servicio para las misiones Starliner. Los dos motores permiten que el cohete vuele en una trayectoria más suave y plana para minimizar las fuerzas G que experimentan los astronautas y garantiza que la cápsula pueda abortar en cualquier momento, devolviendo a la tripulación a la Tierra en caso de que surja algún problema. [128] [129]

Perfil de lanzamiento

Después de pasar por las etapas de máxima  velocidad , lanzamiento del SRB, separación del propulsor, encendido del Centaur, lanzamiento del cono frontal y del faldón aerodinámico, libera la nave espacial Starliner en la etapa de separación, casi 15 minutos después del despegue en una trayectoria suborbital de 112 mi × 45 mi de altura (181 km × 72 km), justo por debajo de la velocidad orbital necesaria para entrar en una órbita estable alrededor de la Tierra. Después de separarse del Centaur de doble motor, los propios propulsores de la Starliner, montados en su módulo de servicio, impulsan la nave espacial a la órbita para continuar su viaje a la Estación Espacial Internacional.

La trayectoria suborbital es inusual para el lanzamiento de un satélite, pero es similar a la técnica utilizada por el transbordador espacial y el sistema de lanzamiento espacial . Asegura que, si la nave espacial no logra realizar la combustión de inserción orbital, volverá a ingresar a la atmósfera de manera controlada. [130] La combustión de inserción en órbita del Starliner comienza aproximadamente a los 31 minutos de la misión y dura 45 segundos. [131]

Lista de naves espaciales

A partir de enero de 2020 [actualizar], Boeing planeó tener tres naves espaciales Boeing Starliner en servicio para satisfacer las necesidades del Programa de Tripulación Comercial y se esperaba que cada nave espacial pudiera reutilizarse hasta diez veces con un tiempo de renovación de seis meses. [132] [133] El 25 de agosto de 2020, Boeing anunció que alternaría entre solo dos cápsulas para todas las misiones Starliner planificadas en lugar de tres. [28]

Número de serieNombreTipoEstadoVuelosTiempo de vueloTiempo total de vueloNotas [134] [135]Gato.
S1NingunoPrototipoJubilado11m 19s ( recordatorio )1 minuto y 19 segundosPrototipo utilizado únicamente para prueba de aborto de almohadilla.
S2Por confirmarMultitudActivo15 días, 23 horas y 54 minutos ( OFT-2 )5 días 23 horas 54 minutosCompletó el vuelo OFT-2 .
S3CalipsoMultitudActivo2
95 días 14 horas 31 minutosBautizada con el nombre de la nave RV  Calypso de Jacques Cousteau . Primera Starliner en orbitar durante la OFT , primera en llevar tripulación al espacio durante la CFT .

Lista de vuelos

La lista incluye solo misiones completadas o manifestadas actualmente. Las fechas se indican en UTC y, en el caso de eventos futuros, son las primeras oportunidades posibles (también conocidas como fechas NET ) y pueden cambiar.

Misión y parcheCápsulaFecha de lanzamientoFecha de aterrizajeObservacionesMultitudResultado
Prueba de aborto de almohadilla
( parche )		S14 de noviembre de 2019Simulando un escape de un cohete averiado, los motores RS-88 de Starliner levantaron la cápsula desde una plataforma en White Sands . Solo se abrieron dos de los tres paracaídas, pero se declaró un éxito.—Éxito
Prueba de vuelo orbital
( parche )		S3.1
Calipso		19 de diciembre de 201922 de diciembre de 2019Primera prueba de vuelo orbital sin tripulación. Entró en órbita pero no logró acercarse a la Estación Espacial Internacional. Aterrizó con éxito.—Fallo parcial
Prueba de vuelo orbital 2
( parche )		S2.119 de mayo de 202225 de mayo de 2022Segunda prueba de vuelo orbital sin tripulación. Se produjeron averías en los propulsores OMAC y RCS , pero se logró acoplar a la ISS.—Éxito
Prueba de vuelo de la tripulación
( parche )		S3.2
Calipso		5 de junio de 20247 de septiembre de 2024Prueba de vuelo tripulado a la Estación Espacial Internacional. Aterrizó sin tripulación debido a un mal funcionamiento de los propulsores RCS.
Fallo parcial
Starliner-1S2.2Por determinar [136]Por determinar
Planificado
Starliner-2Por determinarPor determinarPor determinarPor confirmarPlanificado
Starliner-3Por determinarPor determinarPor determinarPor confirmarPlanificado

La NASA sólo ha realizado pedidos en firme para tres vuelos de Starliner una vez que la cápsula esté certificada para su uso operativo. Según los términos de su contrato con Boeing, tiene la opción de comprar hasta seis vuelos operativos, desde Starliner-1 hasta Starliner-6, sin embargo, no está claro si será posible operar tantas misiones antes del retiro programado de la ISS en 2030. [137]

Socios tecnológicos

Véase también

Notas

  1. ^ La primera misión de prueba de vuelo tripulado de un Boeing transporta dos tripulantes más 344 kg (758 lb) de carga. [4]
  2. ^ N22 indica que el Atlas V no tiene carenado de carga útil, dos cohetes propulsores sólidos y dos motores de segunda etapa Centaur.
  3. ^ CST es un acrónimo de Crew Space Transportation (Transporte Espacial Tripulado).

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Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Boeing Starliner.
  • Vehículo de transporte espacial tripulado Boeing/Bigelow en YouTube de Boeing (2010)
  • Boeing presenta el primer taxi espacial de Estados Unidos y abre posibilidades para el futuro en YouTube por Boeing (2014)
  • Cuaderno de notas del reportero de Starliner
  • El astronauta Doug Hines ingresa al Boeing Starliner por primera vez durante OFT-2
  • Contrato de capacidad de transporte de tripulación comercial de Boeing (CCtCap): el contrato de precio fijo con la NASA para el programa Starliner
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