Avión espacial
Nave espacial capaz de realizar vuelos aerodinámicos en la atmósfera

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Un avión espacial es un vehículo que puede volar y planear como una aeronave en la atmósfera terrestre y maniobrar como una nave espacial en el espacio exterior . [1] Para ello, los aviones espaciales deben incorporar características tanto de aeronaves como de naves espaciales. Los aviones espaciales orbitales tienden a ser más similares a las naves espaciales convencionales, mientras que los aviones espaciales suborbitales tienden a ser más similares a los aviones de ala fija . Todos los aviones espaciales hasta la fecha han sido propulsados ​​por cohetes para despegar y ascender, pero luego han aterrizado como planeadores sin motor .

Cuatro tipos de aviones espaciales se han lanzado con éxito a la órbita, han reentrado en la atmósfera de la Tierra y han aterrizado : el transbordador espacial estadounidense, el Buran ruso , el X-37 estadounidense [ 2] y el CSSHQ chino . Otro, el Dream Chaser , está en desarrollo en los EE. UU. A partir de 2019, todos los vehículos orbitales pasados, actuales y planificados se lanzan verticalmente en un cohete separado . El vuelo espacial orbital se realiza a altas velocidades, con energías cinéticas orbitales típicamente mayores que las trayectorias suborbitales. Esta energía cinética se desprende en forma de calor durante el reingreso . Se han propuesto muchos más aviones espaciales , pero ninguno ha alcanzado el estado de vuelo.

Al menos dos aviones propulsados ​​por cohetes suborbitales han sido lanzados horizontalmente al espacio desde un avión portador aerotransportado antes de despegar más allá de la línea Kármán : el X-15 y el SpaceShipOne . [a]

Principios operativos

Aterrizaje del transbordador espacial Atlantis , un avión espacial orbital tripulado

Los aviones espaciales deben operar en el espacio, como las naves espaciales tradicionales , pero también deben ser capaces de volar en la atmósfera, como un avión . Estos requisitos aumentan la complejidad, el riesgo, la masa seca y el costo de los diseños de aviones espaciales. Las siguientes secciones se basarán en gran medida en el transbordador espacial estadounidense como el avión espacial orbital más grande, más complejo, más caro, más volado y el único tripulado, pero otros diseños han volado con éxito.

Lanzamiento al espacio

La trayectoria de vuelo necesaria para alcanzar la órbita genera importantes cargas aerodinámicas, vibraciones y aceleraciones, que la estructura del vehículo debe soportar. [ cita requerida ]

Si el vehículo de lanzamiento sufre una avería catastrófica, una cápsula espacial convencional es propulsada hasta un lugar seguro mediante un sistema de escape de lanzamiento . El transbordador espacial era demasiado grande y pesado para que este enfoque fuera viable, lo que dio lugar a una serie de modos de aborto que podrían o no haber sido superables. En cualquier caso, el desastre del Challenger demostró que el transbordador espacial carecía de capacidad de supervivencia durante el ascenso.

Entorno espacial

Una vez en órbita, un avión espacial debe recibir energía de paneles solares y baterías o celdas de combustible , maniobrarlo en el espacio , mantenerlo en equilibrio térmico, orientarlo y comunicarse con él. Los entornos térmicos y radiológicos en órbita imponen tensiones adicionales. Esto se suma a la tarea para la que se lanzó el avión espacial, como el despliegue de satélites o experimentos científicos.

El transbordador espacial utilizaba motores especiales para realizar maniobras orbitales. Estos motores utilizaban propelentes hipergólicos tóxicos que requerían precauciones especiales de manipulación. Varios gases, incluido el helio para la presurización y el nitrógeno para el soporte vital, se almacenaban a alta presión en recipientes de presión recubiertos con material compuesto .

Reentrada atmosférica

Parte trasera del avión espacial Buran que muestra las toberas del motor del cohete, los propulsores de control de actitud, las superficies aerodinámicas y el blindaje térmico

Las naves espaciales orbitales que vuelven a entrar en la atmósfera terrestre deben perder una velocidad significativa , lo que provoca un calentamiento extremo . Por ejemplo, el sistema de protección térmica (TPS) del transbordador espacial protege la estructura interior del orbitador de temperaturas superficiales que alcanzan hasta 1650 °C (3000 °F), muy por encima del punto de fusión del acero. [3] Los aviones espaciales suborbitales vuelan trayectorias de menor energía que no ejercen tanta presión sobre el sistema de protección térmica de la nave espacial.

El desastre del transbordador espacial Columbia fue el resultado directo de una falla del TPS.

Vuelo aerodinámico y aterrizaje horizontal

Las superficies de control aerodinámicas deben ser accionadas . El tren de aterrizaje debe estar incluido a costa de una masa adicional.

Concepto de avión espacial orbital que respira aire

Un avión espacial orbital que respire aire tendría que volar en lo que se conoce como una "trayectoria deprimida", que coloca al vehículo en el régimen de vuelo hipersónico de gran altitud de la atmósfera durante un período prolongado de tiempo. Este entorno induce una alta presión dinámica, alta temperatura y altas cargas de flujo de calor, particularmente en las superficies del borde de ataque del avión espacial, lo que requiere que las superficies exteriores se construyan con materiales avanzados y/o utilicen refrigeración activa . [ cita requerida ]

Aviones espaciales orbitales

Transbordador espacial

El Discovery despega al inicio de la misión STS-120 .

El transbordador espacial es un sistema de nave espacial de órbita baja terrestre parcialmente reutilizable y retirado que operó de 1981 a 2011 la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de los Estados Unidos como parte del programa del transbordador espacial . Su nombre oficial del programa fue Sistema de Transporte Espacial (STS), tomado del plan de 1969 liderado por el vicepresidente estadounidense Spiro Agnew para un sistema de naves espaciales reutilizables donde era el único elemento financiado para su desarrollo. [4] : 163–166  [5] [6]

El primero ( STS-1 ) de cuatro vuelos de prueba orbitales ocurrió en 1981, dando lugar a vuelos operacionales ( STS-5 ) que comenzaron en 1982. Se construyeron cinco vehículos orbitales completos del Transbordador Espacial y volaron en un total de 135 misiones desde 1981 hasta 2011. Se lanzaron desde el Centro Espacial Kennedy (KSC) en Florida . Las misiones operacionales lanzaron numerosos satélites , sondas interplanetarias y el Telescopio Espacial Hubble (HST), realizaron experimentos científicos en órbita, participaron en el programa Shuttle- Mir con Rusia y participaron en la construcción y el mantenimiento de la Estación Espacial Internacional (ISS). El tiempo total de misión de la flota del Transbordador Espacial fue de 1.323 días. [7]

Los componentes del transbordador espacial incluyen el vehículo orbital (OV) con tres motores principales Rocketdyne RS-25 agrupados , un par de cohetes propulsores sólidos recuperables (SRB) y el tanque externo desechable (ET) que contiene hidrógeno líquido y oxígeno líquido . El transbordador espacial se lanzó verticalmente , como un cohete convencional, con los dos SRB operando en paralelo con los tres motores principales del orbitador , que se alimentaban del ET. Los SRB se desecharon antes de que el vehículo alcanzara la órbita, mientras que los motores principales continuaron funcionando, y el ET se desechó después del corte del motor principal y justo antes de la inserción en órbita , que utilizó los dos motores del sistema de maniobra orbital (OMS) del orbitador . Al concluir la misión, el orbitador encendió su OMS para salir de la órbita y reingresar a la atmósfera . El orbitador estaba protegido durante el reingreso por las placas de su sistema de protección térmica y planeaba como un avión espacial hasta una pista de aterrizaje, generalmente hasta la Instalación de Aterrizaje del Transbordador en KSC, Florida, o hasta el Lago Seco Rogers en la Base Aérea Edwards , California. Si el aterrizaje se producía en Edwards, el orbitador volaba de regreso al KSC a bordo del Shuttle Carrier Aircraft (SCA), un Boeing 747 especialmente modificado y diseñado para transportar el transbordador por encima de él.

El primer orbitador, Enterprise , fue construido en 1976 y utilizado en pruebas de aproximación y aterrizaje (ALT), pero no tenía capacidad orbital. Inicialmente se construyeron cuatro orbitadores completamente operativos: Columbia , Challenger , Discovery y Atlantis . De estos, dos se perdieron en accidentes de misión: Challenger en 1986 y Columbia en 2003 , con un total de 14 astronautas muertos. Un quinto orbitador operativo (y sexto en total), Endeavour , fue construido en 1991 para reemplazar a Challenger . Los tres vehículos operativos sobrevivientes fueron retirados del servicio después del vuelo final de Atlantis el 21 de julio de 2011. Estados Unidos dependió de la nave espacial rusa Soyuz para transportar astronautas a la ISS desde el último vuelo del transbordador hasta el lanzamiento de la misión Crew Dragon Demo-2 en mayo de 2020. [8]

Burán

El Antonov An-225 Mriya transportando un orbitador Buran en 1989.
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El programa Buran ( en ruso : Буран , IPA: [bʊˈran] , "Tormenta de nieve", "Ventisca"), también conocido como el "programa VKK Space Orbiter" ( en ruso : ВКК «Воздушно-Космический Корабль» , lit.  'Aire y nave espacial'), [9] fue un proyecto soviético y luego ruso de nave espacial reutilizable que comenzó en 1974 en el Instituto Central Aerohidrodinámico en Moscú y se suspendió formalmente en 1993. [10] Además de ser la designación para todo el proyecto soviético/ruso de naves espaciales reutilizables, Buran también fue el nombre dado al orbitador 1K , que completó un vuelo espacial no tripulado en 1988 y fue la única nave espacial reutilizable soviética en ser lanzada a la atmósfera. espacio. Los orbitadores de clase Buran utilizaron el cohete desechable Energia como vehículo de lanzamiento .

El programa Buran fue iniciado por la Unión Soviética como respuesta al programa del transbordador espacial de los Estados Unidos [11] y se benefició del espionaje extensivo realizado por la KGB del programa no clasificado del transbordador espacial estadounidense, [12] lo que resultó en muchas similitudes superficiales y funcionales entre los diseños de transbordadores estadounidenses y soviéticos. [13] Aunque la clase Buran era similar en apariencia al orbitador del transbordador espacial de la NASA , y podía operar de manera similar como un avión espacial de reentrada , su diseño interno y funcional final era diferente. Por ejemplo, los motores principales durante el lanzamiento estaban en el cohete Energia y no eran llevados a órbita por la nave espacial. Los motores de cohetes más pequeños en el cuerpo de la nave proporcionaban propulsión en órbita y quemaduras desorbitadas, similares a las cápsulas OMS del transbordador espacial . A diferencia del transbordador espacial cuyo primer vuelo espacial orbital se realizó en abril de 1981, Buran, cuyo primer y único vuelo espacial ocurrió en noviembre de 1988, tenía la capacidad de volar misiones sin tripulación, así como realizar aterrizajes completamente automatizados. El proyecto fue el más grande y el más costoso en la historia de la exploración espacial soviética . [10]

X-37

La sexta misión del X-37B con un módulo de servicio colocado dentro de su carenado de carga útil

El Boeing X-37 , también conocido como Orbital Test Vehicle (OTV), es una nave espacial robótica reutilizable . Es impulsada al espacio por un vehículo de lanzamiento , luego vuelve a entrar en la atmósfera de la Tierra y aterriza como un avión espacial. El X-37 es operado por la Oficina de Capacidades Rápidas del Departamento de la Fuerza Aérea , en colaboración con la Fuerza Espacial de los Estados Unidos , [14] para misiones de vuelos espaciales orbitales destinadas a demostrar tecnologías espaciales reutilizables . Es un derivado a escala del 120 por ciento del anterior Boeing X-40 . El X-37 comenzó como un proyecto de la NASA en 1999, antes de ser transferido al Departamento de Defensa de los Estados Unidos en 2004. Hasta 2019, el programa fue administrado por el Comando Espacial de la Fuerza Aérea . [15]

Un X-37 voló por primera vez durante una prueba de caída en 2006; su primera misión orbital se lanzó en abril de 2010 en un cohete Atlas V y regresó a la Tierra en diciembre de 2010. Los vuelos posteriores extendieron gradualmente la duración de la misión, alcanzando los 780 días en órbita para la quinta misión, la primera en lanzarse en un cohete Falcon 9. La sexta misión se lanzó en un Atlas V el 17 de mayo de 2020 y concluyó el 12 de noviembre de 2022, alcanzando un total de 908 días en órbita. [16] La séptima misión se lanzó el 28 de diciembre de 2023 en un cohete Falcon Heavy , entrando en una órbita terrestre alta altamente elíptica . [17] [18]

Chongfu Shiyong Shiyan Hangtian Qi

La nave espacial experimental reutilizable china ( chino :可重复使用试验航天器; pinyin : Kě chóngfù shǐyòng shìyàn hángtiān qì ; lit. 'Nave espacial experimental reutilizable'; CSSHQ) es la primera nave espacial reutilizable producida por China. Se embarcó en su misión orbital inicial el 4 de septiembre de 2020. [19] [20] [21] [22] Según informes de los medios, el CSSHQ se lanza a la órbita terrestre en una configuración vertical mientras está encerrado dentro de los carenados de carga útil de un cohete como un satélite tradicional o una cápsula espacial, pero regresa a la Tierra a través de un aterrizaje en pista como un avión convencional; el aterrizaje se realiza de forma autónoma (a diferencia del transbordador espacial ). A falta de descripciones oficiales de la nave espacial o representaciones fotográficas de la misma, algunos observadores han especulado que el CSSHQ puede parecerse al avión espacial X-37B de los Estados Unidos tanto en forma como en función. [23] [24]

Aviones cohete suborbitales

Un X-15 en vuelo

Dos naves suborbitales tripuladas propulsadas por cohetes han llegado al espacio: la North American X-15 y la SpaceShipOne ; una tercera, la SpaceShipTwo , ha cruzado la frontera espacial definida por los Estados Unidos, pero no ha alcanzado la frontera internacional más alta. Ninguna de estas naves fue capaz de entrar en órbita, y todas fueron elevadas a gran altitud por un avión de transporte.

El 7 de diciembre de 2009, Scaled Composites y Virgin Galactic presentaron la SpaceShipTwo , junto con su nave nodriza atmosférica "Eve". El 13 de diciembre de 2018, la SpaceShipTwo VSS Unity cruzó con éxito el límite del espacio definido por Estados Unidos (aunque no ha llegado al espacio utilizando la definición internacionalmente reconocida de este límite, que se encuentra a una altitud mayor que el límite estadounidense). SpaceShipThree es la nueva nave espacial de Virgin Galactic , lanzada el 30 de marzo de 2021. También se la conoce como VSS Imagine . [25] El 11 de julio de 2021, VSS Unity completó su primera misión con tripulación completa, incluido Sir Richard Branson .

El Mikoyan-Gurevich MiG-105 era un prototipo atmosférico de un avión espacial orbital, con el vehículo de prueba de escudo térmico a subescala suborbital BOR-4 reingresando exitosamente a la atmósfera antes de la cancelación del programa. HYFLEX era un demostrador suborbital miniaturizado lanzado en 1996, que voló a 110 km de altitud, logró un vuelo hipersónico y reingresó exitosamente a la atmósfera . [26] [27]

Historia de conceptos no volados

Estados Unidos: el avión Gemini probó el uso de un ala Rogallo en lugar de un paracaídas. Agosto de 1964.

Desde principios del siglo XX se han propuesto varios tipos de aviones espaciales. Entre los primeros diseños notables se encuentran un avión espacial equipado con alas hechas de aleaciones combustibles que se quemarían durante su ascenso y el concepto del bombardero Silbervogel . En la Alemania de la Segunda Guerra Mundial y en los Estados Unidos de posguerra se consideraron versiones aladas del cohete V-2 , y en las décadas de 1950 y 1960 los diseños de cohetes alados inspiraron a artistas de ciencia ficción , cineastas y público en general. [28] [29]

Estados Unidos (década de 1950-década de 2010)

La Fuerza Aérea de los Estados Unidos invirtió algunos esfuerzos en un estudio en papel de una variedad de proyectos de aviones espaciales en el marco de sus esfuerzos Aerospaceplane de finales de la década de 1950, pero más tarde redujo el alcance del proyecto. El resultado, el Boeing X-20 Dyna-Soar , iba a ser el primer avión espacial orbital, pero fue cancelado a principios de la década de 1960 [30] [31] en lugar del Proyecto Gemini de la NASA y el programa de vuelos espaciales tripulados de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . [ cita requerida ]

En 1961, la NASA planeó originalmente que la nave espacial Gemini aterrizara en una pista [32] con un perfil aerodinámico de ala Rogallo , en lugar de un aterrizaje en el océano con paracaídas . [ cita requerida ] El vehículo de prueba se conoció como el Vehículo de Investigación de Parapente . El trabajo de desarrollo tanto de los paracaídas como del parapente comenzó en 1963. [33] En diciembre de 1963, el paracaídas estaba listo para someterse a pruebas de despliegue a gran escala, mientras que el parapente había tenido dificultades técnicas. [33] Aunque los intentos de revivir el concepto de parapente persistieron dentro de la NASA y North American Aviation , en 1964 el desarrollo se interrumpió definitivamente debido al gasto de superar los obstáculos técnicos. [34]

Conceptos STS de Estados Unidos , alrededor de la década de 1970

El transbordador espacial sufrió muchas variaciones durante su fase de diseño conceptual. Se ilustran algunos conceptos iniciales.

Ilustración del despegue de NASP

El avión aeroespacial nacional Rockwell X-30 (NASP), que comenzó a construirse en la década de 1980, fue un intento de construir un estatorreactor capaz de operar como un avión y alcanzar la órbita como un transbordador. Presentado al público en 1986, el concepto pretendía alcanzar Mach 25, lo que permitiría vuelos entre el aeropuerto de Dulles y Tokio en dos horas, y al mismo tiempo ser capaz de alcanzar la órbita terrestre baja. [35] Se identificaron seis tecnologías críticas, tres relacionadas con el sistema de propulsión, que consistiría en un estatorreactor alimentado con hidrógeno. [35]

El programa NASP se convirtió en el Programa de Tecnología de Sistemas Hipersónicos (HySTP) a finales de 1994. El HySTP fue diseñado para transferir los logros alcanzados en el vuelo hipersónico a un programa de desarrollo tecnológico. El 27 de enero de 1995, la Fuerza Aérea puso fin a su participación en el HySTP. [35]

En 1994, un capitán de la USAF propuso un avión espacial del tamaño de un F-16 , de una sola etapa, con peróxido/queroseno, llamado " Black Horse ". [36] Debía despegar casi vacío y someterse a un reabastecimiento de combustible en el aire antes de lanzarse a la órbita. [37]

El Lockheed Martin X-33 fue un prototipo a escala 1/3 fabricado como parte de un intento de la NASA de construir un avión espacial SSTO alimentado con hidrógeno, VentureStar, que fracasó cuando el diseño del tanque de hidrógeno no pudo construirse como se esperaba. [ cita requerida ]

El 5 de marzo de 2006, Aviation Week & Space Technology publicó una historia que supuestamente era la "revelación" de un sistema de avión espacial militar estadounidense de dos etapas en órbita altamente clasificado con el nombre en código Blackstar . [38]

En 2011, Boeing propuso el X-37C, un X-37B a escala del 165 al 180 por ciento construido para transportar hasta seis pasajeros a la órbita baja terrestre . El avión espacial también estaba destinado a transportar carga, con capacidad tanto de masa ascendente como de masa descendente . [39]

Unión Soviética (década de 1960-1991)

El programa soviético de naves espaciales reutilizables tiene sus orígenes a finales de los años 50, en los albores de la era espacial. La idea de los vuelos espaciales reutilizables soviéticos es muy antigua, aunque no fue continua ni organizada de manera coherente. Antes de Buran, ningún proyecto del programa alcanzó la fase operativa.

El primer paso hacia una nave espacial soviética reutilizable fue el Burya de 1954 , un prototipo de avión a reacción/misil de crucero de gran altitud. Se realizaron varios vuelos de prueba antes de que fuera cancelado por orden del Comité Central . El Burya tenía el objetivo de entregar una carga nuclear, presumiblemente a los Estados Unidos, y luego regresar a la base. El programa Burya fue cancelado por la URSS a favor de una decisión de desarrollar misiles balísticos intercontinentales en su lugar. La siguiente iteración de una nave espacial reutilizable fue el diseño Zvezda, que también alcanzó una etapa de prototipo. Décadas más tarde, otro proyecto con el mismo nombre se utilizaría como módulo de servicio para la Estación Espacial Internacional . Después de Zvezda, hubo una pausa en los proyectos reutilizables hasta Buran.

El programa del vehículo orbital Buran fue desarrollado en respuesta al programa del transbordador espacial estadounidense, que generó considerables preocupaciones entre los militares soviéticos y especialmente en el ministro de Defensa, Dmitry Ustinov . Un cronista autorizado del programa espacial soviético y luego ruso, el académico Boris Chertok , relata cómo surgió el programa. [40] Según Chertok, después de que Estados Unidos desarrollara su programa del transbordador espacial, el ejército soviético comenzó a sospechar que podría usarse con fines militares, debido a su enorme carga útil, varias veces mayor que la de los vehículos de lanzamiento estadounidenses anteriores. Oficialmente, el vehículo orbital Buran fue diseñado para el envío a la órbita y el regreso a la Tierra de naves espaciales, cosmonautas y suministros. Tanto Chertok como Gleb Lozino-Lozinskiy (diseñador general y director general de NPO Molniya ) sugieren que desde el principio, el programa fue de naturaleza militar; sin embargo, las capacidades militares exactas, o las capacidades previstas, del programa Buran siguen siendo clasificadas.

Al igual que su homólogo estadounidense, el vehículo orbital Buran, cuando estaba en tránsito desde sus lugares de aterrizaje hasta el complejo de lanzamiento, era transportado en la parte trasera de un gran avión a reacción, el avión de transporte Antonov An-225 Mriya , que fue diseñado en parte para esta tarea y fue el avión más grande del mundo en volar varias veces. [41] Antes de que el Mriya estuviera listo (después de que el Buran hubiera volado), el Myasishchev VM-T Atlant , una variante del bombardero soviético Myasishchev M-4 Molot (Hammer) (código OTAN: Bison), cumplió la misma función.
Vehículo de pruebas aerodinámicas tripulado MiG-105

La Unión Soviética consideró por primera vez un diseño preliminar del pequeño avión espacial de lanzamiento de cohetes Lapotok a principios de la década de 1960. El sistema de espacio aéreo Spiral con un pequeño avión espacial orbital y un cohete como segunda etapa se desarrolló en la década de 1960-1980. [ cita requerida ] Mikoyan-Gurevich MiG-105 era un vehículo de prueba tripulado para explorar el manejo y aterrizaje a baja velocidad. [ 42 ]

Rusia

A principios de la década de 2000 , el Instituto de Mecánica Aplicada de Rusia propuso el «cosmoplano» orbital ( en ruso : космоплан ) como transporte de pasajeros. Según los investigadores, podría tardar unos 20 minutos en volar de Moscú a París , utilizando motores alimentados con hidrógeno y oxígeno. [43] [44]

Reino Unido

Representación artística de HOTOL

El dispositivo de transporte y recuperación espacial de unidades múltiples (MUSTARD) fue un concepto explorado por la British Aircraft Corporation (BAC) alrededor de 1968 para lanzar cargas útiles de hasta 2300 kg (5000 lb) en órbita. Nunca se construyó. [45]

En la década de 1980, British Aerospace comenzó el desarrollo de HOTOL , un avión espacial SSTO propulsado por un revolucionario motor de cohete SABRE que respiraba aire, pero el proyecto fue cancelado debido a incertidumbres técnicas y financieras. [46] El inventor de SABRE creó Reaction Engines para desarrollar SABRE y propuso un avión espacial SSTO bimotor llamado Skylon . [47] Un análisis de la NASA mostró posibles problemas con las columnas de escape calientes del cohete que causaban el calentamiento de la estructura de la cola a altos números de Mach. [48] aunque el director ejecutivo de Skylon Enterprises Ltd ha afirmado que las revisiones de la NASA fueron "bastante positivas". [49]

Bristol Spaceplanes ha llevado a cabo el diseño y creación de prototipos de tres posibles aviones espaciales desde su fundación por David Ashford en 1991. La Agencia Espacial Europea ha respaldado estos diseños en varias ocasiones. [50]

Agencia Espacial Europea (1985-actualidad)

Francia trabajó en el avión espacial tripulado Hermes lanzado por el cohete Ariane a finales del siglo XX, y propuso en enero de 1985 seguir adelante con el desarrollo de Hermes bajo los auspicios de la ESA. [51]

En la década de 1980, Alemania Occidental financió el trabajo de diseño del MBB Sänger II con el Programa de Tecnología Hipersónica. El desarrollo del MBB/Deutsche Aerospace Sänger II/HORUS continuó hasta finales de la década de 1980, cuando se canceló. Alemania participó en el cohete Ariane, la estación espacial Columbus y el avión espacial Hermes de la ESA , Spacelab de la ESA-NASA y las misiones Deutschland (vuelos del transbordador espacial no financiados por Estados Unidos con Spacelab). Se había previsto un ahorro de costos del Sänger II de hasta el 30 por ciento con respecto a los cohetes prescindibles. [52] [53]

Hopper fue una de las varias propuestas para un vehículo de lanzamiento reutilizable europeo (RLV) planificado para transportar satélites a órbita de forma económica en 2015. [54] Uno de ellos fue 'Phoenix', un proyecto alemán que es un modelo a escala de un séptimo del vehículo conceptual Hopper. [55] El Hopper suborbital fue un diseño de estudio de sistema del Programa de Investigaciones sobre el Transporte Espacial Europeo Futuro [56] Un proyecto de prueba, el Vehículo eXperimental Intermedio (IXV), ha demostrado tecnologías de reentrada de elevación y se ampliará bajo el programa PRIDE . [57]

Japón

HOPE fue un proyecto de avión espacial experimental japonés diseñado por una asociación entre NASDA y NAL (ambos ahora parte de JAXA ), que comenzó en la década de 1980. Durante la mayor parte de su vida útil se posicionó como una de las principales contribuciones japonesas a la Estación Espacial Internacional , siendo la otra el Módulo Experimental Japonés . El proyecto finalmente se canceló en 2003, momento en el que los vuelos de prueba de un banco de pruebas de escala inferior habían volado con éxito. [ cita requerida ]

India

AVATAR (Vehículo aeróbico para transporte aeroespacial hipersónico; sánscrito : अवतार ) fue un estudio conceptual para un avión espacial reutilizable de una sola etapa sin tripulación capaz de despegar y aterrizar en horizontal , presentado a la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa de la India . El concepto de misión era para lanzamientos de satélites militares y comerciales de bajo costo. [58] [59] [60]

Programas de desarrollo actuales

Porcelana

Shenlong ( chino :神龙; pinyin : shén lóng ; lit. 'dragón divino') es un avión espacial robótico chino propuesto que es similar al Boeing X-37 . [61] Solo se han publicado unas pocas imágenes desde finales de 2007. [62] [63] [64]

unión Europea

Un proyecto de prueba, el Vehículo experimental intermedio (IXV), ha demostrado tecnologías de reentrada en elevación y se ampliará en el marco del programa PRIDE . [57] El futuro transporte de alta velocidad y gran altitud FAST20XX 20XX tiene como objetivo establecer bases tecnológicas sólidas para la introducción de conceptos avanzados en el transporte suborbital de alta velocidad con el vehículo ALPHA de lanzamiento aéreo a órbita. [65]

El RLV de Daimler-Chrysler Aerospace es un pequeño prototipo de avión espacial reutilizable para el programa preparatorio de futuros lanzadores de la ESA (FLTP). SpaceLiner es el proyecto más reciente. [ cita requerida ]

El Space Rider (Space Reutilizable Integrated Demonstrator for Europe Return) es un avión espacial con cuerpo de sustentación orbital no tripulado planificado que tiene como objetivo proporcionar a la Agencia Espacial Europea (ESA) un acceso asequible y rutinario al espacio. [66] [67] [68] Los contratos para la construcción del vehículo y la infraestructura terrestre se firmaron en diciembre de 2020. [69] Su vuelo inaugural está programado actualmente para el tercer trimestre de 2025. [70]

El desarrollo del Space Rider está siendo liderado por el Programa Italiano para Demostradores en Órbita Reutilizables en Europa (programa PRIDE) en colaboración con la ESA, y es la continuación de la experiencia del Vehículo Experimental Intermedio (IXV), [71] [72] lanzado el 11 de febrero de 2015. El coste de esta fase, sin incluir el lanzador, es de al menos 36,7 millones de dólares estadounidenses. [73] En el Consejo Ministerial de la ESA celebrado en Sevilla en noviembre de 2019, el desarrollo del Space Rider fue suscrito por los estados miembros participantes con una asignación de 195,73 millones de euros. [74]

India

A partir de 2012 [actualizar], la Organización de Investigación Espacial de la India está desarrollando un sistema de lanzamiento llamado Vehículo de Lanzamiento Reutilizable (RLV). Es el primer paso de la India hacia la realización de un sistema de lanzamiento reutilizable de dos etapas a órbita . Un avión espacial sirve como segunda etapa. Se espera que el avión tenga motores estatorreactores que respiren aire , así como motores de cohetes. La ISRO ha realizado pruebas con aviones espaciales en miniatura y un estatorreactor en funcionamiento en 2016. [75] En abril de 2023, la India llevó a cabo con éxito una misión de aterrizaje autónomo de un prototipo a escala reducida del avión espacial. [76] El prototipo del RLV se lanzó desde un helicóptero Chinook a una altitud de 4,5 km y se lo hizo planear de forma autónoma hasta una pista construida especialmente en el campo de pruebas aeronáutico de Chitradurga , Karnataka. [77]

Japón

A partir de 2018, Japón está desarrollando el cohete de sondeo reutilizable con alas (WIRES), que, si tiene éxito, podría utilizarse como una primera etapa recuperable o como un avión espacial suborbital tripulado. [78]

Estados Unidos

El vehículo de pruebas de vuelo Dream Chaser en 2013

Dream Chaser es un avión espacial estadounidense reutilizable con fuselaje elevado desarrollado por Sierra Space . Originalmente concebido como un vehículo tripulado , el Dream Chaser Space System se fabricará después de que la variante de carga Dream Chaser Cargo System esté operativa. Se prevé que la variante tripulada transporte hasta siete personas y carga hacia y desde la órbita baja terrestre . [79] Sierra planea fabricar una flota de este avión espacial. [80]

Dream Chaser se inició originalmente en 2004 como un proyecto de SpaceDev , una empresa que luego fue adquirida por Sierra Nevada Corporation (SNC) en 2008. [81] En abril de 2021, el proyecto fue asumido por Sierra Space Corporation (SSC), escindida de Sierra Nevada Corporation como su propia empresa totalmente independiente.

El Dream Chaser, un vehículo de carga, está diseñado para reabastecer la Estación Espacial Internacional con carga presurizada y no presurizada. Está previsto que se lance verticalmente en el cohete Vulcan Centaur [82] y que aterrice de forma autónoma en horizontal en pistas convencionales. [83] Una versión propuesta que operaría la Agencia Espacial Europea (ESA) se lanzaría en un vehículo Arianespace .

El concepto y diseño del Dream Chaser son descendientes del Sistema de Lanzamiento de Personal HL-20 de la NASA .

Internacional

El Dawn Mk-II Aurora es un avión espacial suborbital que está siendo desarrollado por Dawn Aerospace para demostrar múltiples vuelos suborbitales por día. Dawn tiene su base en los Países Bajos y Nueva Zelanda, y está trabajando en estrecha colaboración con la CAA estadounidense. El 9 de diciembre de 2020, la Autoridad de Aviación Civil de Nueva Zelanda , en colaboración con la Agencia Espacial de Nueva Zelanda , emitió una licencia que permite al vehículo volar desde un aeropuerto convencional. [84] El 25 de agosto de 2021, se anunció la primera campaña de vuelos de prueba de cinco vuelos exitosos utilizando motores a reacción sustitutos. [85] Al 15 de agosto de 2022, se han completado 35 vuelos de prueba, validando la aerodinámica, la aviónica, el despliegue rápido y varios modos de pilotaje del vehículo. [86] Se está instalando un motor HTP/queroseno alimentado por bomba de 2,5 kN.s calificado para vuelos a gran altitud de alto rendimiento. Dawn Aerospace demostró anteriormente múltiples vuelos a baja altitud propulsados ​​por cohetes por día en su vehículo Mk-I. [87]

Véase también

Notas

  1. ^ En 2018, SpaceShipTwo superó la definición estadounidense de espacio de 80 km, pero no la línea de Kármán de 100 km.

Referencias

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