Block-5, la nueva versión del lanzador de Spacex, además de consolidar el modelo de reutilización, permitirá que en poco tiempo los EEUU vuelvan a enviar misiones tripuladas al espacio desde su territorio.
El viernes 11 de mayo Spacex volvió a ser el centro de atención de la industria espacial al introducir exitosamente la versión Block 5 de su lanzador Falcon-9, que es el doble de potente que la primera versión que voló en el año 2010 por primera vez. Este nuevo hito promete consolidar a la empresa como el proveedor de servicios de lanzamientos más competitivo del mercado y, además, la deja a un paso de poder transportar misiones tripuladas a la ISS (Estación Espacial Internacional) con la cápsula Dragon-2.
Desde su puesta en servicio hace menos de 8 años, el Falcon-9 ha revolucionado el mercado de los servicios de lanzamiento quitando clientes comerciales a empresas de Rusia, Europa y China principalmente y, además, logró romper el monopolio que poseía United Launch Alliance (ULA) sobre los vuelos de defensa en los EEUU. La irrupción de Spacex ha empujado a que en este momento tanto ULA como Arianespace se encuentren desarrollando sus nuevos lanzadores con los que pretenden ser más competitivos para seguir presentes en el mercado. De todas formas, está claro que los jugadores mencionados tienen razones que exceden lo estrictamente comercial para mantener sus programas: ULA es un proveedor necesario para la defensa de los EEUU (que requiere más de un proveedor para asegurar sus misiones), la ESA (Agencia Espacial Europea) define al Acceso al Espacio autónomo como unos de sus principales objetivos, y tanto Rusia como China han logrado un nivel de independencia en el área que los deja prácticamente aislados de los efectos de los bajos costos actuales en la industria.
Aunque hoy en día se ve como rutina la recuperación de cohetes, el camino recorrido por Spacex para conseguir este objetivo no ha sido fácil. En una reciente declaración a CBS Elon Musk afirmó: “Para aquellos que conocen sobre cohetes, se trata de algo ridículamente difícil. Nos ha llevado desde, hombre, 2002. Dieciséis años de esfuerzo extremo y muchas, muchas iteraciones y miles de pequeños pero importantes cambios de desarrollo para llegar a donde creemos que es posible”.
Antes que Spacex lograra recuperar la primera etapa de su Falcon-9, e incluso durante el desarrollo de su lanzador, la industria de acceso al Espacio afirmada que la reutilización no era posible, se argumentaba que el equipamiento y combustible extra necesarios para volver aterrizar parte del vehículo llevarían a cero la capacidad de transporte del lanzador.
El Falcon-9, en todas sus versiones, ha volado en 54 oportunidades (55 contando el vuelo inaugural del Falcon Heavy). Hasta el momento Spacex ha recuperado 25 cuerpos centrales de los cuales 11 han realizado un segundo vuelo y, entre estos, 6 han vuelto a ser recuperados aunque no realizaron un tercer vuelo. Este historial se completa con 5 amerizajes exitosos sobre el océano (sin recuperación) y 10 fallos que provocaron la destrucción de la etapa.
Con el Block-5 Spacex considera que ha alcanzado un nivel de eficiencia con el que considera que el objetivo de reutilización del Falcon-9 ha sido alcanzado, es decir, se da fin a las iteraciones de desarrollo y mejoras importantes para este lanzador para concentrarse en su nuevo objetivo, el Big Falcon Rocket (BFR).
Nueve motores Merlin en el Falcon-9
Las características
La vida útil estimada de un Block 5 es de al menos 10 vuelos con inspecciones mínimas, y se menciona que podría llegar a hacer hasta 100 vuelos realizando tareas de reacondicionamiento mayores aunque, según los planes que expone la empresa, ese número de usos probablemente nunca sea alcanzado por una misma primera etapa. Esta nueva versión permite además que se pueda realizar un nuevo vuelo luego de unas pocas semanas en lugar de los meses que actualmente requieren las versiones anteriores para ser reutilizadas, siendo el objetivo de máxima reutilizar un cohete dentro de las 24hs.
El dueño de Spacex espera que el segundo vuelo del Block-5 tome algunos meses durante los cuales se asegurará que el diseño cumple con las expectativas. Si todo sale según lo planeado, es posible que antes de fin de año uno de los nuevos cohetes vuele hasta 4 veces y, a fines de 2019, probablemente se llegue a la marca de 10 vuelos para un mismo lanzador Block-5.
En un tweet reciente Musk afirmó: “SpaceX probablemente construirá de 30 a 40 cuerpos principales del lanzador para ~ 300 misiones en 5 años. Entonces el BFR entrará en servicio y el Falcon se retira. El objetivo del BFR es permitir que cualquier persona se traslade a la Luna, a Marte y, finalmente, a los planetas exteriores”.
SpaceX will prob build 30 to 40 rocket cores for ~300 missions over 5 years. Then BFR takes over & Falcon retires. Goal of BFR is to enable anyone to move to moon, Mars & eventually outer planets.
— Elon Musk (@elonmusk) 13 de mayo de 2018
Las mejoras
Aunque Spacex no hizo oficial el listado de mejoras introducidas en el Block 5, es posible rastrear algunas de ellas en función de las declaraciones hechas por el propio Musk y Gwynne Shotwell, presidenta y COO de Spacex:
- Aletas de rejilla de titanio para reutilización ilimitada (antes de aluminio)
- Las patas del tren de aterrizaje pueden volver a plegarse y ya no necesitan ser retiradas luego del aterrizaje.
- Mejoras en las turbobombas que previenen la creación de microfracturas en el rotor de turbina.
- Reemplazo de la pintura en algunos componentes por un recubrimiento térmico para tolerar la reutilización, mientras que otras partes se dejan sin pintar para ahorrar peso.
- Mejora en la protección térmica que actúa durante la reentrada (ahora de titanio) alrededor de los motores.
- La estructura octaweb que soporta los motores ahora construida con aluminio 7000 es más resistente y estará atornillada en lugar de soldada, lo que permite reducir el tiempo de inspección, reparación o reacondicionamiento.
- Cofia rediseñada con mejoras en el proceso de producción, más liviana, de mayor tamaño y con modificaciones que podrán permitir su recuperación
- Nueva versión de los tanques COPVs (Composite Overwrapped Pressure Vessel) que los hacen menos propensos a fallos.
- Mejoras en el motor Merlin 1D que le dan un 8% más de empuje alcanzando las 86 toneladas a nivel del mar.
- Mejoras en componentes activos, tales como las válvulas, que posibilitarán la reutilización.
- Mejoras en el control de vuelo que permitirán el aterrizaje del cohete con menos combustible y, por lo tanto, posibilidad de llevar cargas más pesadas.
- El Block 5 estará calificado para transportar misiones tripuladas luego de 7 misiones exitosas.
Desarrollo privado, inversión pública
Si bien la inversión inicial para crear Spacex provino de los ahorros de Elon Musk, el nivel actual de desarrollo no lo ha alcanzado la empresa en soledad. La NASA lleva desembolsados varios miles de millones de dólares para que Spacex pueda seguir su camino de desarrollo: a través del programa Commercial Orbital Transportation Services (COTS) se transfirieron 396 millones de dólares para el desarrollo del Falcon 9 y la cápsula Dragon, los contratos para transporte de carga a la ISS representan más de 1600 millones de dólares y el programa de desarrollo de misiones tripuladas Commercial Crew Development (CCDev) suma más de 3000 millones de aporte público a la compañía de Musk. A toda esta transferencia de recursos en dólares hay que agregar la transferencia de tecnología que la NASA ha realizado en ocasiones para que Spacex afronte algunos de sus desafíos tecnológicos, el sistema de protección térmica de las cápsulas Dragon es uno de los tantos ejemplos de esto.
Aunque la empresa afirma que no piensa cambiar el precio del servicio de lanzamiento (hoy es de 62 millones) con la introducción del Block 5, se especula en que en un futuro cercano se pueda reducir en un 20%. Es probable que la demanda que tenga el Falcon 9 pueda ser un factor clave que juegue a favor de una reducción de los precios de lanzamiento aún mayor a la que efectivamente Spacex ya ha producido a la fecha, permitiendo que una gran variedad de emprendimientos puedan llevarse a la práctica y acelerando el desarrollo de la economía espacial aún más de lo que podemos ver estos días.
Con este nuevo logro Spacex vuelve a guiar la trayectoria tecnológica del Acceso al Espacio a nivel global, las empresas y agencias espaciales que están transitando este camino toman nota de estos hechos y modelan sus planes en función de este nuevo paradigma. En un presente con fuerte presencia de la economía del Espacio, las acciones tecnológicas disruptivas de Spacex animan a que otros jugadores persistan en la búsqueda del acceso al espacio autónomo.
Fuentes: Spacex; NASA; ARS Technica
