Asuntos Aeroespaciales

Pregunto para los que la tienen mas clara que yo en esta materia. ¿Se justifica utilizar primeras etapas reutilizables? ¿Que porcentaje de la primera etapa se podría reutilizar y que habría que cambiar si o si? ¿Disminuye efectivamente los costos en lanzamientos posteriores? ¿No agrega mayor complejidad y encarece al lanzador, por ende aumenta costos y estadísticas de fallos?
Por ejemplo, con los cohetes aceleradores del space shuttle, que descendían en paracaídas al océano, se recuperaban y se reutilizaban, ¿cuan reutilizables eran en realidad?.

Saludos.
 
Pregunto para los que la tienen mas clara que yo en esta materia. ¿Se justifica utilizar primeras etapas reutilizables? ¿Que porcentaje de la primera etapa se podría reutilizar y que habría que cambiar si o si? ¿Disminuye efectivamente los costos en lanzamientos posteriores? ¿No agrega mayor complejidad y encarece al lanzador, por ende aumenta costos y estadísticas de fallos?
Por ejemplo, con los cohetes aceleradores del space shuttle, que descendían en paracaídas al océano, se recuperaban y se reutilizaban, ¿cuan reutilizables eran en realidad?.
No gastarían tanto dinero, especialmente empresas privadas, tratando de hacer un cohete reutilizables si no estuviera asociado a la expectativa de una significativa reducción de costos.
Leía un tiempo atrás que en el caso de Space X, el combustible representaba sólo un 10% del costo total del cohete Falcon 9 (En su versión desechable). El 90% restante estaría dado por la construcción del cohete, su traslado a la estación de lanzamiento, preparativos etc. Si fuera reutilizable y "sólo" hubiera que cargar combustible, veríamos un ahorro enorme en los costos de lanzamiento.
Recuerdo que para el lanzamiento del ARSAT el 1/3, aproximadamente, del gasto correspondió al lanzamiento desde un cohete Ariane desde la Guyana Francesa. Si hubiese sido un lanzador 100% reutilizable, entonces, el ahorro hubiese sido enorme.

En el caso del proyecto de Space X, utilizan una estrategia incremental. Lo primero que intentan conseguir es que la primera etapa del Falcon 9 sea recuperable. Una vez que alcancen esa meta intentarán que la segunda etapa también sea recuperable, lo cual será mucho más complejo.
Simultáneamente desarrollan la capsula Dragon, de la que también pretenden que sea recuperable.

Recién puse "sólo" entre comillas porque, obviamente, un cohete reutilizable es más complejo y pesado que uno desechable y, por tanto, consume más combustible. Además, están los costos de recuperar el cohete (el barco que rescata el cohete, por ejemplo), la revisión para ver si esta todo OK, el tiempo y horas/hombre que requiere todo eso, volverlo a trasladar a la plataforma de lanzamiento, recuperar la inversión en I&D, etc.
También hay un condicionante. ¿cuántas veces se puede recuperar? una vez que se "gasta" el cohete, por decirlo sinteticamente, tiene que desecharse y construirse un nuevo cohete. Ese desgaste puede, por diseño, no ser uniforme. Por ejemplo, si la memoria no me falla el Shuttle estaba previsto que pudiera lanzarse durante 30 años, pero los cohetes principales (esos tres grandes motores en la parte posterior), estaban diseñados para sólo 10 lanzamientos, luego de lo cual tenían que ser desechados y remplazados por unos nuevos. Los cohetes secundarios que usted menciona soportaban muchos más lanzamientos.
En el caso de la cápsula Dragon, por ejemplo, se prevé que se la pueda reutilizar 10 veces. En términos financieros, suponiendo que todo sale bien, el costo de construir una cápsula Dragon hay que dividirlo por los 10 lanzamientos.
Seguramente una cápsula Dragon desechable cueste menos que una reutilizable. Imaginemos que la versión reutilizable cuesta cinco veces más que la desechable. Ahora bien, como la reutilizable se podrá utilizar hasta en diez lanzamientos, incluso siendo tan cara termina siendo más barato que construir y lanzar diez capsulas desechables.

Respecto a su pregunta sobre ¿qué tan reutilizable eran los cohetes aceleradores del Shuttle? no recuerdo el número exacto, pero me parece que eran varias docenas. A pesar de la falla catastrofica que sufrió uno de los mismos en el lanzamiento del Challenger en 1986, se lo consideraba uno de los componentes más fiables.
Lo que quedaba inutilizado en todos los lanzamientos era el paracaídas y, obviamente, el combustible. Había un detalle menos conocido. Cada cohete secundario esta conformado por varios cilindros, uno sobre el otro. Las juntas en la unión entre cada cilindro se gastaban. Después de la recuperación se tenían que revisar. La mayoría solían estar bien. Algunas se podían gastar excesivamente y tenían que ser remplazadas por nuevas. Tengo entendido que después de cada lanzamiento una o dos juntas tenían que remplazarse, lo que es muy poco comparado con todas las que tienen.
Las juntas también eran una forma de ahorrar, porque los cilindros siempre se reutilizaban. No se gastaban tanto porque, justamente, se gastaban las mucho más baratas juntas.
¿Era más económico todo este proceso? Indudablemente. No es casualidad que se haya implementado este tipo de cohetes en la mayoría de los lanzadores comerciales de todo el mundo (japoneses, europeos, estadounidenses, etc.). Tampoco es casualidad que de todo lo que formaba parte del proyecto el Shuttle, estos cohetes secundarios fueron los únicos que sobrevivieron y hasta fueron potenciados para el programa Constelation (que más tarde también fue cancelado).
 

baldusi

Colaborador
Un par de correccionitas pequeñas.;)
(...)
Leía un tiempo atrás que en el caso de Space X, el combustible representaba sólo un 10% del costo total del cohete Falcon 9 (En su versión desechable).(...)
El costo de propelente de un Falcon 9 son 300.000USD. El lanzamiento lo cobran 60M. Es un 0.5%. El cohete, marginalmente, cuesta menos pero además tienen que pagar costos fijos y amortizar desarrollo. El Dr. Sowers (CTO de ULA), dijo que para ellos, el 40% del costo son costos fijos. Así que incluso gratis, solo podrían bajar los costos un 60%, al menos, si lanzan lo mismo que antes.


(...)Simultáneamente desarrollan la capsula Dragon, de la que también pretenden que sea recuperable.(...)
La cápsula Dragon ya es recuperable, lo que están tratando es que además sea reutilizable :p. Entendamos que la cápsula es carga útil, en lo que refiere a vectores de lanzamiento. El Dragon, en si mísmo, no sirve para lanzar satélites. Ya tuvimos el ejemplo de la Space Shuttle americana, la Buran y la cápsula TKS de la Unión Soviética que todos eran reutilizables. Así que no es nuevo. Y de hecho, lo que descubrieron los de SpaceX, es que el costo de certificar nuevamente para el espacio una cápsula es tan caro, que por ahora les conviene construir nuevas. La nueva versión (era la version 2) estaría diseñada para aterrizar en tierra justamente para que valga la pena reutilizarla.


(...)Recién puse "sólo" entre comillas porque, obviamente, un cohete reutilizable es más complejo y pesado que uno desechable y, por tanto, consume más combustible. Además, están los costos de recuperar el cohete (el barco que rescata el cohete, por ejemplo), la revisión para ver si esta todo OK, el tiempo y horas/hombre que requiere todo eso, volverlo a trasladar a la plataforma de lanzamiento, recuperar la inversión en I&D, etc.(...)
Aquí hay un punto conceptual. El cohete reutilizable o no lleva la misma cantidad de propelente. En modo reutilizable tiene menor capacidad de carga útil. O para la misma carga útil necesitás un cohete reutilizable más grande. Que no solo requiere más propelente sino que el aparato es más grande, más caro y requiere que toda la infraestructura sea más grande y cara.
Respecto a los costos de puesta a punto y certificación par aun nuevo vuelo, es cierto que hay que tenerlos muy en cuenta. También hay que tener en cuenta los costos fijos, costos de desarrollo y el tamaño de la fábrica. Si SpaceX lanza 10 cohetes al año y de repente cambia a reutilizable, en promedio, pasaría de fabricar 10 a 1, lo cual aumento el costo por unidad enormemente. El cálculo es difícil y se supone que a menos de 10 lanzamientos por ano no vale la pena que sea reutilizable. A 50 seguro que si. El asunto está en el medio y en el mercado actual.
Hoy se compiten unos 20 lanzamientos anuales a GTO, más unos 30 a LEO. Ese es el mercado comercial de hoy. Y la verdad es que con un solo modelo es muy difícil que puedas cubrir todo el mercado.
Un cohete que hiciese 7.500kg a GTO debería hacer, por lo menos 22.000kg a LEO. El mercado comercial de LEO raramente requiere más de 3,000kg. Para ponerlo en números, un Ariane 5 cuesta unos 200M de USD. Pero un Dnepr, lo conseguís por 20M o 25M. Así que incluso si lograras que un Ariane 5 reutilizable baje su costo un 80%, no puede competir en el segmento más pequeño.
 

baldusi

Colaborador
Respecto a su pregunta sobre ¿qué tan reutilizable eran los cohetes aceleradores del Shuttle? no recuerdo el número exacto, pero me parece que eran varias docenas. A pesar de la falla catastrofica que sufrió uno de los mismos en el lanzamiento del Challenger en 1986, se lo consideraba uno de los componentes más fiables.
Lo que quedaba inutilizado en todos los lanzamientos era el paracaídas y, obviamente, el combustible. Había un detalle menos conocido. Cada cohete secundario esta conformado por varios cilindros, uno sobre el otro. Las juntas en la unión entre cada cilindro se gastaban. Después de la recuperación se tenían que revisar. La mayoría solían estar bien. Algunas se podían gastar excesivamente y tenían que ser remplazadas por nuevas. Tengo entendido que después de cada lanzamiento una o dos juntas tenían que remplazarse, lo que es muy poco comparado con todas las que tienen.
Las juntas también eran una forma de ahorrar, porque los cilindros siempre se reutilizaban. No se gastaban tanto porque, justamente, se gastaban las mucho más baratas juntas.
¿Era más económico todo este proceso? Indudablemente. No es casualidad que se haya implementado este tipo de cohetes en la mayoría de los lanzadores comerciales de todo el mundo (japoneses, europeos, estadounidenses, etc.). Tampoco es casualidad que de todo lo que formaba parte del proyecto el Shuttle, estos cohetes secundarios fueron los únicos que sobrevivieron y hasta fueron potenciados para el programa Constelation (que más tarde también fue cancelado).
Aquí si que no es tan así la cosa. El Space Shuttle fue un programa de corrupción legal del Congreso Americano. Ellos utilizaron los sólidos segmentados porque el Presidente del Comité de Presupuesto que manejaba NASA era de Utah y ahí estaba la planta de Thikol (luego ATK, luego OrbitalATK). Eran una basura cara (costaban 15M por segmento siendo "reutilizables"), peligrosa (no se pueden apagar en emergencia y pueden fallar catastróficamente) y no reutilizable. Lo único que reutilizaban eran los segmentos de metal y costaba tanto rescatarlos, inspeccionarlos y rellenarlos que la única razón por la que los hacían era porque el Shuttle se había vendido como "reutilizable".
Fue tal es escándalo del proyecto que la USAF se negó a usarla y tuvo que salir a hacer el Titan IV y luego los Atlas V y Delta IV a un costo altísimo. Y lo más gracioso fueron los soviéticos. Que haciendo todo tipo de análisis les daba que eso no era ni reutilizable ni económicamente viable ni seguro. Y por eso los copiaron tanto como pudieron con el Energyia-Buran, simplemente porque tenía que tener una capacidad secreta que ellos no habían descubierto. Hay que entenderlos que después del pesto que se comieron con el programa Apollo, pensaban que los americanos eran infalibles. Nunca se imaginaron que la corrupción podía explicar tremendo error.
Respecto al resto del Shuttle era también muy poco reutilizable. Por los requerimeintos de rango de vuelo atmosférico, tuvieron que ponerle alas gigantes, caras y pesadas. Por los sólidos esos horribles (tiemblan como el carajo) tuvieron que ponerla en el costado pero no los suficientemente ni alto ni bajo como para que no tenga peligro de que le caiga hielo. Como dijeron que era reutilizable, mezclaron carga útil y vector orbital. Con lo que tuvieron que usar hidrógeno en lugar de keroseno. Lo cual mulitplico el costo y el riesgo exponencialmente.
Encima, no lo puderon automatizar, con lo que toda carga útil tenía que ser certificadad para humanos. Es decir, si querías lanzar un satélite, tenías que demostrar que si tenían que abortar, no iba a romperse y dañar el Shuttle. Y como los astronautas tenían que tocarla para lanzarla, tenías que proteger todo el exterior para que no tuviera filos y si tuviera manijas.
No quiero seguir porque se puede escribir un libro de cada elemento y como está ahí por un tema de mandato político. De hecho, el SLS usa los boosters de Constellation y Shuttle por el tipo ese de Utah, que puso en la ley que había que usarlo. Incluso cuando todos los trades les daba que era más seguro, barato y rápido usar propulsores líquidos. Lo mismo con los contratos de Boeing para el core y con Rocketdyne para el RS-25.
Lo importante es que así no se hace la reusabilidad. Si en los 70 hubiesen querido aprender, hubieran usado el HL-20 en Titan-IIIC. Ahí hubiesen aprendido que los solidos segmentados no valía la pena reutilizarlos. Cosa que los francese de Ariane 5 lo sabían porque solo los recuperaron una vez para certificar el diseño. Se hizo así porque originalmente iba a ser usado para vuelos tripulados y necesitaban inspeccionarlos un par de veces para certificar el diseño y proceso.
 
S

SnAkE_OnE

Fue tal es escándalo del proyecto que la USAF se negó a usarla y tuvo que salir a hacer el Titan IV y luego los Atlas V y Delta IV a un costo altísimo.

En la biopic del accidente del Challenger esto esta perfectamente argumentado x el detractor de la USAF, el General Kutyna.
 

Sebastian

Colaborador
Rusia pospone vuelo pilotado a la Luna hasta 2035


© Flickr/ Heath Cajandig


11:21 20.01.2016(actualizada a las 11:31 20.01.2016) URL corto

El plazo previsto para la realización del primer vuelo tripulado a la Luna a bordo del cohete portador ruso superpesado se extiende en cinco años, posponiéndose de 2030 a 2035.
Según la versión inicial del Programa Federal Espacial 2016-2025, presentada por la entidad espacial rusa, Roscosmos, y calculada en base a un presupuesto de dos billones de rublos (12.600 millones de dólares), la creación de "un cohete portador de elementos claves y tecnologías de clase superpesada" debía garantizar la posibilidad de realizar vuelos tripulados a la Luna para 2030.

El nuevo proyecto del Programa Federal Espacial 2016-2025, con un presupuesto de 1,4 billones de rublos (17.600 millones de dólares), tiene previsto realizar este vuelo solo para después de 2035.

Además, el proyecto de creación de un cohete portador con la primera etapa recuperable ha sido excluido del Programa Federal Espacial 2016-2025, ya que deberá estar listo para 2030.


© Sputnik/ Maksim Blinov

Según un documento en poder de RIA Novosti, las labores en torno a un cohete portador con la primera etapa recuperable, según la primera versión del Programa en unos dos billones de rublos debían comenzar en 2020 y concluir en 2025.

Debido a la compleja situación económica del mundo y en particular, la caída del rublo, el presupuesto del Programa fue recortado hasta los, 1,4 billones de rublos y los plazos se extendieron por 5 años más.

Durante un encuentro con la prensa, el presidente de Roscosmos, Ígor Komarov, destacó que Rusia realizará sin falta este proyecto, pero que en estos momentos los lanzamientos de cohetes portadores con una etapa recuperable no son rentables.

http://mundo.sputniknews.com/espacio/20160120/1055885316/rusia-vuelo-luna.html#ixzz3xpT1CFqs
 

Sebastian

Colaborador
Video exclusivo: el novedoso cosmódromo ruso a vista de pájaro

Publicado: 21 ene 2016 10:29 GMT | Última actualización: 21 ene 2016 12:22 GMT
El complejo deberá contar también con un aeropuerto, un centro de preparación para los cosmonautas entre otra infraestructura.


El cosmódromo Vostochny / Sputnik / Igor Ageyenko

En la provincia de Amur, en el Lejano Oriente ruso continuan las obras de construcción del cosmódromo Vostochny. El montaje del cohete Soyuz-2.1a, cuyo lanzamiento está previsto para el próximo abril, ya se ha iniciado, informa RIA Novosti.

Entretanto, se espera que el cosmódromo entre en pleno funcionamiento en 2020.

Además de dos plataformas de lanzamiento, el complejo deberá contar también con un aeropuerto, un centro de preparación para los cosmonautas entre otra infraestructura. Vostochny se está construyendo en el recinto de una antigua unidad de las tropas estratégicas de misiles donde antes había silos y plataformas móviles.

El lugar para la construcción fue escogido también por su cercanía al río Amur (la principal arteria fluvial del Lejano Oriente ruso), al ferrocarril transiberiano y a la autopista Chitá-Jabárovsk, que debe entrar en explotación en los próximos meses. Se planea que las infraestructuras de Vostochny dé origen a una ciudad de entre 30.000 y 40.000 habitantes.

 

baldusi

Colaborador
Tecnicamente, lo necesitaban para tener autonomia de Baikonour. Pero es una obra con mas robo que Yaciretá.

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Y lo peor de todo es que los platos robados los paga Roskosmos.

Ahora parece que por culpa de los recortes solamente se va a construir una de las dos rampas para el Angara en Vostochny.
 

baldusi

Colaborador
Las dos rampas del Angara eran solo necesarias para la misión lunar que requería cuatro lanzamientos. Asi que el recorte real fue todo el plan de exploración (robótica y humana). El proyecto ha sufrido reducciones importantes, al punto que estan haciendo vivendas para el 15% del numero original.
Personalmente me gustaba mas el sitio entra Vanino y Vladivostok. Pero el lanzamiento sobre mar no les gusta a los rusos.

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baldusi

Colaborador
Es lo que habla todo el mundo hoy en día. Bezos escribio que practicamente no le tuvieron que hacer nada (creo que se olvido de tremenda inspeccion no destructiva). Pero la verdad es que lo hicieron volver a volar en menos de dos meses.
Por otro lado, no hizo una mision operativa donde va a 6.000km/h en horizontal y tiene que volver (cosa que vienen haciendo desde hace años SpaceX). Pero en el mercado suborbital me parece que les va a pasar el trapo a todos.

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Rober D

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La cruz de Korolev
La cruz Korolev es un efecto visual se observa en las columnas de humo de los cohetes de la serie R-7 durante la separación de los cuatro cohetes propulsores de combustible líquido unidos a la etapa central. Como los impulsores/boosters se separan y caen lejos del cohete, se girando simétricamente debido a las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre ellos, formando una forma transversal detrás del cohete. El efecto es el nombre de Sergey Korolev, que diseñó el R-7. Cuando el cohete se lanza con cielos despejados, el efecto puede ser visto desde el suelo en el lugar de lanzamiento.


Cruz Korolev observada durante el lanzamiento del Soyuz TMA-12M.
 

Rober D

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