El cuarto vuelo de prueba de Starship se lanzó hoy a las 8:50 am, hora del este, y tanto SpaceX como la NASA están declarando que el vuelo, que incluyó el aterrizaje de la primera etapa Super Heavy, además del reingreso y aterrizaje del propio Starship, fue un éxito.

Los vuelos del cohete más grande del mundo están empezando a parecer casi rutinarios esta primavera, pero SpaceX está bajo una tremenda presión para tener Starship lista para llevar a la tripulación Artemis 3 a la Luna – y aterrizar allí – a finales de 2026. Los vuelos de prueba de Starship también son parte de la clave para garantizar que futuras misiones potenciales a la Luna y Marte no se queden sin combustible en el camino. Como dijo SpaceX en un tweet poco antes del lanzamiento: “La carga útil de estos vuelos son datos”.

La nave espacial SpaceX se lanza en su cuarta prueba de vuelo desde Starbase en Boca Chica, Texas, el 6 de junio de 2024. La nave espacial es vital para los planes de la NASA de llevar astronautas a la Luna a finales de esta década, y para las esperanzas del director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk, de eventualmente colonizar Marte. (Foto de Chandan KHANNA/AFP) (Foto de CHANDAN KHANNA/AFP vía Getty Images)

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Un desafío de ingeniería extremadamente interesante

El cohete más grande jamás lanzado, Super Heavy, utiliza una combinación de oxígeno líquido y metano para despegar. A pesar del escape que sale disparado por la parte trasera del cohete a varios miles de grados Fahrenheit, el propulsor en los tanques del Super Heavy debe mantenerse a una temperatura fría de -300 grados Fahrenheit; Si se calienta más, se convertirá en gas, inútil para alimentar esos 33 motores Raptor. SpaceX es uno de varios contratistas, incluidos Eta Space, Lockheed Martin y United Launch Alliance, cuyos vuelos recopilarán datos para el estudio de la NASA sobre cómo gestionar propulsores como estos en vuelos largos.

En su tercer vuelo de prueba (también conocido como el primero en el que La nave espacial llegó a la órbita), los ingenieros trasladaron el propulsor de los tanques principales a los tanques principales mientras el barco navegaba en órbita. Ese será un paso importante para las misiones Artemis III y IV para sacar la nave espacial de la órbita terrestre baja y ponerla en camino hacia la Luna. Los ingenieros también están utilizando estos vuelos de prueba para estudiar cómo todas esas gotas de combustible para cohetes que rebotan afectan la estabilidad de Starship en órbita.

Los cohetes han utilizado propulsores líquidos súper fríos o criogénicos durante décadas. Las misiones Apolo viajaron a la Luna con una mezcla de oxígeno líquido e hidrógeno líquido, ambos criogénicos (después de usar queroseno líquido y oxígeno líquido para llegar al espacio). Funcionan bien, pero pueden ser complicados, especialmente en el espacio, donde la temperatura puede oscilar de un frío glacial a un calor hirviendo en cuestión de horas, y la forma en que el líquido flota en microgravedad significa que es difícil transferir combustible de un tanque de almacenamiento a un propulsor, o incluso medir cuánto queda en el tanque.

Y si la NASA quiere hacer realidad sus ambiciones en la Luna y, eventualmente, en Marte, la agencia y sus contratistas necesitarán almacenar y transferir más propulsor criogénico que nunca para vuelos más largos.

“Nunca antes se había intentado almacenar y transferir propulsor criogénico en órbita a esta escala”, dijo Jeremy Kenny, director de proyecto de la Cartera de Gestión de Fluidos Criogénicos de la NASA en Marshall, en una declaración de marzo de 2024.

Ahí es donde entra SpaceX, junto con algunos de sus competidores. Starship está trabajando en una parte particular del problema, llamada chapoteo. Una vez que los motores principales de Starship se apagan, no hay aceleración que obligue al propulsor a ubicarse ordenadamente en un extremo de su tanque, donde es fácil de medir. En cambio, obtienes un montón de pequeñas gotas de fluido súper frío rebotando en el tanque. Si no hay suficiente presión para mantener todo el propulsor junto, entonces el motor puede terminar tirando una gran cantidad de gasolina, en lugar de propulsor, lo que significa que no se encenderá.

Una forma en que Starship aborda este problema es mediante el uso de tanques de cabecera: un par de tanques de propulsor más pequeños que pueden mantener el propulsor bajo suficiente presión para que no tenga espacio para chapotear. Los tanques de cabecera proporcionan el sorbo inicial de propulsor que los motores necesitan para reiniciarse en órbita. Una vez que los motores se reinician, su empuje empujará el líquido de los tanques principales nuevamente a la posición correcta para fluir hacia los motores y mantenerlos encendidos.

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