Los militares están construyendo un avión espacial, y parece haber un motor listo para la tarea

Una década después de que la Fuerza Aérea de EE.UU. encargara la próxima generación de satélites GPS, la primera de estas naves espaciales finalmente se pondrá en órbita este 2018.

Al igual que con otras misiones de seguridad nacional, un cohete de aproximadamente 200 pies de alto llevará al enorme satélite al espacio, cumpliendo así un contrato por valor de más de $80 millones.

Pero a medida que las naciones desarrollan tecnología para desactivar o derribar satélites -como hizo China con uno de sus propios satélites con un misil balístico basado en tierra en 2007- el ejército estadounidense comenzó a buscar opciones para lanzar naves más pequeñas al espacio, de forma más rápida y económica.

Un programa experimental encabezado por una agencia de investigación del Pentágono podría eventualmente ser parte de esa solución.

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés), junto con el gigante aeroespacial Boeing Co., está desarrollando un avión espacial reutilizable que lanzará pequeños satélites 10 veces en 10 días.

El primer vuelo de prueba del vehículo está programado para 2021, lo cual indica el creciente interés del Departamento de Defensa en la tecnología de cohetes reutilizables, particularmente en su potencial para reducir los costos de lanzamiento y acelerar el tiempo de respuesta.

En las últimas semanas, el motor cohete espacial, conocido como el AR-22, completó 10 pruebas en 240 horas sin necesidad de renovaciones o reparaciones mayores, informó Jeff Haynes, gerente de programa de Aerojet Rocketdyne. La prueba se desarrolló en el Stennis Space Center de la NASA, en Mississippi, del 26 de junio al 6 de julio pasados.

La prueba del motor es “un progreso realmente bueno”, afirmó Claire Leon, directora del programa de posgrado en ingeniería de sistemas de la Universidad Loyola Marymount, y exdirectora de la dirección empresarial de lanzamiento en el Centro de Sistemas de Misiles y Espacio de la Fuerza Aérea de Estados Unidos. “SpaceX ha tenido su éxito”, consideró. “Creo que esta prueba también demuestra que otras compañías están haciendo el desarrollo de la tecnología y teniendo un éxito que permitirá la reutilización”.

El título del primer sistema reutilizable pertenece al Space Shuttle de la NASA, aunque más recientemente varias firmas espaciales comerciales, incluyendo Stratolaunch -del cofundador de Microsoft Paul Allen- y Virgin Orbit, del multimillonario británico Richard Branson, han desarrollado sistemas que reutilizarían aeronaves para lanzar satélites desde la bodega de un avión.

La firma espacial Blue Origin, del presidente ejecutivo de Amazon.com Inc., Jeff Bezos, también ha reutilizado su cohete New Shepard y el sistema de cápsula espacial en numerosas ocasiones.

SpaceX, de Elon Musk, trajo el concepto de reutilización a la luz pública con sus 13 vuelos de amplificadores de primera etapa usados desde 2017, aunque los funcionarios de DARPA y Boeing señalan que el avión espacial experimental está pensado para una clase de satélites mucho más liviana. El cohete Falcon 9, de SpaceX, es capaz de transportar cargas de aproximadamente 50,000 libras a órbitas bajas de la Tierra.

Scott Wierzbanowski, gerente experimental del programa espacial en DARPA, lo describió como un tipo de servicio de “lanzamiento a demanda”, en el cual los satélites más pequeños podrían ser llevados a una órbita específica cuando lo necesitan, en lugar de conectarse a lanzamientos programados que giran en torno a las necesidades de la carga útil primaria, más grande.

“Los militares en este momento realmente están reevaluando sus necesidades”, expresó Bill Ostrove, analista aeroespacial y de defensa de Forecast International. “DARPA está tratando de ver qué es posible”.

La Fuerza Aérea también desarrolló el avión espacial experimental X-37B, que parece una versión más pequeña del transbordador espacial. Los detalles de sus misiones son escasos, pero la última misión del avión espacial robótico fue de 718 días en órbita antes de regresar a la Tierra.

El sur de California desempeñó un papel en el desarrollo del avión espacial de DARPA, con algunos trabajos de diseño, ingeniería y gestión de programas en la región, principalmente en las instalaciones de Boeing en Huntington Beach, pero también en Seal Beach y El Segundo. El personal de ingeniería para el motor de cohete, fabricado por Aerojet Rocketdyne, tiene su sede en Canoga Park.

El vehículo de 100 pies de largo, con una envergadura de 62 pies, se está diseñando para una reutilización rápida similar a la de un avión comercial, indicaron funcionarios del programa. Sin embargo, se lanzará verticalmente como un cohete típico, desplegará un impulsor de segunda etapa desechable -que impulsará al satélite a su órbita prevista- y luego regresará a la Tierra y aterrizará horizontalmente, como un avión en una pista.

Para hacer esto, Boeing se ha apoyado en su división de aviones comerciales. Los materiales compuestos utilizados para los tanques de combustible, revestimientos de alas y otras áreas se basaron en las inversiones realizadas durante el desarrollo del modelo 787 de la compañía, cuya estructura exterior está creada principalmente con materiales compuestos.

El enfoque de diseño de la aeronave espacial también derivó de aviones comerciales para hacer que el vehículo sea más fácil de mantener y operar, señaló Steve Johnston, director de lanzamiento de Boeing Phantom Works.

El motor del vehículo está compuesto de hardware calificado para vuelo, usado previamente en motores y derivado de los motores heredados que impulsaron el transbordador espacial de la NASA.

Se espera que el avión espacial lance satélites que pesen hasta 3,000 libras, a órbitas terrestres bajas. Eso significa que la nave espacial estaría muy por debajo del peso de los típicos satélites espías -del tamaño de un autobús escolar- que se lanzan a una órbita geoestacionaria más alta.

Pero serían más pesados que los satélites de cientos de libras que se conciben como el núcleo de las constelaciones comerciales -de cientos o incluso miles de naves espaciales- para proporcionar banda ancha o imágenes terrestres.

DARPA lanzó recientemente un desafío diferente, enfocado en compañías comerciales de lanzamiento de satélites pequeños, que proporcionará premios en efectivo para equipos que puedan lanzar pequeñas cargas útiles con un mínimo aviso. Wierzbanowski, de DARPA, remarcó que podía imaginar que los dos programas trabajen juntos y dijo que sus enfoques son “complementarios”.

El financiamiento total del gobierno para el programa de aviones espaciales se estima en $146 millones. Boeing se negó a revelar su inversión, pero informó que se trata de un “compromiso significativo”. El objetivo final es alcanzar un costo por lanzamiento de $5 millones de dólares, remarcó Wierzbanowski.

Eso podría hacer que el avión espacial, una vez en funcionamiento, sea significativamente más barato que los cohetes existentes que ya apuntan al mercado satelital de tamaño medio, incluyendo el PSLV de la India, Arianespace Vega de Europa y Minotaur IV de Northrop Grumman Corp. El precio de lanzamiento de un cohete Minotaur o Vega puede variar entre los $35 millones y los $40 millones, afirmó Phil Smith, analista espacial sénior de Bryce Space and Technology.

Boeing planea comercializar el avión espacial, al que llama Phantom Express, ofreciéndolo a clientes gubernamentales y comerciales. Pero su concepto de diseño único no es garantía de éxito, advirtió Smith. “La prueba del motor fue acertada en términos de las expectativas de que ese motor respalde la misión”, consideró. “Pero aún está por verse”.

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