SpaceX planea su estación espacial

*Esto es independiente de los acuerdos financiados que la NASA firmó en 2021 con tres equipos de la industria liderados por Nanoracks, Blue Origin y Northrop Grumman, cada uno trabajando en sus propios conceptos para una estación espacial comercial

Agencias . | Washington, DC, Estados Unidos | 07 Ago 2023

Probablemente haya oído hablar de los planes de SpaceX para usar su nuevo vehículo gigante Starship para llevar personas a la Luna y Marte, enviar numerosos satélites Starlink o grandes telescopios al espacio, o tal vez incluso servir como un transporte terrestre punto a punto de alta velocidad. para equipos o personas.

Hay otra aplicación para la arquitectura Starship de SpaceX que la compañía está estudiando, y la NASA está a bordo para brindar su experiencia. Aunque todavía se encuentra en una fase incipiente de desarrollo tecnológico, el esfuerzo podría resultar en la reutilización de Starship en una estación espacial comercial, algo en lo que la NASA tiene un gran interés porque no hay planes para un laboratorio de investigación propiedad del gobierno en órbita terrestre baja después de la International. La Estación Espacial será desmantelada después de 2030.

La agencia espacial anunció el mes pasado una nueva ronda de acuerdos con siete empresas comerciales, incluida SpaceX. El programa Collaborations for Commercial Space Capabilities (CCSC), es un esfuerzo establecido para promover el desarrollo del sector privado de productos y servicios emergentes que podrían estar disponibles para los clientes, incluida la NASA, en aproximadamente cinco o siete años.

Esto es independiente de los acuerdos financiados que la NASA firmó en 2021 con tres equipos de la industria liderados por Nanoracks, Blue Origin y Northrop Grumman, cada uno trabajando en sus propios conceptos para una estación espacial comercial. Otra compañía, Axiom Space, tiene un contrato con la NASA para desarrollar un módulo comercial que se agregará a la Estación Espacial Internacional, con el objetivo de usarlo eventualmente como pieza central para un complejo de propiedad privada en órbita terrestre baja.

La NASA pasó por alto la oferta de SpaceX para un acuerdo de desarrollo de estación espacial financiado en 2021, identificando preocupaciones sobre los planes de SpaceX para escalar su sistema de soporte vital para permitir misiones de larga duración y el plan de SpaceX para un puerto de acoplamiento único, entre otros problemas. La agencia espacial no proporciona ningún financiamiento para el nuevo esfuerzo de CCSC, que incluye el concepto de la estación espacial Starship, pero el gobierno apoyará a la industria con experiencia técnica, incluidas evaluaciones de expertos, lecciones aprendidas, tecnologías y datos.

Además del acuerdo de SpaceX, la NASA dijo que brindará apoyo no financiero a la iniciativa de Blue Origin para desarrollar una nave espacial tripulada para misiones orbitales que se lanzaría en el cohete New Glenn de la compañía. La agencia también apoya el desarrollo de Northrop Grumman de una plataforma de investigación atendida por humanos en órbita terrestre baja para trabajar junto con la estación espacial planificada por la compañía.

Las otras empresas que la NASA eligió para acuerdos no financiados fueron: la propuesta de Sierra Space para una versión tripulada de su nave espacial Dream Chaser, el concepto de Vast para una estación espacial de propiedad privada, el plan de ThinkOrbital para desarrollar tecnología de soldadura, corte, inspección y fabricación aditiva para trabajos de construcción en espacio y Servicios Aeroespaciales Especiales para colaborar en una unidad de maniobra autónoma para ayudar, o potencialmente reemplazar, a los caminantes espaciales que trabajan fuera de una estación espacial.

A pesar de la falta de financiamiento de la NASA, el nuevo anuncio de colaboración con SpaceX presentó, al menos a grandes rasgos, una de las direcciones que SpaceX podría querer llevar a Starship. La NASA dijo que trabajará con SpaceX en una "arquitectura integrada de órbita terrestre baja" que incluye el vehículo Starship y otros programas de SpaceX, incluida la cápsula de tripulación Dragon y la red de banda ancha Starlink.

"Esta arquitectura incluye Starship como un elemento de destino de transporte y órbita terrestre baja en el espacio respaldado por Super Heavy, Dragon y Starlink, y capacidades constituyentes que incluyen transporte de tripulación y carga, comunicaciones y apoyo operativo y terrestre", dijo la NASA.

Primeros días todavía

El programa Starship de SpaceX avanza principalmente con miles de millones de dólares en fondos privados. El cohete está diseñado para ser reutilizable total y rápidamente, con una etapa de refuerzo de 33 motores llamada Super Heavy y una etapa superior, conocida simplemente como Starship, para acelerar a la órbita. Una vez en el espacio, Starship podría desplegar una carga útil de hasta 150 toneladas métricas o ser reabastecido por un vehículo cisterna, también basado en el diseño de Starship, para expediciones a destinos más distantes como la Luna o Marte.

Starship está hecho de acero inoxidable y mide unos 50 metros (164 pies) de altura con un diámetro de 9 metros (29,5 pies), más ancho que el fuselaje de un jumbo jet Boeing 747. Antes de que SpaceX pueda pasar a demostrar el reabastecimiento de combustible en órbita, el módulo de aterrizaje lunar Starship o una eventual estación espacial basada en Starship, la compañía necesita poner el cohete en órbita. El primer vuelo de prueba a gran escala en abril no llegó al espacio, pero los funcionarios de SpaceX estaban satisfechos con las lecciones que aprendieron y se están preparando para otro vuelo de prueba que intentará alcanzar una velocidad casi orbital a finales de este año.

La NASA dio a conocer más detalles sobre el concepto de estación espacial de SpaceX en un documento de selección de fuentes publicado varias semanas después del anuncio original de los acuerdos de colaboración el 15 de junio. Lo que aún no está claro es si SpaceX está buscando ideas para convertir todo el volumen interno de Starship en un espacio presurizado. hábitat para las personas, lo que requeriría grandes avances en la fabricación y el montaje en órbita para convertir los tanques de propulsor vacíos en un hogar para astronautas, investigadores o turistas espaciales.

En el otro extremo del espectro, la cabina de la tripulación de Starship, que ya es voluminosa, puede eventualmente soportar estadías de larga duración en la órbita terrestre baja con un sistema de soporte vital adecuado. El vehículo también podría equiparse con placas de montaje externas para experimentos sin presión.

En la declaración de selección de fuentes, Phil McAlister, quien dirige la división de vuelos espaciales comerciales de la NASA, escribió que la propuesta de SpaceX proporcionaría capacidades para respaldar la necesidad de la NASA de una estación espacial comercial después del retiro de la ISS.

"La capacidad propuesta de Starship en términos de tamaño y costo reducido podría tener un impacto de gran alcance en el desarrollo sostenible de la economía LEO (órbita terrestre baja)", escribió McAlister.

SpaceX a menudo ha presentado Starship como una solución para el transporte en el espacio profundo. La NASA otorgó a SpaceX un contrato de $ 2.9 mil millones en 2021 para desarrollar una variante del cohete Starship como módulo de aterrizaje apto para humanos para el programa Artemis para devolver humanos a la superficie lunar. Desde entonces, la NASA ha otorgado a SpaceX un contrato para construir y volar un módulo de aterrizaje para una segunda misión de aterrizaje de la tripulación de Artemis. Starship también encaja con la visión de Elon Musk de establecer un asentamiento humano en Marte.

Más cerca de casa, SpaceX ha vendido Starship como un vehículo que eventualmente podría proporcionar vuelos globales de punto a punto para personas y carga entre destinos en lados opuestos del mundo.

Ahora SpaceX ha propuesto un plan para que la NASA convierta Starship en una estación espacial comercial. "Starship podría afectar significativamente a la tripulación y el transporte de carga, y podría convertirse en un gran destino comercial LEO", escribió McAlister en la declaración de selección de fuentes.

"Agregar una mayor confianza es el plan de la compañía para autofinanciar el desarrollo de Starship a partir de sus empresas de lanzamiento y satélite", escribió McAlister en una sección que analiza el enfoque comercial de SpaceX para el esfuerzo de la estación espacial Starship. "Las únicas debilidades en la propuesta fueron la falta de un cronograma para desplegar sus nuevas capacidades e involucrar a la NASA en sus... hitos. En general, las fortalezas superan las debilidades".

Por motivos técnicos, la NASA dijo que el plan de SpaceX tiene fortalezas en el uso de los sistemas existentes, competencia técnica demostrada y baja dependencia de otras compañías u organizaciones. Pero McAlister escribió que la propuesta de SpaceX carecía de detalles sobre el concepto y carecía de información sobre los riesgos técnicos o el cronograma de cómo Starship podría usarse para el transporte de la tripulación a la órbita terrestre baja o como una estación espacial en órbita dentro de los próximos cinco a siete años. uno de los objetivos de la NASA que guía los acuerdos espaciales comerciales colaborativos.

Sin embargo, la NASA no se está metiendo en el juego con este programa, y ??la agencia determinó que las fortalezas técnicas también superan las debilidades de la propuesta.

La tripulación del Apolo habría instalado equipos e introducido una atmósfera de soporte vital en el tanque de hidrógeno del S-IVB para que pudieran vivir y trabajar en su interior. Este concepto se conocía como el "taller húmedo" porque se habría lanzado "mojado" con combustible de hidrógeno líquido en el tanque.

En 1969, pocos días después del alunizaje del Apolo 11, la NASA decidió ir en una dirección diferente. La decisión condujo a la estación espacial Skylab, conocida como "taller seco" porque se construyó sobre una etapa superior S-IVB que se lanzó sin combustible sobre un cohete Saturno V en 1973. Tres tripulaciones de la NASA vivían en Skylab.

La NASA y sus contratistas también estudiaron el uso del tanque externo del transbordador espacial como piedra angular de una estación espacial en órbita. Los ingenieros de Martin Marietta, el constructor original del tanque de combustible del transbordador, evaluaron formas de convertir el tanque en una plataforma orbital equipada con paneles solares y experimentos acoplables o módulos de carga útil. Los conceptos más ambiciosos habrían utilizado el interior del tanque como un depósito de combustible orbital o como un gran hábitat para la tripulación de 27,5 pies de ancho (8,4 metros), ideas descritas en un informe de 1985 del Instituto de Estudios Espaciales, un grupo fundado por el visionario físico Gerard O'Neill.

Pero el transbordador espacial nunca estuvo a la altura de los bajos costos prometidos y la alta velocidad de vuelo, y el tanque externo nunca se usó después de que se descartaba después de cada lanzamiento del transbordador.

Una empresa con sede en Houston llamada Nanoracks también está trabajando en una tecnología que eventualmente podría aplicarse para convertir etapas gastadas de cohetes en una estación espacial en órbita. Nanoracks se asoció con Maxar y United Launch Alliance en un desarrollo de tecnología en etapa inicial en esta área. Uno de los hitos recientes fue una demostración a pequeña escala en el espacio el año pasado para demostrar que un robot podía cortar metal en microgravedad, usando una muestra de material de varias pulgadas de tamaño que era representativa de los tanques de una etapa superior Centaur que vuela en el Atlas de ULA. cohete V.