Un remolcador espacial es un tipo de nave espacial que se utiliza para transferir carga espacial de una órbita a otra órbita con diferentes características de energía. Un ejemplo sería mover una nave espacial desde una órbita terrestre baja (LEO) a una órbita de mayor energía como una órbita de transferencia geoestacionaria , una transferencia lunar o una trayectoria de escape .
El término se usa a menudo para referirse a vehículos espaciales reutilizables. Algunos remolcadores espaciales propuestos o construidos previamente incluyen la propuesta STS de la NASA en la década de 1970 [1] o el Parom ruso propuesto , y a veces se ha utilizado para referirse a etapas superiores prescindibles , [1] como Fregat , [2] o Spaceflight Industries Sherpa .
Fondo
El remolcador espacial se concibió por primera vez en la era posterior a la Segunda Guerra Mundial como un vehículo de apoyo para una estación espacial permanente en órbita terrestre . Fue utilizado por el escritor de ciencia ficción Murray Leinster como el título de una novela publicada en 1953 como la secuela de Space Platform , otra novela sobre una estación espacial de este tipo. [3]
Sistema de transporte espacial de la NASA
La NASA estudió un remolcador espacial reutilizable a finales de los 60 y principios de los 70 como parte de un Sistema de Transporte Espacial (STS) reutilizable . Este consistía en un módulo de propulsión básico, al que se podía conectar un módulo de tripulación u otra carga útil. Se podrían agregar patas de aterrizaje opcionales a las cargas útiles terrestres en la superficie de la Luna . [1] Esto, junto con todos los demás elementos de STS excepto el transbordador espacial , nunca fue financiado después de recortes en el presupuesto de la NASA durante la década de 1970 a raíz del programa Apollo . [4]
Era del transbordador espacial
Etapas superiores prescindibles
El programa Shuttle cumplió el papel de transferencia orbital de alta energía por el desarrollo [ ¿cuándo? ] de un módulo de asistencia de carga útil de una etapa de combustible sólido y una etapa superior inercial de dos etapas . [ cita requerida ]
Se desarrolló una etapa Centaur-G más potente alimentada con hidrógeno líquido para su uso en el transbordador, pero fue cancelada por ser demasiado peligrosa después del desastre del Challenger . [5]
Vehículo de maniobra orbital
La NASA estudió otro diseño de remolcador espacial, denominado Vehículo de maniobra orbital (OMV), junto con sus planes para la Estación Espacial Freedom . El papel del OMV habría sido un vehículo espacial reutilizable que recuperaría satélites, como el Hubble , y los llevaría a Freedom para su reparación o recuperación, o para dar servicio a plataformas orbitales sin tripulación. [6] [7] En 1984, los estudios de diseño preliminar del Vehículo de maniobra orbital (OMV) se iniciaron a través de un proceso de adjudicación competitivo con estudios de sistemas realizados por TRW , Martin Marietta Aerospace y LTV Corporation . [8]
Propuestas del siglo XXI
Parom
La corporación rusa RKK Energia propuso un remolcador espacial llamado Parom en 2005 [9] que podría usarse para transportar tanto el vehículo de tripulación Kliper propuesto como los módulos de reabastecimiento de carga y combustible sin tripulación a la ISS. [10] Mantener el remolcador en el espacio habría permitido un Kliper menos masivo, permitiendo el lanzamiento con un propulsor más pequeño que el diseño original de Kliper.
SHERPA
Spaceflight Inc. desarrolló SHERPA, que se basa en las capacidades del Spaceflight Secondary Payload System (SSPS) al incorporar subsistemas de propulsión y generación de energía, lo que crea un remolcador de propulsión dedicado a maniobrar hacia una órbita óptima para colocar cargas útiles secundarias y alojadas. El vuelo inaugural de dos variantes no propulsadas separadas del dispensador fue en diciembre de 2018 en un cohete Falcon 9 . Este vuelo desplegó 64 pequeños satélites de 17 países. [11] [12]
VASIMR
El cohete de plasma eléctrico VASIMR podría usarse para impulsar un remolcador espacial de alta eficiencia, usando solo 9 toneladas de propulsor de argón para hacer un viaje de ida y vuelta a la Luna, entregando 34 toneladas de carga desde la órbita terrestre baja hasta la órbita lunar baja. A partir de 2014[actualizar], Ad Astra Rocket Company había presentado una propuesta de concepto para utilizar la tecnología para hacer un remolcador espacial. [13] [ necesita actualización ]
ISRO PAM-G
La Organización de Investigación Espacial de la India ha construido una etapa superior llamada PAM-G (Módulo de asistencia de carga útil para GSLV ) capaz de enviar cargas útiles directamente a las órbitas MEO o GEO desde órbitas terrestres bajas . [14] [15] El PAM-G funciona con un motor líquido hipergólico con capacidad de reinicio, derivado de la cuarta etapa del PSLV . A partir de 2013, ISRO ha realizado la estructura, los sistemas de control y los motores de PAM-G y ha realizado pruebas en caliente. [16] [17] [18] PAM-G formaría la cuarta etapa del vehículo de lanzamiento GSLV Mk2C, [19] sentado en la parte superior de la tercera etapa criogénica de GSLV .
Júpiter
Lockheed Martin hizo una propuesta de concepto a la NASA en 2015 para un diseño llamado remolcador espacial Júpiter , que se basará en los diseños de dos naves espaciales Lockheed Martin anteriores, Mars Atmosphere and Vollatile Evolution Mission y Juno , así como un brazo robótico de MDA. derivado de la tecnología utilizada en Canadarm , la tecnología de brazo robótico utilizada anteriormente en el transbordador espacial . Además del remolcador espacial Júpiter en sí, el concepto Lockheed incluyó el uso de un nuevo módulo de transporte de carga de 4,4 m (14 pies) de diámetro llamado Exoliner para transportar carga a la ISS. Exoliner se basa en el vehículo de transferencia automatizado desarrollado por la ESA anterior (2000) y se iba a desarrollar conjuntamente con Thales Alenia Space . [20] [21] [22] En el caso, la NASA no aceptó financiar el desarrollo de Júpiter, y Lockheed Martin no está desarrollando el remolcador con capital privado.
Vehículo de extensión de misión
En 2011 ViviSat, un proyecto conjunto entre US Space y ATK propuso el Mission Extension Vehicle . En 2016, ViviSat se disolvió cuando US Space se declaró en quiebra y ATK se fusionó con Orbital Science Corporation para formar Orbital ATK . En 2017, Orbital ATK obtuvo el visto bueno de la FCC para comenzar el desarrollo de la nave espacial con el nuevo socio Northrup Grumman, que estaba desarrollando un remolcador propio. En junio de 2018, ambas empresas unieron sus recursos y se fusionaron para formar una nueva empresa llamada Northrop Grumman Innovation Systems . El 9 de octubre de 2019, el primero de estos remolcadores MEV-1 fue lanzado desde el cosmódromo de Baikonur en Kazajstán en un cohete Proton-M . En febrero de 2020, MEV-1 se acopló con éxito con Intelsat 901 y lo devolvió a la órbita geosincrónica, lo que le permitió continuar operando 4 años después de su vida útil. MEV-1 continuará manteniendo esta posición durante un período de 5 años, después de lo cual moverá el satélite nuevamente a una órbita de cementerio para su retiro. MEV-2 se lanzó el 15 de agosto de 2020 con Galaxy 30 en un Ariane 5 para realizar una maniobra similar con Intelsat-1002 . [23] [24] [25]
Etapas de transferencia de Artemis
Uno de los módulos de aterrizaje lunar propuestos por el Programa Artemis de la NASA es un diseño de tres etapas parcialmente reutilizable. Uno de sus elementos principales sería una etapa de transferencia que movería el módulo de aterrizaje desde la órbita del Lunar Gateway a una órbita lunar baja. Las versiones futuras deberían poder regresar al Gateway para repostar y reutilizar con otro módulo de aterrizaje. Northrop Grumman ha propuesto construir esta etapa de transferencia basada en su nave espacial Cygnus . La NASA decidió seleccionar un enfoque diferente en abril de 2021. [26]
Crucero lunar
Diseñado por Airbus , el Moon Cruiser es un vehículo de logística lunar conceptual basado en el ATV y el ESM que se propone utilizar para apoyar el Lunar Gateway internacional . Si se financia, formaría parte de la contribución de la ESA al programa Lunar Gateway. En enero de 2020, se encontraba en el proceso de diseño inicial. Planeado para ser lanzado en el Ariane 6 —con la capacidad de ser lanzado también con lanzadores pesados de EE. UU. [27] : 1:56 — el vehículo está diseñado para reabastecer de combustible a los módulos de aterrizaje lunares y entregar carga al Gateway. También se utilizará [ cita requerida ] para entregar el módulo ESPRIT europeo al Gateway no antes de 2025. También se ha propuesto convertir el vehículo en una etapa de transferencia para un módulo de aterrizaje lunar. Existen conceptos para una variante de aterrizaje del vehículo, pero no han recibido financiación. [28] [29] [27]
Espacio Momentus
Momentus Space desarrolla diferentes versiones de remolcadores espaciales centrándose en grandes cambios de velocidad superiores a 1 km / s. Las misiones de demostración de su plataforma Vigoride están previstas para 2021 [30] y las pruebas clave se realizarán hasta 2022. [31] Momentus Space se hizo ampliamente conocido en octubre de 2020 cuando alcanzó un acuerdo de inversión SPAC con Stable Road Acquisition Corp. [32]
Ver también
- Módulo de servicio
- Cohete multietapa
- Tres etapas a órbita
- De dos etapas a órbita
- De una sola etapa a órbita
- Apogee motor de patada
Otras fuentes
- Informe de la NASA, Estudio técnico para el uso de Saturno 5, INT-21 y otras derivadas de Saturno 5 para determinar una cuarta etapa óptima (tirón espacial). Volumen 1: Volumen técnico, Libro 1. [33]
Referencias
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- ^ "Remolcador espacial Fregat" . RussianSpaceWeb.com . Consultado el 25 de julio de 2014 .
- ^ Leinster, Murray (1953). Remolcador espacial . Editores Shasta .
- ^ "La decisión del transbordador espacial: búsqueda de la NASA de un vehículo espacial reutilizable" . nasa.gov . Consultado el 25 de julio de 2014 .
Debido a que una marea creciente eleva todos los barcos, las tarifas de vuelo de la NASA durante la década de 1960 se habían visto impulsadas poderosamente por los generosos presupuestos de la agencia. La OMB no tenía la intención de otorgar tal generosidad durante la década de 1970.
- ^ "Shuttle / Centaur olvidado hace mucho impulsó el centro de la NASA de Cleveland en el programa espacial tripulado y la controversia" . Cleveland.com . Consultado el 25 de julio de 2014 .
- ^ "Los nuevos sistemas de lanzamiento de la NASA pueden incluir el regreso del remolcador espacial" . SpaceRef . 7 de agosto de 2005 . Consultado el 25 de julio de 2014 .
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- ^ Sheetz, Michael (7 de octubre de 2020). "Momentus para convertirse en el último stock espacial con ticker 'MNTS', valorado en $ 1.2 mil millones en acuerdo SPAC" . CNBC . Consultado el 27 de noviembre de 2020 .
- ^ [1]
Bibliografía
- Wade, Mark. "Space Tug" . Enciclopedia Astronautica . Consultado el 15 de junio de 2011 .
enlaces externos
- Colección Bill Huber, Archivos de la Universidad de Alabama en Huntsville y Archivos de Colecciones Especiales de Bill Huber, director de proyecto del Vehículo de maniobra orbital.