CABLES ( alado reutilizable de cohetes sonda ) es un proyecto japonés desarrollar una sola etapa reutilizable alas cohete suborbital como banco de pruebas para un sistema de lanzamiento reutilizable orbital o suborbital tripulado un avión espacial . Se espera que el prototipo de tamaño completo, llamado WIRES-X, se lance en 2020. [ necesita actualización ]
Descripción general
Desde 2005, el Laboratorio de Sistemas Espaciales del Instituto de Tecnología de Kyushu en Japón ha estado desarrollando un cohete de banco de pruebas suborbital robótico alado reutilizable llamado WIRES (cohete de sonido reutilizable con alas ) destinado a ser un proyecto de investigación hacia un futuro sistema de lanzamiento espacial totalmente reutilizable, [1] o incluso un avión espacial suborbital . [2] El proyecto es un esfuerzo de colaboración que incluye a JAXA , IHI Corporation , la industria y universidades japonesas, así como la Universidad de Texas en El Paso (UTEP), la Universidad del Sur de California (USC). [2]
La serie de cohetes suborbitales que se están desarrollando se denominan WIRES 13, WIRES 15 y WIRES-X, y todos utilizan un motor que quema alcohol y oxígeno líquido como combustible. Se espera que la variante WIRES-X de tamaño completo se lance en 2020 para evaluar su posible uso como una "primera etapa recuperable" de un sistema de lanzamiento orbital y, a largo plazo, como un avión espacial suborbital tripulado para viajes comerciales. [2]
Desarrollo
El concepto se basa en la forma aerodinámica original de HIMES (cohete de sondeo experimental altamente maniobrable) estudiado por el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas (ISAS, ahora parte de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ) en la década de 1980. [2] El proyecto está implementando un tamaño y complejidad incrementales paso a paso en sus diseños.
A finales de 2009, el equipo de Kyutech completó los experimentos de vuelo de un cohete alado experimental a pequeña escala (7,1 kg) llamado WIRES 11 que utilizaba motores de cohetes sólidos; fue lanzado cinco veces a una altitud de 500 m. [3] Luego, en 2010, procedieron a probar variantes un poco más grandes designadas WIRES 12 (34,5 kg y 1,5 m de largo) para volar hasta 1,1 km utilizando un cohete híbrido comercial llamado HyperTEK M1000. El sistema de recuperación incluía un parafoil controlable y airbags. [3] [4]
Luego, el equipo lanzó WIRES 14 (50 kg y 1,5 m de longitud) para establecer la eficacia de la estructura corporal y el nuevo sistema de recuperación. WIRES 14 es un cohete alado propulsado por un nuevo motor de cohete híbrido llamado CAMUI (CAscaded MUltistage Impinging-jet) que está siendo desarrollado por la Universidad de Hokkaido . [3] [5]
A finales de 2018, el proyecto WIRES está estudiando y desarrollando la aerodinámica, navegación, control de guía, estructura compuesta, sistema de propulsión y tanques criogénicos para modelos de prueba. [ cita requerida ] La línea de tiempo de la arquitectura incluye al menos tres variantes preliminares más: un cohete sin alas llamado WIRES 13 y dos cohetes alados llamados WIRES 15 y Wires-X; la variante WIRES-X será a gran escala. [2]
HILOS 13
WIRES 13 es un cohete de prueba de subescala propulsado por dos motores IPA-LOX (alcohol isopropílico y oxígeno líquido) que generan un empuje combinado total de 20 kN, que está siendo desarrollado por la Universidad del Sur de California (USC) para alcanzar una altitud objetivo. de unos 6 km (3,7 millas). El cohete tiene una longitud de 4,6 m (15 pies) y una masa de 1000 kg (2200 lb). [2] WIRES 13 tiene como objetivo tocar el suelo sin daños utilizando paracaídas de dos etapas y tres airbags. El objetivo del vuelo es la validación del sistema de telemetría y comunicación terrestre, el sistema de paracaídas de recuperación y el lanzamiento y operación de un motor líquido. [2]
HILOS 15
WIRES 15 tiene la misma longitud y masa que WIRES 13; se trata de un demostrador de tecnología subescala propulsado por un expansor totalmente ciclo de LOX - metano motor desarrollado en colaboración con JAXA y IHI Corporación . Genera un empuje de 20 kN y su objetivo es alcanzar una altitud de aproximadamente 6 km. [2] Para esta variante, Kyutech está colaborando con la Universidad de Texas en El Paso (UTEP), JAXA y otras instituciones. [ cita requerida ] WIRES 15 tiene como objetivo tocar el suelo sin daños utilizando paracaídas de dos etapas y tres bolsas de aire. [2]
Las pruebas de vuelo de WIRES 13 y WIRES 15 se llevarán a cabo en las instalaciones de lanzamiento de FAR ( Friends of Amateur Rocketry , Inc.) en el desierto de Mojave en California, EE. UU., En mayo de 2018 y marzo de 2019, respectivamente. [2]
ALAMBRES-X
Después de completar las pruebas de vuelo WIRES 13 y 15, se desarrollará el demostrador alado suborbital de tamaño completo llamado WIRES-X, y se espera su primer vuelo de prueba en 2020 para evaluar su control y rendimiento resultantes, que se espera que supere los 100 km (62 mi) altitud. También se evaluará su potencial para ser utilizado como la primera etapa de un vehículo de lanzamiento de dos etapas a órbita. [2]
WIRES-X tiene una longitud total de 8,2 m (27 pies), una masa de lanzamiento de 4,6 toneladas y una capacidad de carga útil de 100 kg (220 lb). [2] Será propulsado por tres motores de metano LOX, cada uno de los cuales desarrollará un empuje de 20 kN. [2] [6]
Avión espacial
Avión espacial | Parámetro / unidades [2] |
---|---|
Masa mojada | 23,6 toneladas |
Secado masivo | 7,9 toneladas |
Masa propulsora | 15,7 toneladas ( LOX -metano) |
Capacidad | 6 (1 piloto + 5 pasajeros) |
Largo | 13,4 m (44 pies) |
No de motores | 9 |
Max. altitud | 120 km (75 millas) |
Si el desarrollo de WIRES tiene éxito, los ingenieros del proyecto prevén una aplicación adicional del sistema como un avión espacial suborbital tripulado para el turismo espacial . Las especificaciones teóricas del vehículo se muestran en la tabla.
Caminante espacial
Koichi Yonemoto, responsable del desarrollo en el Instituto de Tecnología de Kyushu, cofundó una empresa Space Walker [7] Desde que Yonemoto se transfirió de Kyutech a la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS) en 2019, WIRES está siendo desarrollado por Space Walker y TUS. [8] A partir de 2020[actualizar], Space Walker tiene como objetivo lanzar un avión espacial sin tripulación suborbital en 2024, el lanzamiento orbital de satélites pequeños en 2026 y un avión espacial tripulado suborbital en 2029. [9]
en 2017.El 17 de marzo de 2020 se lanzó un modelo de subescala WIRES # 014-3A. [10]
Ver también
- Adeline (etapa de cohete) , primera etapa alada reutilizable
- Sistema de lanzamiento reutilizable
Referencias
- ^ Desarrollo de simulador de hardware-in-the-loop para cohete alado experimental . Shirakata K., Yonemoto K., Yamasaki H., Ura Y., Minote H., Shiihara A., Ohmori S., Ishimoto S., Mugitani T. Simposio internacional de Asia y el Pacífico sobre tecnología aeroespacial (APISAT 2015). Ingenieros de Australia , 2015: 114-120. ISBN 9781922107480 .
- ^ a b c d e f g h yo j k l m n Koichi, Yonemoto; Takahiro, Fujikawa; Toshiki, Morito; Joseph, Wang; Ahsan r, Choudhuri (2018). "Desarrollo y aplicación de cohetes alados de subescala al transporte espacial reutilizable futuro" . Boletín INCAS . 10 : 161-172. doi : 10.13111 / 2066-8201.2018.10.1.15 .
- ^ a b c Informe sobre informe sobre el estado actual de "Proyectos de cohetes de la Universidad japonesa". Consorcio Universitario de Ingeniería Espacial (UNISEC), Japón. Octubre de 2011.
- ^ Surendra, G. Guna; Yonemoto, K .; Matsumoto, T .; Kutsuna, Y .; Itakura, K .; Yamasaki, H .; Ura, Y .; Ichigie, M .; Tanaka, H .; Ueno, S .; Someya, T. (2015). "Desarrollos recientes de cohete alado experimental: demostración de control y orientación autónoma utilizando parafoil" . Ingeniería de Procesos . 99 : 156-162. doi : 10.1016 / j.proeng.2014.12.520 .
- ^ Resultados de la prueba de vuelo de RocketFirst del cohete alado de subescala . ITAKURAK Yoshiro, Hiroshi YAMASAKI, Shintaro MIYAMOTO, Takaaki MATSUMOTO y Koichi YONEMOTO. JAXA. 2013.
- ^ Sakaguchi, Hiroyuki (2018). "Motor de metano solo para el transporte espacial futuro" (PDF) . Revisión de ingeniería de IHI . Japón: IHI Corporation . 51 (2): 16-19.
- ^ "Equipo" . Caminante espacial . Consultado el 27 de abril de 2021 .
- ^ 東京 理科 大学 と の 共同 研究 契約 締結 の お 知 ら せ(en japonés). Space Walker Inc. 17 de abril de 2019 . Consultado el 27 de abril de 2021 .
- ^ サ ブ オ ー ビ タ ル ス ペ ー ス プ レ ー ン の 打 ち 上 げ ス ケ ジ ュ ー ル の 変 更 及 び コ ン ポ ー ネ ン ト 販 売 に つ い て(en japonés). Space Walker Inc. 2 de octubre de 2020 . Consultado el 27 de abril de 2021 .
- ^ 【17/3 正式 版】 有 翼 ロ ケ ッ ト 実 験 機 「gaaboo (ガ ー ブ ー) 号」 (CABLES # 014-3A) 打 ち 上 げ 結果 に つ い て(en japonés). Space Walker Inc. 17 de marzo de 2020 . Consultado el 27 de abril de 2021 .