Starship: así son los megacohetes que prometen abrir la nueva era de la exploración espacial hacia Marte

Hacer realidad el sueño de llevar humanos hasta Marte es el nuevo horizonte que ha trazado la carrera espacial de este siglo. Para lograr dar ese paso, naciones como Estados Unidos y China no solo se han mostrado ávidos de alcanzar nuevamente la Luna –para convertirla en una especie de lanzadera de misiones hacia el espacio profundo–, sino que han pisado el acelerador en el desarrollo de nuevas naves capaces de llevar cargas pesadas que permitan la colonización del espacio.

En esa competencia SpaceX, la compañía que Elon Musk fundó en 2002 para avanzar en sus ambiciones de convertirse en el gestor para que los humanos lleguen al planeta rojo, sigue siendo el contendor más destacado. La semana pasada vimos cómo el cohete más potente que se ha construido hasta ahora alcanzaba un hito importante en su proceso de desarrollo que hace pensar que llegar a suelo marciano puede ser posible.

El 6 de junio, en su cuarto lanzamiento de prueba, consiguió que regresaran de forma controlada a la Tierra ambas etapas de la nave –el propulsor Super Heavy y la cápsula–, un hito que no había cumplido en sus primeros tres intentos. “¡Amerizaje confirmado! ¡Felicitaciones a todo el equipo de SpaceX por una emocionante cuarta prueba de vuelo de Starship!”, señaló en su cuenta de X la compañía.

Para expertos en la materia como Juan Francisco Puerta, profesor de ingeniería aeroespacial de la Universidad de Antioquia, aunque a Starship todavía le quedan pruebas por delante para convertirse en un cohete plenamente funcional y seguro para el transporte de carga y de humanos –la quinta prueba tendría lugar en los próximos tres meses– ya ha conseguido romper paradigmas del sector respecto a las formas tradicionales de trabajar en temas como el diseño y la fabricación de las naves.

“En enfoques como el de la Nasa todo debía quedar perfecto antes de ser usado. Se hacía todo un proceso de diseño tradicional de ingeniería de sistemas aeroespaciales y, si a los tres o cuatro años se encontraba un error, había que volverlo a hacer, tomaba mucho tiempo. La perspectiva de SpaceX es algo que se conoce como sistemas evolutivos, que tienen una idea inicial en la cual se prueban cosas, se miden para mejorarlas”, explica el profesor Puerta.

De esta manera, SpaceX pasó en solo tres años de un cohete que explotó completamente minutos después de su primer lanzamiento y que en el segundo intento no consiguió que las dos partes que lo conforman se separaran, por lo que los controladores debieron activar un sistema de emergencia que hizo que la nave también explotara, a una nave para la que el dicho de la ‘tercera es la vencida’ parece aplicar. En el tercer vuelo separó sus dos fases –la cápsula y el lanzador Super Heavy–, encendió con éxito sus seis motores y alcanzó por primera vez la altitud y la velocidad esperadas, aunque no llegó a amerizar. Algo que ha marcado las celebraciones del cuarto intento.

Como una hazaña de la ingeniería califica Daniel Posada, doctor en ingeniería aeroespacial de la Embry-Riddle Aeronautical University, considerando las dimensiones de una nave que aspira a llevar más de 100 toneladas métricas de carga al espacio consiguiendo que el lanzador Super Heavy sea reutilizable para abaratar los costos de las hazañas espaciales del futuro, como ya lo hace SpaceX en el presente con naves como los Falcon 9 que llevan a los astronautas a la Estación Espacial Internacional.

“La reentrada a la atmósfera es la parte más difícil de todas, porque el tamaño incrementa el área del vehículo y es mucho más calor que hay que disipar porque está toda esa superficie en fricción con la atmósfera”, detalla el experto. Esta primera fase de Starship tiene 121,3 metros de altura (71 del propulsor y 50,3 de la nave).

Y continua Posada: “Para eso la nave cuenta con unas cerámicas especiales pero aún hay ciertos puntos que todavía tienen que mejorar, por el calor se presentaron fallas en la superficie que se encarga de orientar el vehículo aerodinámicamente. Pero aun así el diseño fue tan robusto que con esas fallas lograron aterrizar de la manera deseada”.

Sin embargo, en esa carrera hacia Marte, aunque sí es el corredor más aventajado, Starship no está solo. Una nueva generación de cohetes se encuentra en desarrollo con un apoyo del sector privado que ha probado ser fundamental al aumentar la ambición de los proyectos espaciales. Estas son algunas de las naves, incluyendo la apuesta de SpaceX, que prometen marcar este nuevo capítulo de la historia de la humanidad en el espacio.

De acuerdo con SpaceX, Starship representa un sistema de transporte totalmente reutilizable diseñado para dar servicio a las necesidades de la órbita terrestre, así como a misiones a la Luna y Marte. Es un vehículo de dos etapas —compuesto por el cohete Super Heavy (propulsor) y la Starship (nave espacial), que funciona con metano subenfriado y oxígeno-. Una idea en que la compañía de Elon Musk viene trabajando desde el 2005: fabricar el vehículo de lanzamiento más poderoso jamás desarrollado.

Cuando sea funcional, lo que Musk espera que ocurra en tres años es que sea capaz de transportar satélites, cargas útiles, tripulación y carga a diversas órbitas y lugares de aterrizaje en la Tierra, la Luna o Marte. El lanzador Super Heavy cuenta con 33 motores Raptor, mientras que la cápsula, que espera en fases futuras ser capaz de llevar hasta 100 personas en vuelos interplanetarios, lleva otros 6.

Con 121,3 metros de altura sobrepasa en 10,7 metros al emblemático cohete Saturno V (110,6 m) usado en el programa Apolo de la Nasa que llevó a los primeros hombres a la Luna y en 23,2 metros a la fase inicial del Space Launch System (SLS), desarrollado por la agencia espacial estadounidense para las primeras fases del programa Artemis, con el que esperan retomar las misiones lunares luego de más de medio siglo.

Precisamente para estas misiones SpaceX ya ha recibido varios contratos de la Nasa, entre los que se destaca el módulo de aterrizaje lunar HLS, que será el medio de transporte que llevará a los astronautas desde la órbita del satélite natural a la superficie lunar, con una versión especial de la Starship.

Se espera que las siguientes versiones de la Starship sigan subiendo la vara. Starship 2 tendrá 124,4 metros de altura (72,3 del propulsor y 52,1 de la nave) mientras que la Starship 3 alcanzará los 150 metros de altura (80,2 del propulsor y 69,8 de la nave).

New Glenn

Con este cohete, bautizado en homenaje a John Glenn, el primer estadounidense en orbitar la Tierra, Blue Origin, la compañía espacial de Jeff Bezos también le está apostando a los cohetes reutilizables. Señalan que la primera etapa está diseñada para un mínimo de 25 vuelos y que, al funcionar como un avión comercial (pero con combustible menos contaminante), generará muchos menos residuos y costos.

La altura del New Glenn es de 98 metros de altura, lo que también la ubica entre las naves más grandes que se han construido. Se estima que es capaz de transportar casi 45.000 toneladas métricas de carga a la órbita terrestre baja, propulsado por siete motores de combustión por etapas de oxígeno líquido (LOX) / gas natural licuado (GNL).

Al igual que en el caso de Starship, el propulsor de la primera etapa del New Glenn es la fase del vehículo que será reutilizable y está diseñado para aterrizar en una plataforma en alta mar en el océano Atlántico. Sin embargo, esta nave aún no ha dado inicio a sus lanzamientos de prueba.

En enero de este año ya fue vista completamente ensamblada en una plataforma de lanzamiento en Florida (EE. UU.) para realizar pruebas en tierra, pero su vuelo inaugural se ha ido aplazando, primero de 2020 a 2021, después a 2022 y, por ahora, está previsto que finalmente ocurra para finales de este año.

Al ser otra de las compañías privadas que sirven de contratistas para la Nasa, Blue Origin también tiene pensado utilizar a este cohete para el lanzamiento de los módulos de aterrizaje lunar que se encuentran diseñando para el programa Artemis.

El SLS

Para la Nasa el Space Launch System (SLS), junto con la nave espacial Orion, la plataforma Gateway en la órbita lunar y el sistema de aterrizaje humano (desarrollado por SpaceX y Blue Origin), son la columna vertebral de la agencia para la exploración del espacio profundo y el programa lunar Artemis. Es, además, el cohete más poderoso que la Nasa ha construido.

SLS está pensado para enviar a Orion, a los astronautas y a los suministros a la Luna en una sola misión. Solo para Artemis I, el cohete envió más de 27 toneladas métricas al satélite natural y se espera que a medida que evolucione tenga aún más poder y sea capaz de elevar cargas útiles aún más pesadas a la órbita.

Para esta primera misión se utilizó la configuración del Bloque 1 de la nave, que mide 98 metros, es más alta que la Estatua de la Libertad y pesa 5,75 millones de libras. Sin embargo, en comparación con los desarrollos de las empresas privadas, una de las principales desventajas del SLS es que no es reutilizable y su construcción ha sido altamente costosa para la Nasa. En 2022 el inspector de la Nasa, el general Paul Martin, describió que el lanzamiento de cada misión Artemis tendrá un costo de 4.100 millones de dólares (unos 15 billones de pesos) por lanzamiento, lo cual fue calificado como “insostenible”.

Los esfuerzos en China

Pero más allá del acelerado avance que se está viendo en el lado estadounidense, otro frente que se mueve en la carrera espacial es el chino, que también ha decidido darle un impulso al sector privado. De acuerdo con la Agencia Efe, China abrió su sector espacial al capital privado a finales de 2014 y, desde entonces, cientos de empresas han visto la luz. Sin embargo, hasta el momento se ha especializado en el lanzamiento de satélites y de vehículos espaciales en el marco de programas de menor costo.

En el desarrollo de nuevos vehículos recientemente probaron el Gravity 1, que con una altura de 30 metros, un peso de 405 toneladas y un empuje de 600 toneladas, es el lanzador de combustible sólido más potente del mundo. Desarrollado por la empresa privada Orienspace, en enero transportó tres satélites de observación terrestre. Sin embargo, para expertos como el ingeniero Daniel Posada, con el uso de este tipo de combustibles en sus cohetes, que tienen un mayor impacto negativo en el medioambiente, China sigue rezagada en el desarrollo de estas tecnologías.

“La infraestructura y la inversión que han hecho en los últimos años en el sector aeroespacial ha sido altísima. Lentamente están alcanzando y superando a potencias como Rusia. Pero primero también tienen que empezar a experimentar con toda la parte de la reutilización de los vehículos y dominar otros combustibles que no han utilizado antes”, asegura Posada. Entre tanto, el país asiático también está desarrollando los cohetes superpesados Long March 9 y Long March 10 para grandes infraestructuras espaciales y misiones lunares tripuladas, respectivamente.

ALEJANDRA LÓPEZ PLAZAS

REDACCIÓN CIENCIA

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