Así es Electron: el cohete más grande entre los pequeños

Hay un cohete que destaca entre toda la amalgama de mini lanzadores que están surgiendo en estos días, entre tantos sobresale muy por encima de todos el Electron.
Y hoy, lo examinamos en profundidad cara a los nuevos retos que afronta en las próximas semanas.

Crédito: Rocket Lab

Los orígenes de Electron

La empresa productora del Electron se llama Rocket Lab y tiene unos inicios fascinantes. Sus fundadores eran todos amigos con un hobbie en común, la cohetería amateur. Y según sus propias palabras, se les quedó pequeña, por eso en 2006 empezaron a trabajar en cohetes cada vez más grandes y serios fundando la empresa.
En 2009 se convirtieron en la primera empresa del hemisferio sur en atravesar la línea de Karman, la frontera más o menos arbitraria del espacio situada a 100km de altura.
Después de aquello ni siquiera el cielo era el límite para estos emprendedores. En 2013 presentaron el motor Rutherford. Este motor era el primero del mundo en usar una turbobomba, una de las partes más importantes de un motor cohete que impulsa con la presión adecuada el propelente en la cámara de combustión, donde se produce la explosión. Funcionaba con un motor eléctrico y estaba impresa en 3D.. 

En 2014, usando como base 9 de estos motores Rutherford presentaron su primer cohete orbital, el Electron. De 2014 a 2017 estuvieron trabajando muy duro en este lanzador, construyendo la primera plataforma de lanzamiento completamente privada, construyendo todo el segmento de tierra y por fín en 2017 estuvieron listos para su primera misión orbital, “It´s a test” (“es una prueba”).
Esta fue un rotundo éxito hasta que la pérdida de una de las antenas encargadas del seguimiento del lanzamiento falló provocando que el oficial de seguridad tuviera que activar el sistema de autodestrucción del cohete al perder datos de telemetría.
Desde entonces y empezando por la segunda misión han acumulado un total de veinticinco lanzamientos. Veintitrés de los cuales han sido exitosos, acumulando una tasa de éxito del 92%, a la altura de grandes lanzadores estatales. Pero, sobre todo, muy por encima de la competencia del resto de empresas que han ido apareciendo en el sector de los pequeños cohetes.
Es por eso que cuando la NASA se giró hacía la iniciativa privada, que desde hace tiempo la provee de lanzadores para cualquier misión que quieran lanzar, salvo el regreso de humanos a la Luna. Rocket Lab y su Electron fueron los escogidos para lanzar la misión CAPSTONE, de la cual podréis leer en profundidad según se acerque el lanzamiento. Debido a lo importante de esta misión en el regreso de personas a la Luna estaremos cubriendo el lanzamiento en directo de esta crítica misión para la NASA en algún momento ahora mismo por determinar, de mayo.
Esto convertirá al Electron, apoyado por una tercera etapa opcional que ya ha sido empleada con anterioridad, en el lanzador más pequeño que ha llevado a cabo una misión orbitar lunar.

Imagen de una prueba de encendido estático del motor Rutherford

Especificaciones técnicas

El Electron es un cohete pequeño, únicamente mide 18 metros de alto por 1,2 de diámetro. En ese diámetro en la base está dotado de nueve motores Rutherford. Alimentados por queroseno RP-1 y oxigeno liquido cada uno de estos motores proporciona un empuje de 21 kilo newtons al momento del despegue.

Después de gastar el combustible de la primera etapa esta se separa aproximadamente 140 segundos después del lanzamiento cuando el cohete ya está a casi 8000 km/h y 70 kilómetros de altitud.

Después de esta separación de etapas el motor Rutherford adaptado al vació de la segunda etapa se pone en marcha generando un empuje de 25.8 kilo newtons y el siguiente evento interesante y único, de este lanzador en su proceso de alcanzar la órbita terrestre es la liberación de un set de baterías de la segunda etapa una vez agotadas. Es único aunque podría no serlos, no es el único motor que usa una turbo bomba eléctrica, otras compañías de cohetes pequeños usan este ingenio, pero no se han decidido por hacer uso de esta complejidad añadida.

Esta semana además han logrado validar la capacidad de reutilizar las primeras etapas. Sin embargo y al contrario que SpaceX ellos no emplean aterrizaje retro propulsado para recuperar sus etapas, ellos van a confiar en una tecnología infinitamente más sencilla y probada, el paracaídas.

Bueno, eso y un helicóptero que pescará en mitad del océano pacifico al vuelo la etapa y el paracaídas. Ríos de tinta se pueden escribir para explicar por qué SpaceX se ha complicado tanto en su aproximación a la reutilización, pero todo se resume que su etapa es muy grande, mientras que la del Electron es considerablemente más pequeña.

La etapa superior

Uno de los grandes éxitos de esta compañía ha sido diversificarse, ahora son una de las pocas que pueden realizar cada uno de los pasos en la construcción y lanzamiento, desde su planificación hasta su puesta en órbita y operación.

Esto es en parte gracias al bus orbital/etapa superior Photon (Fotón). Esta etapa superior usa un único motor Curie.

Este motor proporciona un empuje de solo 120 Newtons. Es un empuje muy limitado pero que siendo un motor para usar ya en órbita y con las limitadas cargas que transporta el Electron es más que suficiente.

Kick stage Photon vista desde la segunda etapa de un Electron tras la separación de ambas etapas

Pero este motor no sería tan bueno sin dos características que lo convierten en un rara avis entre los motores de etapa superior. La primera es su capacidad de realizar reencendidos ilimitados. Esta característica permite aprovechar de forma más eficiente el motor y la dinámica orbital te permite hacer encendidos más cortos que mejoran el rendimiento general de la etapa.

Otra gran ventaja de este motor sobre otras es el uso de “combustibles verdes”, un problema crítico que ha sufrido la exploración espacial desde sus inicios ha sido la alta toxicidad de los combustibles empleados para satélites, sondas y en algunos casos aún más graves en cohetes.

Generalmente se emplea algún tipo de hidracina como mono propelente pero este combustible es extremadamente tóxico y puede provocar un cáncer o incluso la muerte debido a su inhalación.

En esta imagen vemos a técnicos de Arianespace cargando la toxica hidracina en el telescopio espacial James Webb, como se puede observar la sala está aislada y las únicas personas que entran lo hacen con trajes de protección especial. -ESA

Por eso en Rocket Lab trabajaron en un nuevo combustible menos tóxico y más respetuoso con la naturaleza, por desgracia, debido a que este es un mercado altamente competitivo no se tienen más detalles de cual es este combustible más ecológico.

A este gran diseño de motor se le une que la etapa Photon ha sido diseñada con la idea de ser un satélite en sí mismo, de hecho se comercializa en parte con este fin, compras a Rocket Lab el diseño de misión, la construcción del satélite, indicas que sensores quieres que se equipen al satélite o los proporcionas tú mismo y ellos lo integran de tal forma que sea la carga útil de un satélite lo cual permite ahorrar costes y poner en una órbita más alta.

Un equipamiento que en caso de ser lanzado como un satélite independiente hubiera requerido o bien de un lanzador más grande o bien haber sido inyectado en una órbita inferior a la deseada. Cualquiera de las dos opciones son más costes para el operador de satélites.

Primer plana del motor Curie. -Rocket Lab

Esta etapa es tan capaz que hasta el momento tiene previstas tres misiones fuera de la órbita terrestre, demostrando una vez más que los avances en miniaturización son cada vez más impresionantes.

Una de estas misiones será CAPSTONE donde Photon irá haciendo encendidos progresivos que eleven el apogeo (el punto de mayor altitud de la órbita) hasta que esta finalmente intercepte la Luna.

Ilustración de la misión CAPSTONE. -NASA

La misión ESCAPADE también para la NASA se dirigirá a Marte en 2024, muchos de los detalles de esa misión aún son un misterio pero su nombre ya apunta que será una sonda destinada a analizar el plasma y por tanto el campo magnético de marte

Diseño preliminar de la misión ESCAPADE

Por último, tenemos la misión a Venus. Será costeada por Rocket Lab tratándose de una misión auto destructiva, y es que la única carga útil de la etapa Photon en esta misión será un espectrómetro dedicado a medir las concentraciones de distintos gases en su descenso hacia el infierno que es la superficie del planeta.

Se espera que dure menos de 6 minutos desde el ingreso en la atmósfera venusiana. Aún faltan por aclarar muchos detalles de estas tres misiones que serán revolucionarias cada una por distintos motivos.

Martín Morala Andrés

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