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Después de dos comunicados de prensa de la Administración Federal de Aviación (FAA) y SpaceX, el jefe de este último, Elon Musk, ha compartido la lista completa de 63 cambios que la empresa necesitaba realizar como parte de su proceso de mitigación de percances en el vuelo de prueba de Starship. . El propulsor Starship Super Heavy de SpaceX con la nave espacial de la etapa superior colocada en la parte superior despegó en abril a principios de este año, y seis meses después de la prueba de vuelo, SpaceX parece estar listo para darle otra oportunidad al intento de prueba orbital.
Llevar Starship a órbita en el primer intento es complicado ya que SpaceX solo ha realizado una prueba de combate del propulsor Super Heavy, el componente más complejo del sistema de cohetes Starship. Las etapas iniciales del programa de prueba Starship se centraron en volar la nave espacial de segunda etapa debido a la estrecha relación de SpaceX con la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). La NASA ha adjudicado a SpaceX un contrato multimillonario para llevar astronautas a la Luna, una oportunidad única para cualquier empresa del mundo.
El motor Raptor de SpaceX sigue siendo el más difícil de resolver antes del segundo vuelo de prueba de la nave espacial
El propulsor Super Heavy necesario para transportar combustible a un depósito de propulsor orbital es crucial para la arquitectura de Starship. Este depósito alimentará las naves espaciales que emprenderán futuras misiones, ya sea a la Luna o a Marte. Afortunadamente para SpaceX, la empresa ha completado 57 de los 63 elementos requeridos por la FAA para el próximo vuelo. Según Musk, seis elementos no forman parte del segundo vuelo de prueba, pero la FAA, al parecer, está decidida a garantizar que el cohete en desarrollo más grande del mundo sea seguro tanto para el medio ambiente como para los humanos, ya que el vuelo de prueba anterior sorprendió a muchos. debido a la magnitud del impacto que creó en el lugar de lanzamiento.
Una de las principales razones detrás de los múltiples obstáculos que ha presentado el cohete a SpaceX es el motor del cohete Raptor. A diferencia del motor Merlin del cohete Falcon 9, que es un diseño de generador de gas de ciclo abierto, el Raptor es un motor de cohete de flujo completo, combustión por etapas y alimentado con metano. Esto lo hace significativamente más potente que el Merlin y ofrece mejoras de eficiencia ya que todos los gases que fluyen a través de él se redirigen a la cámara de combustión.
El costo de esta eficiencia es un motor más engañoso y más propenso a sufrir fugas. A juzgar por los últimos detalles compartidos por Musk, los elementos relacionados con la fuga son los únicos que quedan fuera de la lista de 63 elementos procesables que SpaceX tiene que arreglar después del primer vuelo de prueba de Starship.
¡Felicitaciones a SpaceX por completar y documentar los 57 elementos requeridos por la FAA para el vuelo 2 de Starship!
Cabe señalar que 6 de los 63 ítems se refieren a vuelos posteriores. pic.twitter.com/YlPg3ywCZE
– Elon Musk (@elonmusk) 10 de septiembre de 2023
Algunos de los primeros motores de SpaceX, construidos durante los primeros días del programa Falcon, utilizaban presión de cámara ablativa, ya que los motores eran más fáciles de diseñar y construir. Sin embargo, la necesidad de hacer que los motores sean más reutilizables hizo que la firma cambiara este diseño ya que estas cámaras eventualmente deben ser reemplazadas. Ahora, la cámara de combustión se enfría gracias al propulsor súper frío que fluye alrededor del sistema, y el Raptor redirige estos gases nuevamente al interior de la cámara para mejorar el rendimiento del motor.
Otro beneficio clave del sistema Raptor es su elección de combustible. El Merlin utiliza queroseno como combustible, lo que genera hollín. El Raptor, sin embargo, utiliza metano, que se quema limpiamente para mejorar el mantenimiento del motor.
De los seis elementos que permanecen sin marcar en la lista que compartió Musk, cinco están directamente relacionados con el motor o sus componentes. Los seis elementos incluyen diseños de sellos de encendedor, válvulas y sellos de oxígeno, colector de gas caliente y aviónica. El colector de gas fue una de las primeras cosas de las que habló Musk después del vuelo de prueba de abril, y explicó que:
Los motores del último cohete eran una especie de mezcolanza, y esos motores fueron construidos y probados durante un período de un año. . Entonces tenemos lo que se llama un colector de gas caliente. Toma el gas rico en combustible del cabezal de potencia del sitio de combustible y lo transfiere a la cámara principal. O lo transfiere a un área encima de la cámara principal donde luego lo mezcla con gas rico en buey y va a la cámara principal y se quema. Hemos realizado una serie de mejoras en ese colector de gas caliente, que posiblemente sea la parte más riesgosa del motor. También es algo que está sujeto a fugas de gas caliente, que es una especie de gas caliente rico en metano que se escapa a través de los orificios de los pernos del colector de combustible. Entonces eso es algo que se calienta mucho, y si se calienta mucho, puede abrirse. Por lo tanto, un diseño mejorado del colector de gas caliente, así como un par de torsión más alto en los pernos del colector de gas caliente para minimizar la posibilidad de fugas de combustible de gas caliente a alta presión. Esa es una de las mayores mejoras.
Realmente hay una enorme cantidad de cambios entre el último vuelo de Starship y este. Más de mil. Así que creo que la probabilidad de que este próximo vuelo funcione, ya sabes, de llegar a la órbita, es mucho mayor que la del último. Ya sabes, tal vez sea como el sesenta por ciento, depende de qué tan bien lo hagamos en la separación de etapas.
Los sellos de gas fueron una de las cosas más importantes que SpaceX actualizó en el Merlin 1D con respecto a la versión anterior, ya que eran propensos a sufrir fugas. Esta fuga es uno de los mayores riesgos en cualquier cohete, especialmente en aquellos que utilizan múltiples motores.
Las mejoras realizadas a los motores Raptor para el próximo vuelo de Starship incluyen agregar más sensores de metano en el compartimiento del motor, diseñar componentes para «capturar» cualquier fuga si pudiera ocurrir, agregar más sensores para la temperatura de la bomba y mejorar el sistema de cardán. A juzgar por los requisitos, otra razón por la que la prueba de abril falló fue porque el sistema de cardán del sistema de motor del cohete 33 no funcionó como se esperaba, ya que SpaceX ahora tiene que lubricar todo el conjunto del cardán.
Por supuesto, las 63 líneas de pedido requieren la adición de numerosos elementos adicionales. Por ejemplo, para algunas actualizaciones que podrían ser parte de vuelos futuros, SpaceX tiene que reemplazar colectores, bridas y válvulas. Estas mejoras ya se han realizado y la empresa ha agregado más de 90 cámaras para monitorear cualquier fuga en el cohete que mide casi cuatrocientos pies de altura.
En particular, la gestión de estas fugas y los incendios resultantes que causan es una característica clave del informe de mitigación de vuelos de prueba de Starship de abril. SpaceX rediseñó el sistema de extinción de incendios para los próximos vuelos y aumentó su potencia 15 veces. Los incendios en el compartimento del motor son una característica habitual de los primeros vuelos de prueba de Starship, en los que voló la nave espacial de la etapa superior.