No ha habido escasez de desarrollos emocionantes en la industria espacial comercial (también conocida como NewSpace) en los últimos años. Estos incluyen la capacidad de recuperar y reutilizar cohetes (en parte o en su totalidad), nuevas configuraciones que reducen la capacidad de gasto y nuevos motores. Pero más allá de hacer que los lanzamientos de cohetes sean más rentables, se han presentado varias ideas de vanguardia para hacer que el espacio sea más accesible. Estos incluyen el concepto de SpinLaunch para un sistema de lanzamiento cinético eléctrico (también conocido como una catapulta espacial) que puede impulsar cargas útiles de hasta 200 kg (440 lbs) al espacio.
El 27 de septiembre de 2022, SpinLaunch anunció los resultados de su décima prueba de vuelo exitosa de su Acelerador de masa suborbital (SMA) en Spaceport America, Nuevo México. Esta vez, SpinLaunch envió cuatro cargas útiles de socios al espacio con su vehículo de prueba de vuelo del acelerador suborbital, que proporcionó datos valiosos sobre el entorno de lanzamiento y el proceso de integración de la carga útil. Esta última prueba exitosa ha colocado a la compañía y su sistema de lanzamiento un paso más cerca de brindar servicios de lanzamiento sostenibles y de bajo costo para satélites y otras cargas útiles pequeñas.
Con sede en Long Beach, California, SpinLaunch fue fundada en 2014 por Jonathan Yaney, un entusiasta de la industria aeroespacial que se describe a sí mismo como un “emprendedor en serie” con una larga historia de cofundador de nuevas empresas. Antes de fundar SpinLaunch, Yaney pasó 15 años estableciendo empresas involucradas en consultoría, TI, construcción y aeroespacial. Para 2014, comenzó a trabajar en una nueva tecnología de lanzamiento que permitiría un medio sostenible y de bajo costo para enviar constelaciones de satélites a la órbita terrestre baja (LEO).
Otro lanzamiento exitoso
El Acelerador de masa suborbital (SMA) de 12 metros (39,37 pies) de la compañía, ubicado en Spaceport America en Nuevo México, funciona con un principio bastante sencillo. El acelerador hace girar cargas útiles de hasta 10.000 g y luego las libera desde su tubo de lanzamiento hacia el espacio. Una vez que el vehículo de lanzamiento alcanza la órbita, su carcasa exterior protectora (similar al carenado de un cohete) se rompe, liberando la segunda etapa. Luego, este vehículo enciende su único motor y transporta las cargas útiles a la órbita deseada, donde se liberan.
Este método elimina la necesidad de quemar propulsores para lograr la velocidad de escape, lo que lo hace mucho más amigable con el medio ambiente ya que no deja un exceso de emisiones de carbono en nuestra atmósfera. Este último vuelo es la décima prueba realizada por la compañía en los once meses desde que el SMA entró en funcionamiento a fines de 2021. Mientras que los vuelos anteriores, que tuvieron lugar en octubre de 2021 y mayo de 2022, consistieron en pruebas de lanzamiento que vieron vehículos de prueba lanzados a mayor y mayores altitudes.
Flight Test 10 fue el primer vuelo que incluyó carga y fue presenciado por más de 150 socios, funcionarios gubernamentales y defensores de la industria espacial comercial. En la prueba, el vehículo de prueba de vuelo (FTV) desplegó con éxito sus seis cargas útiles (que también se recuperaron) y proporcionó datos de vuelo críticos. Además, demostró que los componentes satelitales estándar utilizados por los socios comerciales son inherentemente compatibles con el sistema de lanzamiento SMA. Dijo el fundador y director ejecutivo Yaney en una entrevista reciente con BusinessWire:
“Flight Test 10 representa un punto de inflexión clave para SpinLaunch, ya que hemos abierto el sistema Suborbital Accelerator de forma externa para nuestros clientes, socios estratégicos y grupos de investigación. Los datos y los conocimientos recopilados de las pruebas de vuelo serán invaluables tanto para SpinLaunch, a medida que avanzamos en el desarrollo del sistema Orbital Launch, como para nuestros clientes que buscan que les brindemos acceso sostenible, de bajo costo y alta cadencia a espacio.”
Como parte del proceso de calificación previo al vuelo, SpinLaunch aceleró cargas útiles de hasta 10 000 g utilizando su Acelerador de laboratorio de 12 metros (39,37 pies) en su sede de Long Beach. Después de aprobar la prueba de calificación, las cargas útiles fueron inspeccionadas e integradas en el FTV en preparación para la prueba de vuelo 10 en el SMA en Spaceport America.
Socios de lanzamiento
Las seis cargas útiles transportadas por el FTV incluyeron dos cargas útiles de instrumentación que recopilaron datos sobre el vuelo, más cuatro cargas útiles de socios aportadas por la NASA, Airbus U.S. Space & Defense, Cornell Engineering y Outpost. Cada uno fue responsable de probar sistemas vitales para SMA y FTV y midió la capacidad del sistema para lanzar satélites y otras cargas útiles de manera segura a altitudes suborbitales y más allá. La NASA contribuyó con una Unidad de Adquisición de Datos (DAQ) para su carga útil diseñada para evaluar el método de lanzamiento cinético para futuras oportunidades de lanzamiento comercial.
Esta carga útil se incluyó como parte de un Acuerdo de la Ley Espacial de la NASA firmado por SpinLaunch para desarrollar, integrar y volar un conjunto de sensores al espacio. El DAQ recopiló datos del entorno de lanzamiento utilizando dos acelerómetros, un giroscopio, un magnetómetro y sensores de presión, temperatura y humedad. Airbus U.S. Space & Defense proporcionó su sensor solar satelital, un dispositivo que suelen utilizar las naves espaciales para controlar la actitud y el posicionamiento. Como líder mundial en sistemas satelitales, la carga útil de Airbus estaba destinada a ver si las cargas extremas generadas por el lanzamiento afectarían la señal del sensor.
Para probar esto, un equipo de ingenieros monitoreó la señal de salida del sensor durante la prueba de centrífuga de alta g, la prueba previa al vuelo y la prueba de vuelo 10. Luego compararon la señal de salida durante las tres fases con los datos previos al vuelo y fueron satisfecho con el resultado. Según sus hallazgos, la señal de salida del sensor no se vio afectada durante las fases de prevuelo, vuelo o recuperación. Este éxito fue un paso importante en la certificación de subsistemas (como sensores o laboratorios a bordo) que son más delicados que otros componentes de vuelo para su uso en el sistema de lanzamiento orbital de SpinLaunch.
“Nuestro equipo de ingeniería de Airbus U.S. está entusiasmado de trabajar con SpinLaunch en apoyo de este importante avance de un nuevo concepto de lanzamiento acelerado”, dijo Armen Askijian, CTO de Airbus U.S. “Esperamos continuar la colaboración y el éxito futuro”.
La siguiente carga útil fue aportada por Space Systems Design Studio (SSDS), que forma parte de la Escuela Sibley de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Cornell. El SSDS es responsable de diseñar satélites de próxima generación sustancialmente más pequeños que CubeSats (llamados ChipSats) que proporcionarán mediciones in situ distribuidas de la atmósfera superior de la Tierra y otros planetas. Como parte del Vuelo de prueba 10, SSDS contribuyó con algunos de sus ChipSat, que se lanzaron durante el vuelo para probar el sistema de despliegue de carga útil diseñado por SpinLaunch.
El sistema de despliegue de carga útil es vital para los servicios de SpinLaunch, que probablemente incluirán satélites de todas las formas y formas. Las pruebas futuras con SSDS pueden incluir despliegues de ChipSat a gran altitud para verificar su capacidad para volver a ingresar a la atmósfera y seguir una trayectoria que hará que se quemen. Dijo Hunter Adams, profesor de la escuela de ingeniería eléctrica e informática de Cornell Engineering:
“Las naves espaciales de escala centimétrica serán una herramienta crítica en futuras misiones científicas planetarias. Desplegados en masa desde la órbita, los ChipSats descenderán a través de la atmósfera y hacia la superficie de este planeta y otros, recopilando conjuntos de datos distribuidos espacialmente a medida que caen. Para planificar estas misiones, debemos comprender las trayectorias caóticas que toman los objetos de baja masa y gran superficie desde la parte superior de la atmósfera hasta la superficie del planeta. Al realizar experimentos con el acelerador suborbital de SpinLaunch, podemos recopilar información crítica para planificar futuras misiones científicas planetarias que involucren a ChipSats. Es absolutamente un cambio de juego para la investigación de naves espaciales a escala centimétrica”.
La cuarta carga útil fue aportada por Outpost, una empresa aeroespacial con sede en Los Ángeles que desarrolla satélites reutilizables capaces de regresar a la Tierra. Su carga útil consistió en una computadora a bordo para probar y calificar el sistema de lanzamiento, que validó ambos y demostró que la computadora de vuelo es compatible con el entorno de lanzamiento de SpinLaunch. Esto representa un gran paso hacia una verificación y pruebas más amplias del sistema de lanzamiento cinético, y Outpost y SpinLaunch planean continuar colaborando en este sentido. Dijo Michael Vergalla, cofundador y CTO de Outpost:
“Outpost y SpinLaunch comparten la misma misión de proporcionar a los clientes un lanzamiento rápido y de bajo costo, lo que significa repensar la forma en que accedemos al espacio. Probar nuestro hardware con el acelerador de masas de SpinLaunch nos brinda opciones y proporciona valiosos datos de ingeniería para desarrollar nuestro hardware para que sea compatible con su sistema de lanzamiento y desbloquee la ventaja del lanzamiento de bajo costo y alta cadencia”.
El éxito de esta última prueba ha demostrado de manera efectiva la capacidad de SpinLaunch para lanzar satélites y pequeñas cargas útiles a altitudes suborbitales. También significa que la compañía está en camino de enviar satélites a la órbita y entregar cargas útiles para otras misiones para 2026. También es otro paso en el camino hacia SpinLaunch al realizar su lanzador de próxima generación, el Orbital Mass Accelerator (OMA). Como sugiere el nombre, este sistema será más grande, más poderoso y podrá enviar cargas útiles más pesadas a la órbita terrestre baja (LEO), ampliando en gran medida los tipos de perfiles de misión que la compañía puede proporcionar.
Igualmente interesantes son las implicaciones más amplias que tendrá esta última prueba exitosa para el espacio comercial. El método de lanzamiento cinético es parte de una creciente constelación de servicios que están cambiando la forma en que pensamos acerca de ir al espacio. En términos de cohetes, la mayoría de los proveedores comerciales ofrecen vehículos al menos parcialmente reutilizables, vehículos de etapa única a órbita (SSTO) y vehículos de lanzamiento aéreo. Más allá de los cohetes, las agencias espaciales y los empresarios están ampliando los límites de los globos orbitales, los rieles eléctricos, los conductores de masa y los aviones espaciales.
El efecto neto de estos sistemas de lanzamiento sostenibles y de bajo costo probablemente será tremendo, permitiendo todo, desde megaconstelaciones (que no generan desechos espaciales) hasta la creación de estaciones y hábitats espaciales privados y la comercialización de LEO. ¿Quién sabe? Estos diversos métodos para enviar cargas útiles a la órbita podrían incluso allanar el camino hacia algunos de los métodos más ambiciosos para enviar cargas útiles y personas al espacio, como Slingatrons, Sky Hooks y Space Elevators.
Con información de UniverseToday.com
