VentureStar

VentureStar fue un sistema de lanzamiento reutilizable de una sola etapa a órbita propuesto por Lockheed Martin y financiado por el gobierno estadounidense. El objetivo era reemplazar el transbordador espacial mediante el desarrollo de una nave espacial reutilizable capaz de lanzar satélites a órbita a una décima parte del costo. Si bien se requería un lanzador no tripulado, se esperaba que transportara pasajeros como carga. VentureStar habría tenido una envergadura de 20,7 metros (68 pies ) , una longitud de 38,7 metros (127 pies ) y un peso aproximado de 1000 toneladas (2,2 millones de libras).  

VentureStar fue concebido como un vehículo comercial de una sola etapa para alcanzar la órbita , que se lanzaría verticalmente pero regresaría a la Tierra como un avión. Los vuelos se alquilarían a la NASA según fuera necesario. Tras los fallos del vehículo de prueba X-33 , un demostrador tecnológico a escala reducida, la financiación se canceló en 2001.

VentureStar era esencialmente una versión más grande del X-33, pero no llegó a producirse. ^{[ 3 ]} El X-33 tuvo problemas continuos para cumplir con los requisitos de rendimiento del tanque de combustible de hidrógeno de fibra de carbono. ^{[ 3 ]} Hubo varias otras tecnologías que formaron parte del programa, incluido el motor de cohete aerospike lineal . Un aspecto destacable fue el sistema de protección térmica metálica (TPS) desarrollado por BF Goodrich . ^{[ 3 ]}

La ingeniería y el diseño de VentureStar habrían ofrecido numerosas ventajas sobre el transbordador espacial , en particular un ahorro considerable de tiempo y materiales, así como una mayor seguridad. ^{[ 4 ]} Se esperaba que VentureStar lanzara satélites a órbita a un costo de 2000 USD por kilogramo, 1/10 del costo del transbordador espacial de 20 000 USD por kilogramo.

La preparación de VentureStar para el vuelo habría sido radicalmente diferente a la del transbordador espacial. A diferencia del orbitador del transbordador espacial , que debía ser elevado y ensamblado junto con varios otros componentes pesados ​​(un gran tanque externo , además de dos cohetes propulsores sólidos ), VentureStar simplemente se inspeccionaría en un hangar de forma similar a un avión. ^{[ 4 ]}

A diferencia del transbordador espacial, VentureStar no habría dependido de cohetes propulsores sólidos , que debían ser extraídos del océano y reacondicionados después de cada lanzamiento. ^{[ 4 ]} Además, las especificaciones de diseño exigían el uso de motores aerospike lineales que mantienen la eficiencia de empuje a todas las altitudes, mientras que el transbordador dependía de motores de tobera convencionales que alcanzan la máxima eficiencia solo a una altitud determinada. ^{[ 4 ]}

VentureStar habría utilizado un nuevo sistema de protección térmica metálica, más seguro y económico de mantener que el sistema de protección cerámica utilizado en el Transbordador Espacial. El escudo térmico metálico de VentureStar habría eliminado 17 000 horas de mantenimiento entre vuelos, que normalmente se requerían para revisar satisfactoriamente (y reemplazar, si fuera necesario) las miles de baldosas cerámicas resistentes al calor que componían el escudo térmico del Transbordador. ^{[ 4 ]}

Se esperaba que VentureStar fuera más seguro que la mayoría de los cohetes modernos. ^{[ 4 ]} Mientras que la mayoría de los cohetes modernos fallan catastróficamente cuando falla un motor, VentureStar tendría una reserva de empuje en cada motor en caso de emergencia. ^{[ 4 ]} Por ejemplo, si un motor de VentureStar fallara durante el ascenso, otro motor se apagaría para contrarrestar el empuje perdido, y cada uno de los motores restantes en funcionamiento podría aumentar su potencia para continuar la misión de forma segura. ^{[ 4 ]}

A diferencia del transbordador espacial, cuyos cohetes propulsores sólidos producían desechos químicos, principalmente cloruro de hidrógeno , durante el lanzamiento, los gases de escape de VentureStar habrían estado compuestos únicamente de vapor de agua, ya que sus combustibles principales habrían sido solo hidrógeno líquido y oxígeno líquido . ^{[ 4 ]} Esto le habría dado a VentureStar la ventaja de ser ambientalmente limpio. ^{[ 4 ]} El diseño más simple de VentureStar habría excluido los propelentes hipergólicos e incluso la hidráulica , dependiendo en cambio de energía eléctrica para los controles de vuelo, las puertas y el tren de aterrizaje. ^{[ 4 ]}

Debido a su diseño más ligero, VentureStar habría podido aterrizar en casi cualquier aeropuerto importante en caso de emergencia, ^{[ 4 ]} mientras que el transbordador espacial requería pistas mucho más largas que las disponibles en la mayoría de los aeropuertos públicos.

El programa VentureStar fue cancelado en 2001 debido a preocupaciones sobre los costos de desarrollo, junto con problemas técnicos y fallas en el programa X-33 , un programa que estaba destinado a ser una prueba de concepto para algunas de las tecnologías críticas que se iban a implementar en el VentureStar. La falla durante una prueba del complejo tanque de hidrógeno criogénico de estructura compuesta multilobular del X-33 fue una de las razones principales para la cancelación tanto del X-33 como del VentureStar. La falla finalmente se atribuyó al criobombeo, un fenómeno en el que las temperaturas criogénicas del hidrógeno líquido dentro del tanque hicieron que la humedad y el aire entraran en la estructura del tanque y se congelaran, causando daños. Este defecto se previó antes en el diseño, pero no se abordó, porque hacerlo aumentaría la masa del tanque de hidrógeno, lo que se sumaría a la inestabilidad ya problemática del vehículo. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Se hicieron planes para reemplazar el complejo y no probado diseño del tanque compuesto por uno de aleación de Al-Li. Además de hacer que el tanque fuera más fiable y fácil de fabricar, esto también lo haría más ligero, ya que requeriría menos estructuras de soporte. Este plan se detuvo debido a la presión del Congreso para continuar desarrollando tanques compuestos. ^{[ 6 ]} La masa inesperadamente alta de los motores aerospike habría requerido agregar lastre a la parte delantera del vehículo para mantener la estabilidad, además de estabilizadores traseros más grandes, reduciendo aún más su capacidad de carga útil. ^{[ 5 ]} En última instancia, el programa VentureStar dependió demasiado de tecnologías no probadas, lo que resultó en fallas, incertidumbre y un costo demasiado alto para ser viable.

Ejemplos: ^{[ 3 ]}

• TPS metálico
• Motores principales aerodinámicos lineales XRS-2200
• tanques de LOX

Una de las barreras tecnológicas de la época era el tanque de combustible de hidrógeno. ^{[ 3 ]} Un aspecto positivo fue que, varios años después, se lograron los requisitos de rendimiento para dicho tanque de hidrógeno, a medida que la NASA adquirió más experiencia con tanques de combustible criogénicos de fibra de carbono. ^{[ 7 ]}

El 7 de septiembre de 2004, ingenieros de Northrop Grumman y la NASA presentaron un tanque de hidrógeno líquido fabricado con material compuesto de fibra de carbono que había demostrado su capacidad para recargas repetidas y ciclos de lanzamiento simulados. ^{[ 7 ]} El tanque era un cilindro simple, no la forma compleja utilizada para el X-33. Northrop Grumman concluyó que estas pruebas exitosas permitieron el desarrollo y perfeccionamiento de nuevos procesos de fabricación que permitieron a la compañía construir grandes tanques compuestos sin autoclave ; y el diseño y desarrollo de ingeniería de tanques de combustible conformables adecuados para su uso en un vehículo de una sola etapa a órbita. ^{[ 8 ]}

En la novela corta de 2001 y la novela de 2015 Lash-Up de Larry Bond y Chris Carlson, el prototipo VentureStar se convierte en una nave espacial armada llamada Defender para proteger los activos espaciales de EE. UU. de China, que está utilizando un cañón espacial para destruir satélites GPS . ^{[ 9 ] [ 10 ]}

En la novela Red Thunder de John Varley y sus secuelas, uno de los protagonistas principales es un antiguo piloto de VentureStar.

En la serie de televisión Star Trek: Enterprise , un avión espacial VentureStar operativo se incluye en los créditos iniciales como parte de la historia de los vuelos espaciales tripulados. ^{[ 11 ]}

En la serie de televisión Space Island One , una flota de VentureStars reabastece la estación espacial comercial que da título a la serie.

En la película de ciencia ficción Avatar de 2009 , una nave espacial interestelar que transporta a los personajes hacia y desde el sistema Alpha Centauri se llama ISV Venture Star .

• Lockheed Martin X-33
• Skylon (nave espacial)
• Ciencias Orbitales X-34

• Vuelo simulado de VentureStar en YouTube
• Artículo de Popsci - Octubre de 1996. Archivado el 3 de octubre de 2012 en Wayback Machine.
• Revisión de varios reemplazos del transbordador espacial. Archivado el 10 de marzo de 2019 en Wayback Machine.