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¿SpaceX está cambiando la ecuación del cohete? | Espacio

11 junio, 2021

Puedes ser lo suficientemente rico como para comprar un cohete y aún así recibir una sorpresa. A principios de 2002, el cofundador de PayPal, Elon Musk, ya multimillonario a los 30 años, estaba siguiendo un gran plan para reavivar el interés público en enviar humanos a Marte. Un entusiasta del espacio de toda la vida con títulos en física y negocios, Musk quería colocar un pequeño invernadero cargado de semillas y gel nutritivo en la superficie marciana para establecer la vida allí, aunque solo sea temporalmente. El problema no era el módulo de aterrizaje en sí; ya había hablado con contratistas que lo construirían a un costo comparativamente bajo. El problema fue lanzarlo. Musk, que no estaba dispuesto a pagar lo que estaban cobrando las compañías de cohetes estadounidenses, hizo tres viajes a Rusia para intentar comprar un misil Dnepr reacondicionado, pero encontró que cerrar acuerdos en el salvaje oeste del capitalismo ruso era demasiado arriesgado financieramente.

En el vuelo a casa, recuerda, “estaba tratando de entender por qué los cohetes eran tan caros. Obviamente, el costo más bajo por el que puede hacer cualquier cosa es el valor al contado de los componentes del material. Y eso es si tuvieras una varita mágica y pudieras reorganizar los átomos. Así que solo hay una cuestión de cuán eficiente puede ser para hacer que los átomos pasen del estado de la materia prima a la forma de un cohete “. Ese año, reclutando a un puñado de ingenieros espaciales veteranos, Musk formó Space Exploration Technologies, o SpaceX, con dos objetivos asombrosamente ambiciosos: hacer que los vuelos espaciales sean rutinarios y asequibles, y convertir a los humanos en una especie de múltiples planetas.

Nueve años después, SpaceX emplea a 1.500 personas y ocupa una instalación de medio millón de pies cuadrados en Hawthorne, California, que solía producir secciones de fuselaje para Boeing 747. Hoy está lleno de partes de cohetes, incluidas etapas y motores para sus propulsores Falcon 9, que pueden colocar hasta 23,000 libras de carga útil en la órbita terrestre baja. A un lado se encuentra una cápsula Dragón en forma de cono ligeramente carbonizada que hace un año se convirtió en la primera nave espacial comercial en ser lanzada a órbita y recuperada. En algún momento del próximo año, SpaceX planea lanzar el primero de los 12 Dragones a la Estación Espacial Internacional, cada uno transportando seis toneladas de carga, bajo un contrato de reabastecimiento de $ 1.6 mil millones con la NASA. También se reservan más de dos docenas de lanzamientos comerciales. Y para 2015, se espera que la versión piloto de Dragon esté lista para continuar donde lo dejó el transbordador espacial, llevando astronautas hacia y desde el puesto de avanzada en órbita.

Todo muy impresionante. Pero lo que realmente distingue a SpaceX, y lo ha convertido en un imán para la controversia, son sus precios: como se anuncia en el sitio web de la compañía, un lanzamiento de Falcon 9 cuesta un promedio de $ 57 millones, lo que equivale a menos de $ 2,500 por libra en órbita. . Eso es significativamente menos de lo que suelen cobrar otras compañías de lanzamiento de EE. UU., E incluso el fabricante del cohete de bajo costo Long March de China (que EE. UU. Ha prohibido importar) dice que no puede superar los precios de SpaceX. Para 2014, el próximo cohete de la compañía, el Falcon Heavy, tiene como objetivo reducir el costo a $ 1,000 por libra. Y Musk insiste en que eso es solo el comienzo. “Nuestro rendimiento aumentará y nuestros precios disminuirán con el tiempo”, escribe en el sitio web de SpaceX, “como es el caso de cualquier otra tecnología”. Al igual que los chinos, muchos observadores en este país se preguntan cómo SpaceX puede cumplir lo que promete.

Después de casi una década de luchar para llegar a este punto, Musk no está dispuesto a revelar los detalles más finos de cómo él y su empresa privada han creado Falcon and Dragon. Ni siquiera presentan patentes, dice Musk, porque “tratamos de no proporcionar una receta mediante la cual China pueda copiarnos y encontramos que nuestras invenciones regresan directamente a nosotros”. Pero habla libremente sobre el enfoque de SpaceX para el diseño de cohetes, que se deriva de un principio fundamental: la simplicidad permite la confiabilidad y el bajo costo. Piense en los coches, dice Musk. “¿Es un Ferrari más confiable que un Toyota Corolla o un Honda Civic?”

Simplificar algo tan complejo como un cohete no es tarea fácil. E históricamente, la mayoría de los fabricantes de cohetes han priorizado el rendimiento, no el costo. Los motores principales del transbordador espacial eran los cohetes de mayor rendimiento jamás volados, pero ayudaron a hacer del transbordador lo que Musk llama “un Ferrari para el norteth power ”que requirió miles de horas de trabajo para reacondicionarse entre vuelos. Los cohetes Atlas y Delta comprados bajo el programa de vehículos de lanzamiento fungibles evolucionados del gobierno sirven a los clientes de la NASA y del Departamento de Defensa cuya principal preocupación es la confiabilidad. “Lo que hace el programa EELV es lanzar satélites de reconocimiento nacional que cuestan miles de millones de dólares cada uno”, explica el ex administrador asociado de la NASA Alan Stern. “[Defense department customers] no me importa ya sea [the launch cost] es de $ 100 millones o $ 300 millones; está en el ruido. Lo que quieren es una garantía de que va a funcionar “. Y, dice Stern, los antecedentes de Atlas y Delta son casi perfectos. “Ellos son espectacular…. Dicho esto, son muy caros “.

United Launch Alliance, el consorcio de Boeing y Lockheed Martin que produce tanto el Delta como el Atlas, no hace públicos sus precios. Pero los documentos presupuestarios muestran que en 2010 el programa EELV recibió $ 1,14 mil millones por tres cohetes, un promedio de $ 380 millones por lanzamiento. Y se espera que los precios aumenten significativamente en los próximos años, según funcionarios del departamento de defensa. ¿Por qué? Musk dice que gran parte de la respuesta está en el sistema de contratación tradicional de “costo más” del gobierno, que garantiza que los fabricantes obtengan ganancias incluso si superan los precios anunciados. “Si estuviera sentado en una reunión ejecutiva en Boeing y Lockheed y se le ocurriera una idea brillante para reducir el costo de Atlas o Delta, sería despedido”, dice. “Porque tienes que informar a tus accionistas por qué ganaste menos dinero. Entonces, su incentivo es maximizar el costo de un vehículo, hasta el umbral de cancelación “.

Eso es un poco exagerado, dice Stern. Sí, los cohetes son caros en gran parte “porque el sistema lo permite”. Pero en la economía actual, los clientes militares de ULA están pidiendo que bajen los precios. “Sé que tienen un incentivo para reducir su costo”, dice Stern, “pero está en el margen”. En otras palabras, los esfuerzos de ULA para ahorrar costos están limitados por los altos gastos generales asociados con las formas tradicionales de construir y lanzar cohetes.

Musk dice que los gastos generales comienzan con cómo está diseñado el vehículo de lanzamiento. El caballo de batalla Atlas V, por ejemplo, utilizado para todo, desde sondas planetarias hasta satélites espías, emplea hasta tres tipos de cohetes, cada uno adaptado a una fase específica de vuelo. Los motores de primera etapa RD-180 de fabricación rusa queman una forma altamente refinada de queroseno llamada RP1. Los propulsores opcionales de combustible sólido con correa pueden proporcionar un empuje adicional en el despegue, y una etapa superior de hidrógeno líquido se hace cargo en la fase final del vuelo. El uso de tres tipos de cohetes en el mismo vehículo puede optimizar su rendimiento, pero a un precio: “Para una aproximación de primer orden, acaba de triplicar sus costos de fábrica y todos sus costos operativos”, dice Musk.

En cambio, desde el principio, SpaceX diseñó sus cohetes Falcon teniendo en cuenta los elementos comunes. Ambas etapas del Falcon 9 funcionan con RP1 y oxígeno líquido, por lo que solo se requiere un tipo de motor. Ambos tienen el mismo diámetro y están construidos con la misma aleación de aluminio y litio, lo que reduce la cantidad de herramientas y el número de procesos y da como resultado lo que Musk llama “enormes ahorros de costos”.