SpaceX: Qué es y su historia — cohetes, Starlink y Starship

En 2001, Elon Musk propuso un proyecto para aterrizar un pequeño invernadero para cultivar plantas en Marte. Dijo: "Esto sería lo más lejos que ha viajado la vida" en un intento de recuperar el interés del público por la exploración espacial y aumentar el presupuesto de la NASA. Musk intentó comprar cohetes baratos a Rusia, pero volvió con las manos vacías tras no encontrar cohetes a un precio asequible. Más tarde, Musk se dio cuenta de que podía crear una empresa que construyera los cohetes que necesitaba. Según el primer inversor de Tesla y SpaceX, Steve Jurvetson, Musk calculó que las materias primas para construir un cohete suponían en realidad el 3% del precio de un cohete en aquella época. Mediante el uso de la integración vertical, fabricando alrededor del 85% del hardware de lanzamiento en la propia empresa, y teniendo un enfoque fácilmente cambiable de la ingeniería de software, SpaceX podría reducir el precio de lanzamiento por un factor de diez y todavía disfrutar de un margen bruto del 70%.

A principios de 2002, Musk buscaba trabajadores para su nueva empresa espacial, que pronto se llamaría SpaceX. Musk encontró a un ingeniero de cohetes, Tom Mueller (más tarde director de tecnología de propulsión de SpaceX). Aceptó trabajar para Musk. Así fue como nació SpaceX. La primera sede de SpaceX estaba en un almacén de El Segundo, California. La empresa ha pasado de tener 160 trabajadores en noviembre de 2005 a 1.100 en 2010, 3.800 trabajadores y contratistas en octubre de 2013, casi 5.000 a finales de 2015 y unos 6.000 en abril de 2017. En noviembre de 2017^{[actualización]}, la empresa había crecido hasta casi 7.000. En 2016, Musk pronunció un discurso en el Congreso Internacional de Astronáutica, donde explicó que el gobierno estadounidense utiliza la tecnología de los cohetes como una "tecnología armamentística avanzada", lo que dificulta la contratación de personas no estadounidenses.

Los primeros vehículos

El Falcon 1 fue el primer vehículo de lanzamiento de SpaceX. Se lanzó un total de 5 veces, pero sólo el cuarto y último vuelo tuvieron éxito. El Falcon 1, como su nombre indica, funcionaba con un motor Kestrel y podía llevar un máximo de 670 kilogramos a la órbita.

Otro de los primeros vehículos fue el cancelado Falcon 5, con 5 motores Merlin en su primera etapa y 2 Kestrel en la segunda. Fue cancelado en 2007 cuando se eliminó de la guía de usuarios de la compañía.

Dragón

La nave espacial Dragon es una cápsula de carga diseñada para ser llenada con equipos y suministros para los astronautas en la ISS. La cápsula se coloca en el cohete Falcon 9 (porque la Dragon no tiene cohetes lo suficientemente grandes como para volar al espacio por sí sola) y se pone en órbita. Desde la órbita se separa de los propulsores, entonces la cápsula utiliza sus propios cohetes más pequeños para llegar a la ISS. Entonces la cápsula se llena de equipos antiguos, resultados de experimentos científicos y basura. A continuación, vuelve a entrar en la atmósfera terrestre y se lanza en paracaídas. El primer vuelo de Dragon fue en junio de 2010. El último vuelo fue el 6 de marzo de 2020, y está previsto que Dragon 2 realice todas las misiones futuras.

Cohetes actuales

El Falcon 9 es un cohete reutilizable de dos partes que se lanza utilizando sus nueve motores Merlin en su primera parte y un motor Merlin especial que se hizo para lugares donde no hay aire. Se alimenta de oxígeno líquido y de un combustible fabricado para cohetes llamado RP-1. Puede soportar hasta 22.800 kilogramos (50.300 libras) y también puede soportar el vehículo Dragon de SpaceX. Es el primer cohete capaz de entrar en órbita que puede devolver su primera parte a la tierra.

El Falcon Heavy es otro cohete operativo y reutilizable similar al Falcon 9. Sin embargo, el Falcon Heavy tiene un sistema de tres núcleos para su primera parte en lugar del diseño de un solo núcleo del Falcon 9. Con los tres núcleos, la primera parte del cohete cuenta con 27 motores Merlin. La segunda parte sigue teniendo sólo un motor Merlin (versión de vacío). Actualmente, el Falcon Heavy es el cohete operativo más potente del mundo y el 4º cohete más potente del mundo. Esta potencia añadida permite al cohete ser capaz de poner 63.800 kg (140.660 lb) en la órbita terrestre baja, y 26.700 kg (58.860 lb) en la órbita geosíncrona.

El 6 de febrero de 2018, a las 20:45 UTC, el Falcon Heavy despegó por primera vez en el Centro Espacial Kennedy, Florida, desde la plataforma 39A. En esta misión, "Vuelo de prueba del Falcon Heavy", SpaceX decidió utilizar el coche de Elon Musk (un Tesla Roadster de 2008) como carga útil ficticia. Esta carga útil también incluía, debajo de ella, una placa de los actuales empleados de SpaceX, así como soportes de cámara para transmitir una transmisión en directo del coche en youtube.

Dragón 2

El 29 de mayo de 2014, SpaceX presentó una versión prototipo de Dragon V2, que podía albergar tanto carga como astronautas. Otra característica que presentaba esta versión mejorada de Dragon, para proteger la vida de la tripulación en caso de fallo del Falcon 9, era que estaba equipada con propulsores SuperDraco, que empujarían la cápsula lejos del cohete. Cargo Dragon, una variante de la V2, sustituirá a la versión actual de Dragon que sólo puede llevar carga.

Motores de cohetes

Desde que SpaceX inició su andadura en 2002, la empresa ha creado tres tipos de motores para cohetes: el Merlin y el retirado Kestrel para la propulsión de vehículos de lanzamiento, y los propulsores de control Draco. Actualmente, SpaceX está trabajando en otros dos motores de cohete: SuperDraco y Raptor. Merlin es una familia de motores para cohetes fabricados por SpaceX para utilizarlos en sus cohetes. El motor Merlin fue diseñado originalmente para su recuperación y reutilización en el mar. Kestrel es un motor de cohete alimentado por presión de oxígeno líquido/combustible de cohete y se utilizó como motor principal de la segunda etapa del cohete Falcon 1. Los dos nombres de los motores Merlin y Kestrel proceden de especies de halcones norteamericanos: el cernícalo y el merlín.

Los Draco son motores de cohetes hipergólicos de propulsión líquida que utilizan combustible de monometilhidracina y oxidante de tetróxido de nitrógeno. Cada propulsor Draco crea 400 newtons (90 lbf) de empuje. Se utilizan como propulsores del sistema de control de reacción (RCS) en la nave espacial Dragon. Los motores SuperDraco son una versión mucho más potente de los propulsores Draco, que en un principio iban a utilizarse como aterrizaje y como forma de alejar la cápsula en caso de emergencia en la versión 2 de la nave espacial Dragon, la Dragon 2. El concepto de utilizar estos motores SuperDraco para el aterrizaje se canceló en 2017 cuando se decidió realizar un descenso tradicional con paracaídas y un aterrizaje en el mar.

Raptor es una nueva familia de motores alimentados con metano que se utilizará en sus futuros cohetes Starship. Las versiones de prueba se dispararon a finales de 2016. El 3 de abril de 2019, SpaceX realizó una prueba con éxito en la que el motor se puso en marcha pero el cohete se mantuvo en Texas en su vehículo Starhopper, que encendió el motor mientras el vehículo permanecía sujeto al suelo. El 24 de julio de 2019 SpaceX realizó un exitoso vuelo de prueba de 20 metros de altura de su vehículo de prueba Starhopper. El 28 de agosto de 2019 el prototipo Starhopper de SpaceX realizó un exitoso vuelo de prueba de 150 metros.

Reutilización

La misión secundaria de SpaceX es reutilizar los cohetes, de forma similar a un avión. Comenzó a probar la reutilización con un prototipo llamado Grasshopper en 2012, así como con aterrizajes suaves controlados en el agua durante los lanzamientos del Falcon 9. En 2014, el Grasshopper fue sustituido por el F9R, que era una versión mejorada del Grasshopper que incluía un tren de aterrizaje retráctil y tres motores, en comparación con el motor único del Grasshopper. El Falcon 9 aterrizó en diciembre en una plataforma terrestre, seguido de un aterrizaje en una nave no tripulada al año siguiente. Actualmente,^[when?] SpaceX ha aterrizado con éxito 48 boosters. También se están reutilizando las cápsulas Dragon, así como los farings. La reutilización de partes de los cohetes reduce enormemente los costes.

Internet por satélite

En enero de 2015, el consejero delegado de SpaceX, Elon Musk, anunció el desarrollo de una nueva constelación de satélites para dar servicio de internet al mundo. En junio de 2015, la empresa solicitó al gobierno federal permiso para comenzar las pruebas de un proyecto que pretende construir una red de 4.425 satélites capaces de transportar Internet a todo el planeta, incluidas las regiones remotas que actualmente no tienen acceso a Internet. El servicio de Internet utilizaría 4.425 satélites de comunicaciones reticulados en órbitas de 1.100 km. Se empezó a fabricar en 2015, y los satélites de prueba se lanzaron en la misión PAZ de SpaceX en 2017. La operación inicial de la constelación podría comenzar ya en 2020. SpaceX presentó ante las autoridades reguladoras de EE.UU. planes para poner en marcha una constelación de 7.518 satélites adicionales en órbitas no geosíncronas para proporcionar servicios de comunicaciones" en una llamada "constelación de banda V en órbita terrestre baja (VLEO)", consistiría en "7.518 satélites que seguirían a los 4.425 satélites [anteriormente] propuestos que funcionarían en banda Ka y en banda Ku". En febrero de 2019, SpaceX formó una empresa hermana, SpaceX Services, Inc. para autorizar la creación y el lanzamiento de hasta 1.000.000 de estaciones terrestres de satélites fijos que se comunicarán con su sistema Starlink. En mayo de 2019, SpaceX lanzó el primer lote de 60 satélites a bordo de un Falcon 9 desde Cabo Cañaveral, FL.

Nave estelar y superpesada

SpaceX está creando un cohete de elevación superpesada, Starship. Starship es un cohete con dos partes que puede utilizarse una y otra vez. Está previsto que sustituya a todos los cohetes actuales de la empresa a principios de la década de 2020.

SpaceX imaginó inicialmente un concepto de Sistema de Transporte Interplanetario (ITS) de 12 metros de diámetro en 2016 que sólo estaba previsto para viajes a Marte y otros usos interplanetarios. En 2017, SpaceX diseñó un "Gran Cohete Falcon" más pequeño, de 9 metros de diámetro, para sustituir todas las capacidades de lanzamiento de SpaceX -órbita terrestre, órbita lunar, misiones interplanetarias y, potencialmente, incluso el tránsito terrestre- pero hacerlo en un conjunto de vehículos totalmente reutilizables con una estructura de costes más baja. Gran parte de los componentes de la nave estelar están hechos de acero inoxidable 301. El pasajero privado Yusaku Maezawa ha contratado un vuelo alrededor de la Luna en la Starship en 2023.

La visión a largo plazo de Musk para la empresa es la creación de tecnología y medios adecuados para la colonización humana en Marte. Ha expresado su interés en viajar algún día al planeta, declarando: "Me gustaría morir en Marte, sólo que no en el impacto". Un cohete cada dos años aproximadamente podría servir de base para las personas que lleguen en 2025 tras un lanzamiento en 2024. Según Steve Jurvetson, Musk cree que, como muy tarde en 2035, habrá miles de cohetes que lleven a Marte a un millón de personas, para permitir una colonia humana autosuficiente.

Contratos de la NASA

COTS

En 2006, la NASA dijo que SpaceX había ganado un contrato de la fase 1 de los Servicios de Transporte Orbital Comercial (COTS) de la NASA para mostrar la entrega de carga a la ISS, con una posible opción de contrato para el vuelo de la tripulación. Este contrato, diseñado por la NASA para proporcionar "capital inicial" a través de los Acuerdos de la Ley Espacial para desarrollar nuevas oportunidades espaciales, la NASA pagó a SpaceX 396 millones de dólares para trabajar en la configuración de carga de la nave espacial Dragon, mientras que SpaceX gastó más de 500 millones de dólares para desarrollar el vehículo de lanzamiento Falcon 9. Se ha demostrado que estos Acuerdos de la Ley Espacial han ahorrado a la NASA millones de dólares en costes de desarrollo, haciendo que el desarrollo de los cohetes sea entre 4 y 10 veces más barato que si lo produjera sólo la NASA.

En diciembre de 2010, con el lanzamiento de la misión COTS Demo Flight 1, SpaceX se convirtió en la primera empresa privada en lanzar, orbitar y recuperar con éxito una nave espacial. Dragon se puso en órbita con éxito, dio dos vueltas a la Tierra y luego realizó un encendido controlado para un aterrizaje en el agua en el Océano Pacífico. Con la recuperación segura de Dragon, SpaceX se convirtió en la primera empresa privada en lanzar, poner en órbita y recuperar una nave espacial; antes de esta misión, sólo las agencias gubernamentales habían podido recuperar naves espaciales en órbita.

El Vuelo de Demostración 2 de COTS se lanzó en mayo de 2012, en el que Dragon se conectó con éxito a la ISS, marcando la primera vez que una nave espacial privada había logrado esta hazaña.

Carga comercial

Los Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS) son un grupo de contratos otorgados por la NASA desde 2008 hasta 2016 para la entrega de carga y suministros a la ISS en naves espaciales operadas comercialmente. Los primeros contratos CRS se firmaron en 2008 y otorgaron 1.600 millones de dólares a SpaceX para 12 misiones de envío de carga, cubriendo las entregas hasta 2016. El CRS-1 de SpaceX, la primera de las 12 misiones de reabastecimiento previstas, se lanzó en octubre de 2012, alcanzó la órbita, se conectó a la estación y permaneció en ella durante 20 días, antes de volver a entrar en la atmósfera y chapotear en el océano Pacífico. Las misiones CRS han volado aproximadamente dos veces al año a la ISS desde entonces. En 2015, la NASA amplió los contratos de la fase 1 encargando tres vuelos de reabastecimiento adicionales a SpaceX. Tras nuevas ampliaciones a finales de 2015, SpaceX tiene previsto volar actualmente un total de 20 misiones. En 2014 se solicitó y propuso un segundo grupo de contratos (conocidos como CRS2). Se otorgaron en enero de 2016, para vuelos de transporte de carga a partir de 2019 y se espera que duren hasta 2024.

Tripulación comercial

El programa de Desarrollo de la Tripulación Comercial (CCDev) pretende desarrollar naves espaciales operadas comercialmente que sean capaces de llevar astronautas a la ISS. SpaceX no consiguió un acuerdo de la Ley Espacial en la primera ronda (CCDev 1), pero durante la segunda ronda (CCDev 2), la NASA concedió a SpaceX un contrato por valor de 75 millones de dólares para seguir desarrollando su sistema de escape de lanzamiento, probar una maqueta de alojamiento de la tripulación y seguir avanzando en su diseño de transporte de la tripulación Falcon/Dragon. El programa CCDev se convirtió posteriormente en Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap), y en agosto de 2012, la NASA anunció que SpaceX había recibido 440 millones de dólares para continuar con el desarrollo y las pruebas de su nave espacial Dragon 2.

En septiembre de 2014, la NASA eligió a SpaceX y a Boeing como las dos empresas a las que se financiará el desarrollo de sistemas para transportar a las tripulaciones estadounidenses hacia y desde la ISS. SpaceX ganó 2.600 millones de dólares para completar y certificar la Dragon 2 antes de 2017. Los contratos incluyen al menos una prueba de vuelo con tripulación con al menos un astronauta de la NASA a bordo. Una vez que Crew Dragon logre la certificación de la NASA, el contrato requiere que SpaceX realice al menos dos, y hasta seis, misiones con tripulación a la estación espacial. A principios de 2017, SpaceX recibió de la NASA la adjudicación de cuatro misiones adicionales con tripulación a la ISS para transportar astronautas de ida y vuelta. A principios de 2019, SpaceX llevó a cabo con éxito un vuelo de prueba de la nave Crew Dragon, a la que acopló (en lugar del método de atraque de la Dragon 1, que utiliza el Canadarm 2) y luego chapoteó en el océano Atlántico.

En enero de 2020, SpaceX realizó una prueba de aborto en vuelo, que demostró la capacidad de alejarse de un cohete en caso de problema. Tras la prueba, Elon Musk declaró que un vuelo con astronautas en él podría ser posiblemente de principios de abril a finales de junio.

El primer vuelo con tripulación tuvo lugar el 30 de mayo de 2020. El vuelo lanzó a los astronautas Doug Hurley y Bob Behnken a la ISS.