Raptor (motor de cohete)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Ir a la navegación Ir a la búsqueda
Raptor
Raptor test firing, 2015-09-25.jpg
Primera prueba de encendido de un motor de desarrollo Raptor el 25 de septiembre de 2016 en McGregor, Texas
País de origen Estados Unidos
Fabricante SpaceX
Propulsor de combustible líquido
Propergol CH4 / LOX
Ciclo Combustión escalonada

Raptor es una familia de motores de cohete desarrollados por SpaceX. Los motores Raptor usan como propulsantes metano líquido densificado y oxígeno líquido (LOX), en lugar de queroseno RP-1 y LOX, utilizados en los motores Merlin 1C y D, antecesores del Raptor. El motor Raptor tiene entre dos y tres veces el empuje del motor Merlin 1D que impulsa el lanzador Falcon 9 actual.

Los primeros diseños consideraban hidrógeno líquido (LH2) como combustible en lugar de metano, a fin de obtener un impulso específico lo más alto posible, aunque luego se descartó en favor del metano.

El motor Raptor está pensado para "la próxima generación de lanzadores de SpaceX, diseñados para la exploración y colonización de Marte".[1]​ Según el CEO y fundador de SpaceX, Elon Musk, este diseño será capaz de lograr la reutilización completa de todas las etapas del lanzador, resultando en "una reducción de dos órdenes de magnitud en el coste de cada misión".

En un principio, se plantearon diversos modelos de motores Raptor para ser utilizados en ambas etapas del lanzador ITS (Sistema de Transporte Interplanetario), tal y como se mostró en septiembre del 2016. Los diseños del vehículo ITS presentados entonces fueron el buque cisterna, para llevar los propulsantes a LEO, y la nave espacial interplanetaria, para pasaje y carga, utilizada también para el descenso y ascenso en Marte. Esta nave sería propulsada por seis motores cohete Raptor optimizados al vacío más tres Raptor para vuelo atmosférico que se usarían para maniobrar. La primera etapa o booster del ITS sería propulsada por 42 Raptors. A diferencia de casi todos los demás lanzadores o naves, en todos los lanzamientos terrestres, los diseños de la nave espacial de larga duración (cisterna o nave espacial) también proporcionarían aceleración en la segunda etapa hasta la velocidad orbital deseada; todo ello provisto por motores Raptor. En 2017, Musk presentó un vehículo de menor tamaño (aunque muy pesado) similar a ITS con el nombre de BFR.

El desarrollo del motor de 2009 a 2015 fue financiado exclusivamente por inversión privada de SpaceX, y no como resultado de financiación pública del gobierno estadounidense. En enero de 2016, SpaceX acordó con la Fuerza Aérea de los EE. UU. obtener 33,6 millones de dólares del Departamento de Defensa para desarrollar un prototipo de una nueva variante de etapa superior del motor Raptor diseñada para su posible uso como etapa superior en Falcon 9 y Falcon Heavy, con SpaceX financiando 67,3 millones de dólares en este mismo proyecto. En agosto de 2016, se envió un motor Raptor de desarrollo a su instalación de pruebas en McGregor, Texas, donde se está sometiendo a ensayos de desarrollo. La primera prueba de encendido en un banco de pruebas en tierra fue en septiembre de 2016.

Aplicaciones[editar]

El lanzador BFR tendrá 31 motores Raptor optimizados a nivel del mar con un total de 48 MN de empuje para la primera versión. La nave espacial y el buque cisterna BFR usarán cuatro motores Raptor optimizados al vacío para propulsión primaria más tres motores Raptor a nivel del mar para controlar el vector de empuje.[2]​ Tras los comentarios de Elon Musk en julio de 2017, la fase de desarrollo del motor Raptor está ya en curso. [3]

Durante la conferencia el 17 de septiembre de 2018 se dió a entender que la segunda etapa del BFR utilizará 7 motores Raptor optimizados al nivel del mar y ningún Raptor optimizado al vacío.[4]

Comparación con otros motores[editar]

Motor Cohetes Empuje

kN (lbf)

Impulso específico

segundos

Relación
peso/empuje
Propulsor Ciclo
Blue Origin BE-4

(en desarrollo)

New Glenn, Vulcan 2.400 (550.000)[5] Plantilla:CH4 / LOX Combustión escalonada, rica en oxidantes
Energomash RD-170/171M Energia, Zenit, Soyuz-5 7.904 (1.777.000)[6] 337.2[6] 79.57[6] RP-1 / LOX Combustión escalonada, rica en oxidantes
Energomash RD-180 Atlas III, Atlas V 4152  (Expresión errónea: falta operando para * )[7] 338[7] 78.44[7]
Energomash RD-191/181 Angara, Antares 2090  (Expresión errónea: falta operando para * )[8] 337.5[8] 89[8]
Energomash RD-275M Proton-M 1832  (Expresión errónea: falta operando para * ) 315.8 174.5 Plantilla:N2O4 / UDMH
Kuznetsov NK-33 N1, Soyuz-2-1v 1638  (Expresión errónea: falta operando para * )[9] 331[9] 136.66[9] RP-1 / LOX Combustión escalonada, rica en oxidantes
Rocketdyne F-1 Saturn V 7740  (Expresión errónea: falta operando para * ) 304[10] 83 RP-1 / LOX Gas generator
Rocketdyne RS-25 Space Shuttle, SLS 2280  (Expresión errónea: falta operando para * ) 453[11] 73[12] Plantilla:LH2 / LOX Staged combustion, fuel-Plantilla:Zwjrich
SpaceX Merlin 1D sea-level Falcon booster stage 914  (Expresión errónea: falta operando para * ) 311[13] 176[14] RP-1 / LOX

(subcooled)

Gas generator
SpaceX Merlin 1D vacuum Falcon upper stage 934  (Expresión errónea: falta operando para * )[15] 348[15] 180[14]
SpaceX Raptor (2019 versión de prueba; en desarrollo) BFR (ambas etapas) 1 687-2 025 Expresión errónea: falta operando para - [16] Plantilla:CH4 / LOX

(subcooled)

Combustión por etapas de flujo completo
SpaceX Raptor sea-level (future) Super Heavy 2452  (Expresión errónea: falta operando para * )[17]
SpaceX Raptor vacio (futuro) Starship 380+[17]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. «SpaceX Could Begin Testing Methane-fueled Engine at Stennis Next Year - SpaceNews.com». SpaceNews.com (en inglés estadounidense). 25 de octubre de 2013. Consultado el 8 de enero de 2018. 
  2. SpaceX (29 de septiembre de 2017), Making Life Multiplanetary, consultado el 8 de enero de 2018 
  3. WordsmithFL (19 de julio de 2017), Elon Musk, ISS R&D Conference, July 19, 2017, consultado el 8 de enero de 2018 
  4. Elon Musk (19 de septiembre de 2018), First Private Passenger on Lunar BFR Mission, consultado el 20 de septiembre de 2018 
  5. Ferster, Warren (17 de septiembre de 2014). «ULA To Invest in Blue Origin Engine as RD-180 Replacement». Space News. Consultado el 19 de septiembre de 2014. 
  6. a b c «RD-171M». NPO Energomash. Consultado el 30 de junio de 2015. 
  7. a b c «RD-180». NPO Energomash. Consultado el 30 de junio de 2015. 
  8. a b c «RD-191». NPO Energomash. Consultado el 7 de abril de 2016. 
  9. a b c «NK-33». Astronautix.com. Consultado el 1 de abril de 2015. 
  10. «F-1». Astronautix.com. Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2013. Consultado el 2 de noviembre de 2013.  Parámetro desconocido |df= ignorado (ayuda)
  11. «SSME». Astronautix.com. Consultado el 2 de noviembre de 2013. 
  12. «Encyclopedia Astronautica: SSME». Consultado el 7 de julio de 2014. 
  13. «Merlin 1C». Astronautix.com. Consultado el 2 de noviembre de 2013. 
  14. a b Mueller, Thomas (8 de junio de 2015). «Is SpaceX's Merlin 1D's thrust-to-weight ratio of 150+ believable?». Consultado el 9 de julio de 2015. 
  15. a b «SpaceX Falcon 9 product page». Consultado el 30 de septiembre de 2016. 
  16. «Design requires at least 170 metric tons of force. Engine reached 172 mT & 257 bar chamber pressure with warm propellant, which means 10% to 20% more with deep cryo.». Consultado el 7 de febrero de 2019. 
  17. a b «Initially making one 200 metric ton thrust engine common across ship & booster to reach the Moon as fast as possible. Subsequent versions will include vacuum-optimized (380+ sec Isp) & thrust optimized (~250 tonne-force).». Consultado el 1 de febrero de 2019.