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Sistema de lanzamiento espacial

Septiembre 20, 2021

El SLS (acrónimo de "Space Launch System" o "Sistema de lanzamiento espacial"), es un proyecto de lanzadera de la NASA iniciado en 2010, y en fase de desarrollo, concebido como sucesor del anterior Transbordador STS, cuyo programa finalizó su vida operativa en 2011.

Sistema de lanzamiento espacial

Representación del artista del grupo 1 de SLS Lanzamiento del equipo con Orion en la misión de exploración 1.
Características
Funcionalidad Lanzamiento espacial
Fabricante Boeing, United Launch Alliance, Orbital ATK, Aerojet Rocketdyne
País de origen Estados Unidos
Coste por lanzamiento (2021)
Capacidades
Carga útil a OTB 70.000 a 130.000 kg
Historial de lanzamiento
Estado En desarrollo
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Ilustración artística del futuro SLS.

El programa SLS surge como sustituto del cancelado Proyecto Constelación: un programa de desarrollo de lanzaderas que debía haber sucedido al STS, y que fue cancelado en 2010 por recortes presupuestarios, así como por diversas críticas sobre sus especificaciones.

Según el diseño previsto, el SLS tendrá un diámetro de 8.4 m y superará los 100 m de altura, con una capacidad de carga estimada en 130 000 kg (290 000 libras), para satisfacer el requisito del Congreso, sirviendo tanto para carga como para misiones tripuladas.[1]​

El coste del programa está estimado en 10 000 millones de dólares,[2]​ y se prevé que los primeros lanzamientos de prueba del SLS se realicen en 2021,[3]​ alcanzando el estado operativo en la misma década.

Diseño y desarrollo

 
La ruta de actualización planificada del sistema de lanzamiento espacial

El 14 de septiembre de 2011, la NASA anunció su selección de diseño para el nuevo sistema de lanzamiento, declarando que, en combinación con la nave espacial Orion,[4]​ llevaría a los astronautas de la agencia más lejos en el espacio que nunca antes y proporcionaría la piedra angular para los futuros programas de exploración espacial tripulada.[5]​[6]​[7]​

Se planean tres versiones del vehículo de lanzamiento SLS: Bloque 1, Bloque 1B y Bloque 2. Cada uno utilizará la misma etapa central con cuatro motores principales, pero el Bloque 1B contará con una segunda etapa más potente llamada Etapa Superior de Exploración (EUS). El bloque 2 combinará el EUS con boosters aumentados. El bloque 1 tiene la capacidad de colocar una carga básica de 70 toneladas en la LEO, mientras que el bloque 1B llegará hasta las 105 toneladas. El Bloque 2 propuesto tendrá una capacidad de 130 toneladas (LEO), que es similar a la de Saturno V.[8]​[9]​ Algunas fuentes afirman que esto haría al SLS el más capaz vehículo pesado jamás construido[10]​, aunque el Saturno V elevó aproximadamente 140 toneladas métricas a LEO en la misión Apolo 17.[11]​[12]​

Durante el desarrollo del SLS se consideraron varias configuraciones, incluyendo un bloque 0 con tres motores principales, una variante del bloque 1A que habría mejorado los propulsores del vehículo en vez de su segunda etapa, y un bloque 2 con cinco motores principales y una segunda etapa diferente, la etapa de salida de la Tierra, con hasta tres motores J-2X. En febrero de 2015, se informó de que las evaluaciones de la NASA habían mostrado un "rendimiento superior" en la comparativa entre las configuraciones de Bloque 1 y Bloque 1B.

El 31 de julio de 2013, la SLS aprobó la Revisión Preliminar de Diseño (PDR). La revisión abarcó todos los aspectos del diseño del SLS, no sólo el cohete principal y los auxiliares ("boosters"), sino también el sistema de apoyo en tierra y la logística.[13]​ El 7 de agosto de 2014, el bloque 1 de SLS pasó un hito conocido como Punto de Decisión Clave C y entró en desarrollo a gran escala, con una fecha estimada de lanzamiento de noviembre de 2018.[14]​[15]​

Características

 
Diseño preliminar.

El diseño de este vehículo será similar al del Saturno V, siendo un poco más grande y entre un 10 y un 20% más potente que éste,[1]​ siendo pues un sistema capaz de lanzar misiones más allá de la órbita terrestre.[16]​

Reducción de costes

Con objeto de reducir costes, el nuevo diseño será modular. Esto permitirá por un lado optimizar el gasto de cada lanzamiento, ajustando la configuración del cohete a las necesidades específicas de cada misión. Por otro lado, también permitirá dosificar la inversión en desarrollo, al aplazar el diseño de los módulos de potencia extra para cuando los módulos básicos estén ya finalizados.[3]​ Esta filosofía de desarrollo ocasionará que las capacidades del SLS vayan aumentando progresivamente a lo largo de la década de 2020, para alcanzar su funcionalidad completa en torno a 2032.[17]​

También reutilizará componentes tanto del finalizado programa Shuttle (STS), como del cancelado proyecto Constelación.[3]​ El cohete constará de dos etapas y podría usar combustible líquido en contraposición al sólido que se empleaba hasta la fecha;[1]​[2]​ sin embargo esta característica no es definitiva, pues el diseño de la primera etapa del cohete está supeditado esencialmente al rendimiento de las distintas propuestas que se presenten.[16]​

Para las misiones tripuladas de esta lanzadera está previsto continuar con el diseño en curso de la nave Orión.[16]​

Descripción del vehículo

 
Representación del SLS Bloque 1 con su esquema de pintura en blanco y negro más antiguo, mostrando la etapa de núcleo grande, dos SRB de 5 segmentos y la etapa superior más pequeña.

Etapa central

La Etapa Central del Sistema de Lanzamiento Espacial tendrá un diámetro de 8,4 metros (28 pies) y utilizará cuatro motores RS-25.[18]​ Los vuelos iniciales utilizarán motores RS-25D modificados que queden del programa del transbordador espacial ,[19]​ se espera que los vuelos posteriores cambien a una versión más barata del motor no destinada a ser reutilizada. La estructura de la etapa consistirá en un tanque externo modificado del transbordador espacial con la sección de popa adaptada para aceptar el sistema de propulsión principal (MPS) del cohete y la tapa convertida para recibir una estructura entre etapas.[20]​[21]​ Será fabricado en la planta de montaje de Michoud.[22]​

La etapa central será común en todas las evoluciones actualmente planificadas del SLS. La planificación inicial incluyó estudios de una configuración más pequeña del bloque 0 con tres motores RS-25,[23]​[24]​ que fue eliminado para evitar la necesidad de rediseñar sustancialmente la etapa del núcleo para las variantes de mayor alcance. Del mismo modo, mientras que los primeros planes del bloque 2 incluían cinco motores RS-25 en el núcleo,[25]​ se cambió posteriormente a una configuración con cuatro motores.

Propulsores

 
Representación artística del bloque 1 del SLS
 
Comparación del Saturn V, del transbordador espacial, Ares I, del Ares V, del Ares IV, del SLS Bloque 1 y del SLS Bloque 2

Propulsores derivados de la lanzadera espacial

Los bloques 1 y 1B del SLS usarán dos cohetes de combustible sólido (SRBs) de cinco segmentos, los cuales están basados en los del Transbordador Espacial de cuatro segmentos. Las modificaciones para el SLS incluyeron la adición de un segmento de refuerzo central, una nueva aviónica, y un nuevo aislamiento que elimina el asbesto del SRB de la lanzadera y es 860 kilogramos (1900 libras) más ligero. Los SRB de cinco segmentos proporcionan aproximadamente un 25% más de impulso total que los SRBs del Shuttle y no se recuperarán después del uso.[26]​[27]​

Orbital ATK (antes Alliant Techsystems) ha completado pruebas de ignición estática de duración completa de los SRBs de cinco segmentos. Estos incluyen la activación exitosa de tres motores de desarrollo (DM-1 a DM-3) entre 2009 y 2011. El motor DM-2 fue enfriado hasta una temperatura de 40°F (4°C) en el núcleo, y el DM-3 se calentó por encima de los 90°F (32°C) para validar el rendimiento a temperaturas extremas.[28]​[29]​[30]​ El Motor de Calificación 1 ( en siglas en inglés QM-1) fue probado el 10 de marzo de 2015.[31]​ El Motor de Calificación 2 fue probado con éxito el 28 de junio de 2016. Era la prueba final en tierra antes de la Misión de Exploración 1 (en siglas en inglés EM-1).

Ampliadores avanzados

Para el bloque 2, la NASA planea cambiar los SRB de cinco segmentos derivados del Shuttle por boosters avanzados. Esto ocurrirá después del desarrollo de la etapa superior de exploración para el bloque 1B. Los planes iniciales habrían desarrollado impulsores avanzados antes de una segunda etapa actualizada; esta configuración se llamó inicialmente Bloque 1A. En 2012 la NASA planeaba seleccionar estos nuevos cohetes auxiliares por medio de la llamada "Advanced Booster Competition" (Competición para boosters avanzados), que debía ser celebrada en 2015. Varias empresas propusieron boosters para esta competencia:

  • Aerojet, en asociación con Teledyne Brown, ofreció un propulsor alimentado por tres motores AJ1E6, que sería un nuevo motor de combustión en etapas de oxidación rica en LOX / RP-1. Cada motor AJ1E6 produciría un empuje de 4.900 kN (1.100.000 lbf) utilizando una sola turbobomba para suministrar los propergoles a una cámaras de combustión dual. El 14 de febrero de 2013, la NASA adjudicó a Aerojet un contrato de 23,3 millones de dólares, de 30 meses, para construir un inyector principal y una cámara de empuje de 2.400 kN (550.000 lbf).
  • ATK propuso un SRB avanzado apodado "Dark Knight". Este booster cambiaría de un cuerpo de acero a otro hecha de material compuesto más ligero, usaría un propulsor más energético y reduciría el número de segmentos de cinco a cuatro. Entregaría un empuje máximo de más de 20.000 kN (4.500.000 lbf) y pesaría 790.000 kg (1.750.000 lb) en el momento del encendido. Según ATK, el refuerzo avanzado sería un 40% más barato que el SRB de cinco segmentos derivado del Shuttle. No está claro si el booster permitirá al SLS poner en órbita en la LEO las 130 t requeridas sin la adición de un quinto motor a la etapa del núcleo, pues un análisis 2013 indicó una capacidad máxima de 113 t con el núcleo básico de cuatro motores.
  • Pratt & Whitney Rocketdyne y Dynetics propusieron un cohete de combustible líquido llamado "Pyrios". El booster usaría dos motores F-1B que juntos entregarían un empuje máximo de 16,000 kN (3,600,000 lbf) en total, y serían capaces de acelerar continuamente hasta un mínimo de 12,000 kN (2,600,000 lbf). El F-1B se derivaría del motor F-1, que impulsó la primera etapa del Saturn V. Habría sido más fácil de montar, con menos piezas y un diseño simplificado, al tiempo que proporcionaría una mayor eficiencia y un incremento de empuje de 110 kN (25.000 lbf). Las estimaciones de 2012 indicaron que el booster de Pyrios podría aumentar la carga útil en órbita baja terrestre del bloque 2 a 150 t, 20 t más que la configuración básica.

Christopher Crumbly, gerente de la oficina de desarrollo avanzado de SLS de la NASA en enero de 2013, comentó sobre la competición del booster que "el F-1 tiene grandes ventajas porque es un generador de gas y tiene un ciclo muy simple. El ciclo de combustión en etapas ricas en oxígeno (el motor de Aerojet) tiene grandes ventajas porque tiene un impulso específico superior. Los rusos han estado volando con exceso de oxígeno durante mucho tiempo, cualquiera de los dos puede funcar, los sólidos (de ATK) podrían funcionar".

Un análisis posterior mostró que la configuración del bloque 1A daría como resultado una alta aceleración que sería inadecuada para Orión y podría requerir un rediseño costoso del núcleo del bloque 1. En 2014, la NASA confirmó el desarrollo del Bloque 1B en lugar del Bloque 1A y canceló la competición para los boosters en 2015. En febrero de 2015, se informó que se esperaba que SLS volara con el SRB de cinco segmentos hasta por lo menos finales de 2020 y se evaluaron las modificaciones en la plataforma de lanzamiento 39B, la fosa de llama y la plataforma de lanzamiento móvil del SLS basado en boosters de combustible sólido.

Etapa superior

 
Un motor RL10, como el que se muestra arriba, se utilizará como motor de segunda etapa en las etapas superiores de ICPS y EUS.

Etapa de propulsión criogénica provisional

El bloque 1, programado para volar la Misión de Exploración 1 (EM-1) para noviembre de 2018, usará la Etapa de Propulsión Criogénica Interina (ICPS). Esta etapa será una modificada Delta IV de 5 metros Delta Cryogenic Segunda Etapa (DCSS), y será alimentado por un solo RL10B-2. El bloque 1 será capaz de elevar 70 t en esta configuración, sin embargo el ICPS será considerado parte de la carga útil y se colocará en una trayectoria suborbital inicial de 1.800 km por 93 km para garantizar la eliminación segura de la etapa central. ICPS realizará una quemadura de inserción orbital en el apogeo, y luego una inyección translunar quemar para enviar el Orion desenroscado en una excursión circunlunar.

Exploración Etapa Superior

La Etapa Superior de Exploración (EUS) está programada para debutar en la Misión de Exploración 2 (EM-2). Se espera que sea utilizado por el Bloque 1B y Bloque 2 y, al igual que la etapa central, tiene un diámetro de 8,4 metros. El EUS debe ser alimentado por cuatro motores RL10, completar la fase de ascenso SLS y luego volver a encenderse para enviar su carga útil a destinos más allá de la órbita terrestre baja, similar al papel desempeñado por la 3ª etapa de Saturn V, la J -2 alimentado S-IVB.

Otras etapas superiores

  • La etapa de la salida de la tierra, accionada por los motores J-2X, sería la etapa superior del bloque 2 SLS tenía NASA decidido desarrollar el bloque 1A en vez del bloque 1B y del EUS.
  • En 2013, la NASA y Boeing analizaron el desempeño de varias opciones de segunda etapa. El análisis se basó en una carga de propulsor utilizable de segunda etapa de 105 toneladas métricas, excepto para el Bloque 1 y el ICPS, que transportará 27,1 toneladas métricas. Se estudió la etapa superior del ICPS y las etapas superiores usando cuatro motores RL10 y dos motores MB60 y un motor J-2X. En 2014, la NASA también consideró el uso de la Vinci Europea en lugar de la RL10. El Vinci ofrece el mismo impulso específico, pero con un empuje del 64% mayor, lo que permitiría una reducción de uno o dos de los cuatro motores de segunda etapa para el mismo rendimiento a un costo menor. Las misiones de exploración robótica a la luna de hielo de Júpiter Europa se consideran cada vez más bien adaptadas a las capacidades de elevación del SLB del bloque 1B.
 
Los motores nucleoeléctricos nucleares Bimodal en el vehículo de transferencia de Marte (MTV). Lanzado en frío, sería montado en órbita por una serie de bloque 2 del SLS ascensores de carga útil. La cápsula del tripulante Orion está acoplada a la derecha.
  • Un motor más allá-LEO para el viaje interplanetario de la órbita de tierra a la órbita de Marte, y la parte posterior, se está estudiando a partir de 2013 en el centro del vuelo espacial de Marshall con un foco en los motores nucleares del cohete termal (NTR). En las pruebas históricas de tierra, las NTR demostraron ser al menos dos veces más eficientes que los motores químicos más avanzados, lo que permite un tiempo de transferencia más rápido y una mayor capacidad de carga. La duración más corta de los vuelos, estimada en 3-4 meses con motores NTR, en comparación con 8-9 meses utilizando motores químicos , reduciría la exposición de la tripulación a los rayos cósmicos potencialmente dañinos y difíciles de proteger. Los motores NTR, como el Pewee de Project Rover, fueron seleccionados en la Arquitectura de Referencia de Diseño de Marte (DRA).[32]​[33]​[34]​

Calendario de misiones del SLS

La siguiente lista incluye sólo misiones confirmadas.

Misiones SLS confirmadas (historial de lanzamientos)
Misión Acrónimo Cohete Con tripulación Fecha de lanzamiento Estado Duración Resumen de la Misión Destino Referencia
Artemis 1 EM-1 SLS Bloque 1 Tripulación No aunque fue barajada debido a los continuos retrasos del programa 2021 Confirmada Entre 2 semanas y 1 mes. Envío de la cápsula Orión en un viaje alrededor de la Luna, despliegue de otros 6 CubeSats pequeños.[35]​[36]​ Órbita lunar [14]​[37]​
Europa Clipper EC SLS Bloque 1B Carga No 2022 Planificada Misión de clase Discovery sin tripulación para explorar Europa. Se espera que sea lanzado para 2022. Órbita Joviana [38]​[39]​[40]​
Artemis 2 EM-2 SLS Block 1B Tripulación Si 2023 Planificada 8-21 días La cápsula Orion (tripulación 4) entrega a Órbita lunar el primer módulo de Deep Space Gateway (DSG), el Propulsor Prop / Prop de 40 kW Órbita lunar [40]​[41]​[42]​[43]​[44]​
Artemis 3 EM-3 SLS Bloque 1 Tripulación Si 2025 Planificada 16-26 días La cápsula de Orión se acoplara con un aterrizador privado en orbita para llevar a un hombre y a una mujer a la superficie lunar. Aterrizaje lunar [45]​ http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).

https://www.nasaspaceflight.com/2017/04/nasa-goals-missions-sls-eyes-multi-step-mars/

Misión de Exploración 4 EM-4 SLS Block 1B Tripulación Si 2025 Planificada 26-42 días Orion cápsula (tripulación 4) logística de entrega a la DSG. Órbita lunar http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Misión de Exploración 5 EM-5 SLS Block 1B Tripulación Si 2026 Planificada 26-42 días La cápsula Orion (tripulación 4) entrega a Órbita lunar el módulo de la cámara de aire al DSG. Órbita lunar http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Misión de Exploración 6 EM-6 SLS Block 1B Carga No 2027 Planificada Transporte espacial profundo (DST) al DSG. Órbita lunar http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Misión de Exploración 7 EM-7 SLS Block 1B Tripulación Si 2027 Planificada 191-221 días Cápsula de Orion (tripulación 4) - misión de salida de DST. Órbita lunar http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Misión de Exploración 8 EM-8 SLS Block 1B Carga No 2028 Planificada DST Cargo Logistics y misión de reabastecimiento. Órbita lunar http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Misión de Exploración 9 EM-9 SLS Block 2 Tripulación Si 2029 Planificada 1 año Orion cápsula (tripulación 4) - DST de larga duración shakedown misión. Órbita lunar http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Misión de Exploración 10 EM-10 SLS Block 2 Cargo No 2030 Planificada Logística de carga y misión de reabastecimiento Órbita lunar http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Misión de Exploración 11 EM-11 SLS Block 2 Tripulación Si 2033 Planificada 2 años Vuelo interplanetario Órbita marciana http://www.waaytv.com/space_alabama/how-nasa-plans-to-put-boots-on-mars-using-huntsville/article_6e3453de-13c5-11e7-847e-3fe56b428c09.html (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
Asteroid Redirect Crewed Mission ARCM SLS Block 1B Tripulación Si 2026 Cancelada Enviar una cápsula Orion con cuatro miembros de la tripulación a un asteroide que había sido robóticamente capturado. The Moon and a captured asteroid boulder [46]​[47]​

Véase también

  • Ares V, la lanzadera cancelada en favor de la SLS

Referencias

  1. ↑ «NASA's New Space Launch System Announced - Destination TBD» (en inglés). Consultado el 15 de septiembre de 2011. 
  2. ↑ (en inglés). Archivado desde el original el 8 de febrero de 2012. Consultado el 15 de septiembre de 2011. 
  3. ↑ «NASA Announces Design for New Deep Space Exploration System» (en inglés). Consultado el 15 de septiembre de 2011. 
  4. «NASA Announces Key Decision For Next Deep Space Transportation System». NASA. 24 de mayo de 2011. Consultado el 26 de enero de 2012. 
  5. «NASA Announces Design For New Deep Space Exploration System». NASA. 14 de septiembre de 2011. Consultado el 14 de septiembre de 2011. 
  6. «Press Conference on the Future of NASA Space Program». C-Span. 14 de septiembre de 2011. Consultado el 14 de septiembre de 2011. 
  7. Kenneth Chang (14 de septiembre de 2011). «NASA Unveils New Rocket Design». New York Times. Consultado el 14 de septiembre de 2011. 
  8. «The NASA Authorization Act of 2010». Featured Legislation. Washington DC, United States: United States Senate. 15 de julio de 2010. Consultado el 26 de mayo de 2011. 
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  11. The Congress of the United States. Congressional Budget Office, October 2006, pp. X,1,4,9. "The Apollo Saturn V launch vehicle had a lift capability of 140 metric tons to low Earth orbit."
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Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Sistema de lanzamiento espacial.
  • Space Launch System & Multi-Purpose Crew Vehicle page on NASA.gov
  • "Preliminary Report on Multi-Purpose Crew Vehicle and Space Launch System" (PDF), NASA.
  • SLS Future Frontiers video
  • Video animations of mission to asteroid, moon and mars
  •   Datos: Q64127
  •   Multimedia: Space Launch System

Septiembre 20, 2021
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El SLS acronimo de Space Launch System o Sistema de lanzamiento espacial es un proyecto de lanzadera de la NASA iniciado en 2010 y en fase de desarrollo concebido como sucesor del anterior Transbordador STS cuyo programa finalizo su vida operativa en 2011 Sistema de lanzamiento espacialRepresentacion del artista del grupo 1 de SLS Lanzamiento del equipo con Orion en la mision de exploracion 1 CaracteristicasFuncionalidadLanzamiento espacialFabricanteBoeing United Launch Alliance Orbital ATK Aerojet RocketdynePais de origenEstados UnidosCoste por lanzamiento 2021 CapacidadesCarga util a OTB70 000 a 130 000 kgHistorial de lanzamientoEstadoEn desarrollo editar datos en Wikidata Ilustracion artistica del futuro SLS El programa SLS surge como sustituto del cancelado Proyecto Constelacion un programa de desarrollo de lanzaderas que debia haber sucedido al STS y que fue cancelado en 2010 por recortes presupuestarios asi como por diversas criticas sobre sus especificaciones Segun el diseno previsto el SLS tendra un diametro de 8 4 m y superara los 100 m de altura con una capacidad de carga estimada en 130 000 kg 290 000 libras para satisfacer el requisito del Congreso sirviendo tanto para carga como para misiones tripuladas 1 El coste del programa esta estimado en 10 000 millones de dolares 2 y se preve que los primeros lanzamientos de prueba del SLS se realicen en 2021 3 alcanzando el estado operativo en la misma decada Indice 1 Diseno y desarrollo 2 Caracteristicas 2 1 Reduccion de costes 3 Descripcion del vehiculo 3 1 Etapa central 3 2 Propulsores 3 2 1 Propulsores derivados de la lanzadera espacial 3 2 2 Ampliadores avanzados 3 3 Etapa superior 3 3 1 Etapa de propulsion criogenica provisional 3 3 2 Exploracion Etapa Superior 3 3 3 Otras etapas superiores 4 Calendario de misiones del SLS 5 Vease tambien 6 Referencias 7 Enlaces externosDiseno y desarrollo Editar La ruta de actualizacion planificada del sistema de lanzamiento espacial El 14 de septiembre de 2011 la NASA anuncio su seleccion de diseno para el nuevo sistema de lanzamiento declarando que en combinacion con la nave espacial Orion 4 llevaria a los astronautas de la agencia mas lejos en el espacio que nunca antes y proporcionaria la piedra angular para los futuros programas de exploracion espacial tripulada 5 6 7 Se planean tres versiones del vehiculo de lanzamiento SLS Bloque 1 Bloque 1B y Bloque 2 Cada uno utilizara la misma etapa central con cuatro motores principales pero el Bloque 1B contara con una segunda etapa mas potente llamada Etapa Superior de Exploracion EUS El bloque 2 combinara el EUS con boosters aumentados El bloque 1 tiene la capacidad de colocar una carga basica de 70 toneladas en la LEO mientras que el bloque 1B llegara hasta las 105 toneladas El Bloque 2 propuesto tendra una capacidad de 130 toneladas LEO que es similar a la de Saturno V 8 9 Algunas fuentes afirman que esto haria al SLS el mas capaz vehiculo pesado jamas construido 10 aunque el Saturno V elevo aproximadamente 140 toneladas metricas a LEO en la mision Apolo 17 11 12 Durante el desarrollo del SLS se consideraron varias configuraciones incluyendo un bloque 0 con tres motores principales una variante del bloque 1A que habria mejorado los propulsores del vehiculo en vez de su segunda etapa y un bloque 2 con cinco motores principales y una segunda etapa diferente la etapa de salida de la Tierra con hasta tres motores J 2X En febrero de 2015 se informo de que las evaluaciones de la NASA habian mostrado un rendimiento superior en la comparativa entre las configuraciones de Bloque 1 y Bloque 1B El 31 de julio de 2013 la SLS aprobo la Revision Preliminar de Diseno PDR La revision abarco todos los aspectos del diseno del SLS no solo el cohete principal y los auxiliares boosters sino tambien el sistema de apoyo en tierra y la logistica 13 El 7 de agosto de 2014 el bloque 1 de SLS paso un hito conocido como Punto de Decision Clave C y entro en desarrollo a gran escala con una fecha estimada de lanzamiento de noviembre de 2018 14 15 Caracteristicas Editar Diseno preliminar El diseno de este vehiculo sera similar al del Saturno V siendo un poco mas grande y entre un 10 y un 20 mas potente que este 1 siendo pues un sistema capaz de lanzar misiones mas alla de la orbita terrestre 16 Reduccion de costes Editar Con objeto de reducir costes el nuevo diseno sera modular Esto permitira por un lado optimizar el gasto de cada lanzamiento ajustando la configuracion del cohete a las necesidades especificas de cada mision Por otro lado tambien permitira dosificar la inversion en desarrollo al aplazar el diseno de los modulos de potencia extra para cuando los modulos basicos esten ya finalizados 3 Esta filosofia de desarrollo ocasionara que las capacidades del SLS vayan aumentando progresivamente a lo largo de la decada de 2020 para alcanzar su funcionalidad completa en torno a 2032 17 Tambien reutilizara componentes tanto del finalizado programa Shuttle STS como del cancelado proyecto Constelacion 3 El cohete constara de dos etapas y podria usar combustible liquido en contraposicion al solido que se empleaba hasta la fecha 1 2 sin embargo esta caracteristica no es definitiva pues el diseno de la primera etapa del cohete esta supeditado esencialmente al rendimiento de las distintas propuestas que se presenten 16 Para las misiones tripuladas de esta lanzadera esta previsto continuar con el diseno en curso de la nave Orion 16 Descripcion del vehiculo Editar Representacion del SLS Bloque 1 con su esquema de pintura en blanco y negro mas antiguo mostrando la etapa de nucleo grande dos SRB de 5 segmentos y la etapa superior mas pequena Etapa central Editar La Etapa Central del Sistema de Lanzamiento Espacial tendra un diametro de 8 4 metros 28 pies y utilizara cuatro motores RS 25 18 Los vuelos iniciales utilizaran motores RS 25D modificados que queden del programa del transbordador espacial 19 se espera que los vuelos posteriores cambien a una version mas barata del motor no destinada a ser reutilizada La estructura de la etapa consistira en un tanque externo modificado del transbordador espacial con la seccion de popa adaptada para aceptar el sistema de propulsion principal MPS del cohete y la tapa convertida para recibir una estructura entre etapas 20 21 Sera fabricado en la planta de montaje de Michoud 22 La etapa central sera comun en todas las evoluciones actualmente planificadas del SLS La planificacion inicial incluyo estudios de una configuracion mas pequena del bloque 0 con tres motores RS 25 23 24 que fue eliminado para evitar la necesidad de redisenar sustancialmente la etapa del nucleo para las variantes de mayor alcance Del mismo modo mientras que los primeros planes del bloque 2 incluian cinco motores RS 25 en el nucleo 25 se cambio posteriormente a una configuracion con cuatro motores Propulsores Editar Representacion artistica del bloque 1 del SLS Comparacion del Saturn V del transbordador espacial Ares I del Ares V del Ares IV del SLS Bloque 1 y del SLS Bloque 2 Propulsores derivados de la lanzadera espacial Editar Los bloques 1 y 1B del SLS usaran dos cohetes de combustible solido SRBs de cinco segmentos los cuales estan basados en los del Transbordador Espacial de cuatro segmentos Las modificaciones para el SLS incluyeron la adicion de un segmento de refuerzo central una nueva avionica y un nuevo aislamiento que elimina el asbesto del SRB de la lanzadera y es 860 kilogramos 1900 libras mas ligero Los SRB de cinco segmentos proporcionan aproximadamente un 25 mas de impulso total que los SRBs del Shuttle y no se recuperaran despues del uso 26 27 Orbital ATK antes Alliant Techsystems ha completado pruebas de ignicion estatica de duracion completa de los SRBs de cinco segmentos Estos incluyen la activacion exitosa de tres motores de desarrollo DM 1 a DM 3 entre 2009 y 2011 El motor DM 2 fue enfriado hasta una temperatura de 40 F 4 C en el nucleo y el DM 3 se calento por encima de los 90 F 32 C para validar el rendimiento a temperaturas extremas 28 29 30 El Motor de Calificacion 1 en siglas en ingles QM 1 fue probado el 10 de marzo de 2015 31 El Motor de Calificacion 2 fue probado con exito el 28 de junio de 2016 Era la prueba final en tierra antes de la Mision de Exploracion 1 en siglas en ingles EM 1 Ampliadores avanzados Editar Para el bloque 2 la NASA planea cambiar los SRB de cinco segmentos derivados del Shuttle por boosters avanzados Esto ocurrira despues del desarrollo de la etapa superior de exploracion para el bloque 1B Los planes iniciales habrian desarrollado impulsores avanzados antes de una segunda etapa actualizada esta configuracion se llamo inicialmente Bloque 1A En 2012 la NASA planeaba seleccionar estos nuevos cohetes auxiliares por medio de la llamada Advanced Booster Competition Competicion para boosters avanzados que debia ser celebrada en 2015 Varias empresas propusieron boosters para esta competencia Aerojet en asociacion con Teledyne Brown ofrecio un propulsor alimentado por tres motores AJ1E6 que seria un nuevo motor de combustion en etapas de oxidacion rica en LOX RP 1 Cada motor AJ1E6 produciria un empuje de 4 900 kN 1 100 000 lbf utilizando una sola turbobomba para suministrar los propergoles a una camaras de combustion dual El 14 de febrero de 2013 la NASA adjudico a Aerojet un contrato de 23 3 millones de dolares de 30 meses para construir un inyector principal y una camara de empuje de 2 400 kN 550 000 lbf ATK propuso un SRB avanzado apodado Dark Knight Este booster cambiaria de un cuerpo de acero a otro hecha de material compuesto mas ligero usaria un propulsor mas energetico y reduciria el numero de segmentos de cinco a cuatro Entregaria un empuje maximo de mas de 20 000 kN 4 500 000 lbf y pesaria 790 000 kg 1 750 000 lb en el momento del encendido Segun ATK el refuerzo avanzado seria un 40 mas barato que el SRB de cinco segmentos derivado del Shuttle No esta claro si el booster permitira al SLS poner en orbita en la LEO las 130 t requeridas sin la adicion de un quinto motor a la etapa del nucleo pues un analisis 2013 indico una capacidad maxima de 113 t con el nucleo basico de cuatro motores Pratt amp Whitney Rocketdyne y Dynetics propusieron un cohete de combustible liquido llamado Pyrios El booster usaria dos motores F 1B que juntos entregarian un empuje maximo de 16 000 kN 3 600 000 lbf en total y serian capaces de acelerar continuamente hasta un minimo de 12 000 kN 2 600 000 lbf El F 1B se derivaria del motor F 1 que impulso la primera etapa del Saturn V Habria sido mas facil de montar con menos piezas y un diseno simplificado al tiempo que proporcionaria una mayor eficiencia y un incremento de empuje de 110 kN 25 000 lbf Las estimaciones de 2012 indicaron que el booster de Pyrios podria aumentar la carga util en orbita baja terrestre del bloque 2 a 150 t 20 t mas que la configuracion basica Christopher Crumbly gerente de la oficina de desarrollo avanzado de SLS de la NASA en enero de 2013 comento sobre la competicion del booster que el F 1 tiene grandes ventajas porque es un generador de gas y tiene un ciclo muy simple El ciclo de combustion en etapas ricas en oxigeno el motor de Aerojet tiene grandes ventajas porque tiene un impulso especifico superior Los rusos han estado volando con exceso de oxigeno durante mucho tiempo cualquiera de los dos puede funcar los solidos de ATK podrian funcionar Un analisis posterior mostro que la configuracion del bloque 1A daria como resultado una alta aceleracion que seria inadecuada para Orion y podria requerir un rediseno costoso del nucleo del bloque 1 En 2014 la NASA confirmo el desarrollo del Bloque 1B en lugar del Bloque 1A y cancelo la competicion para los boosters en 2015 En febrero de 2015 se informo que se esperaba que SLS volara con el SRB de cinco segmentos hasta por lo menos finales de 2020 y se evaluaron las modificaciones en la plataforma de lanzamiento 39B la fosa de llama y la plataforma de lanzamiento movil del SLS basado en boosters de combustible solido Etapa superior Editar Un motor RL10 como el que se muestra arriba se utilizara como motor de segunda etapa en las etapas superiores de ICPS y EUS Etapa de propulsion criogenica provisional Editar El bloque 1 programado para volar la Mision de Exploracion 1 EM 1 para noviembre de 2018 usara la Etapa de Propulsion Criogenica Interina ICPS Esta etapa sera una modificada Delta IV de 5 metros Delta Cryogenic Segunda Etapa DCSS y sera alimentado por un solo RL10B 2 El bloque 1 sera capaz de elevar 70 t en esta configuracion sin embargo el ICPS sera considerado parte de la carga util y se colocara en una trayectoria suborbital inicial de 1 800 km por 93 km para garantizar la eliminacion segura de la etapa central ICPS realizara una quemadura de insercion orbital en el apogeo y luego una inyeccion translunar quemar para enviar el Orion desenroscado en una excursion circunlunar Exploracion Etapa Superior Editar La Etapa Superior de Exploracion EUS esta programada para debutar en la Mision de Exploracion 2 EM 2 Se espera que sea utilizado por el Bloque 1B y Bloque 2 y al igual que la etapa central tiene un diametro de 8 4 metros El EUS debe ser alimentado por cuatro motores RL10 completar la fase de ascenso SLS y luego volver a encenderse para enviar su carga util a destinos mas alla de la orbita terrestre baja similar al papel desempenado por la 3ª etapa de Saturn V la J 2 alimentado S IVB Otras etapas superiores Editar La etapa de la salida de la tierra accionada por los motores J 2X seria la etapa superior del bloque 2 SLS tenia NASA decidido desarrollar el bloque 1A en vez del bloque 1B y del EUS En 2013 la NASA y Boeing analizaron el desempeno de varias opciones de segunda etapa El analisis se baso en una carga de propulsor utilizable de segunda etapa de 105 toneladas metricas excepto para el Bloque 1 y el ICPS que transportara 27 1 toneladas metricas Se estudio la etapa superior del ICPS y las etapas superiores usando cuatro motores RL10 y dos motores MB60 y un motor J 2X En 2014 la NASA tambien considero el uso de la Vinci Europea en lugar de la RL10 El Vinci ofrece el mismo impulso especifico pero con un empuje del 64 mayor lo que permitiria una reduccion de uno o dos de los cuatro motores de segunda etapa para el mismo rendimiento a un costo menor Las misiones de exploracion robotica a la luna de hielo de Jupiter Europa se consideran cada vez mas bien adaptadas a las capacidades de elevacion del SLB del bloque 1B Los motores nucleoelectricos nucleares Bimodal en el vehiculo de transferencia de Marte MTV Lanzado en frio seria montado en orbita por una serie de bloque 2 del SLS ascensores de carga util La capsula del tripulante Orion esta acoplada a la derecha Un motor mas alla LEO para el viaje interplanetario de la orbita de tierra a la orbita de Marte y la parte posterior se esta estudiando a partir de 2013 en el centro del vuelo espacial de Marshall con un foco en los motores nucleares del cohete termal NTR En las pruebas historicas de tierra las NTR demostraron ser al menos dos veces mas eficientes que los motores quimicos mas avanzados lo que permite un tiempo de transferencia mas rapido y una mayor capacidad de carga La duracion mas corta de los vuelos estimada en 3 4 meses con motores NTR en comparacion con 8 9 meses utilizando motores quimicos reduciria la exposicion de la tripulacion a los rayos cosmicos potencialmente daninos y dificiles de proteger Los motores NTR como el Pewee de Project Rover fueron seleccionados en la Arquitectura de Referencia de Diseno de Marte DRA 32 33 34 Calendario de misiones del SLS EditarLa siguiente lista incluye solo misiones confirmadas Misiones SLS confirmadas historial de lanzamientos Mision Acronimo Cohete Con tripulacion Fecha de lanzamiento Estado Duracion Resumen de la Mision Destino ReferenciaArtemis 1 EM 1 SLS Bloque 1 Tripulacion No aunque fue barajada debido a los continuos retrasos del programa 2021 Confirmada Entre 2 semanas y 1 mes Envio de la capsula Orion en un viaje alrededor de la Luna despliegue de otros 6 CubeSats pequenos 35 36 orbita lunar 14 37 Europa Clipper EC SLS Bloque 1B Carga No 2022 Planificada Mision de clase Discovery sin tripulacion para explorar Europa Se espera que sea lanzado para 2022 orbita Joviana 38 39 40 Artemis 2 EM 2 SLS Block 1B Tripulacion Si 2023 Planificada 8 21 dias La capsula Orion tripulacion 4 entrega a orbita lunar el primer modulo de Deep Space Gateway DSG el Propulsor Prop Prop de 40 kW orbita lunar 40 41 42 43 44 Artemis 3 EM 3 SLS Bloque 1 Tripulacion Si 2025 Planificada 16 26 dias La capsula de Orion se acoplara con un aterrizador privado en orbita para llevar a un hombre y a una mujer a la superficie lunar Aterrizaje lunar 45 http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima https www nasaspaceflight com 2017 04 nasa goals missions sls eyes multi step mars Mision de Exploracion 4 EM 4 SLS Block 1B Tripulacion Si 2025 Planificada 26 42 dias Orion capsula tripulacion 4 logistica de entrega a la DSG orbita lunar http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Mision de Exploracion 5 EM 5 SLS Block 1B Tripulacion Si 2026 Planificada 26 42 dias La capsula Orion tripulacion 4 entrega a orbita lunar el modulo de la camara de aire al DSG orbita lunar http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Mision de Exploracion 6 EM 6 SLS Block 1B Carga No 2027 Planificada Transporte espacial profundo DST al DSG orbita lunar http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Mision de Exploracion 7 EM 7 SLS Block 1B Tripulacion Si 2027 Planificada 191 221 dias Capsula de Orion tripulacion 4 mision de salida de DST orbita lunar http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Mision de Exploracion 8 EM 8 SLS Block 1B Carga No 2028 Planificada DST Cargo Logistics y mision de reabastecimiento orbita lunar http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Mision de Exploracion 9 EM 9 SLS Block 2 Tripulacion Si 2029 Planificada 1 ano Orion capsula tripulacion 4 DST de larga duracion shakedown mision orbita lunar http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Mision de Exploracion 10 EM 10 SLS Block 2 Cargo No 2030 Planificada Logistica de carga y mision de reabastecimiento orbita lunar http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Mision de Exploracion 11 EM 11 SLS Block 2 Tripulacion Si 2033 Planificada 2 anos Vuelo interplanetario orbita marciana http www waaytv com space alabama how nasa plans to put boots on mars using huntsville article 6e3453de 13c5 11e7 847e 3fe56b428c09 html enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Asteroid Redirect Crewed Mission ARCM SLS Block 1B Tripulacion Si 2026 Cancelada Enviar una capsula Orion con cuatro miembros de la tripulacion a un asteroide que habia sido roboticamente capturado The Moon and a captured asteroid boulder 46 47 Vease tambien EditarAres V la lanzadera cancelada en favor de la SLSReferencias Editar a b c NASA s New Space Launch System Announced Destination TBD en ingles Consultado el 15 de septiembre de 2011 a b Press Conference on the Future of NASA Space Program en ingles Archivado desde el original el 8 de febrero de 2012 Consultado el 15 de septiembre de 2011 a b c NASA Announces Design for New Deep Space Exploration System en ingles Consultado el 15 de septiembre de 2011 NASA Announces Key Decision For Next Deep Space Transportation System NASA 24 de mayo de 2011 Consultado el 26 de enero de 2012 NASA Announces Design For New Deep Space Exploration System NASA 14 de septiembre de 2011 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