HEURÍSTICA DE LA DESTRUCCIÓN EN LA PRUEBA DE VUELO DEL STARSHIP

Connecticut (EEUU), 21 de abril de 2023

Autor: Dr. Ing. Cesar A Rodriguez A

El jueves 20 de abril de 2023 se realizó la prueba de vuelo del Starship sin personas, Nave espacial de SpaceX y Cohete Super Heavy, el cual es un sistema de transporte totalmente reutilizable. Posee 120 m de altura por 9 m de diámetro con un peso de 5.000 toneladas para transportar la carga útil de 100 a 150 toneladas, que podría llevar a una tripulación de 100 personas de la Tierra a la Luna, Marte y más allá.

Starship

A continuación se muestra el video del lanzamiento exitoso del Starship y su recorrido hasta sus primeros 14 km de altura a más de 1.100 km/h. Sin embargo, la prueba continuó mucho más allá.

Video del lanzamiento del Starship

Sin embargo, les tocó activar la autodestrucción de la prueba de vuelo porque tuvo muchos fallos, de los que se aprecian: El socavón generado por el despegue del cohete, al no tener un Foso deflector de llama; el mal funcionamiento de los Motores, no ignición de tres de los motores al despegue y otros tres durante el ascenso; la destrucción del sistema hidráulico, que permite el balanceo de los motores, y la incorrecta separación de la nave espacial y el cohete.

1. Socavón generado por el despegue del cohete

El socavón generado por el despegue del cohete generó grandes desprendimientos de la estructura, el concreto y del suelo, los cuales se dispersaron por todos lados realizando daños en la plataforma, el cohete, la nave y los alrededores.

Daños en la plataforma

El daño que se generó en la plataforma podría solucionarse al crear un foso deflector de llama, el cual permitiría la liberación de esa energía atrapada. Se recomienda el uso de concretos de ultra alto desempeño, activados alcalinamente, fibrorreforzados, etc., que dependerán del nuevo diseño.

Foso deflector de llama

La estructura creada no consideró el foso deflector de llama, esto puede deberse al tipo de suelo de emplazamiento de la estructura.

2. Mal funcionamiento de los Motores

Al iniciar su vuelo se apreció que el cohete se fue un poco hacia un lado y esto pudo haber sido por su gran peso (5.000 Ton), no soportado por la no ignición de tres de sus motores que no funcionaron al inicio (uno del centro y dos de los laterales) y otros tres que se apagaron al segundo 40, 62 y 101. Al parecer, un sensor no reportó uno.

Motores del Starship

A pesar del no funcionamiento de varios de sus motores el Starship continuaba su trayectoria sin que el aparente daño le afectara su estructura ni su recorrido, tal como se observa en la figura. El desempeño no se vio fuertemente afectado, hasta el momento, tal vez porque al quemar combustible pesa menos y a que la densidad del aire es menor en la medida que sube, por lo que ofrece menor resistencia. Aunque, se esperaba llegar al punto máximo de cese aerodinámico a los 55 segundos, se logró a los 78 segundos, 23 segundos después.

Starship sin afectación de sus trayectoria

3. Destrucción del sistema hidráulico del balanceo de los motores

A los 33 segundos con 1 km de altura y a 300 km/h se aprecia la destrucción de una de las dos unidades de potencia hidráulica que suministra energía para controlar el movimiento Gimbal del cohete para compensar el desvío del cohete. Dicho control se perdió totalmente al destruirse la segunda unidad de potencia hidráulica al 1:05 minutos de vuelo a 6 km de altura y a 700 km/h.

Sistema hidráulico del balanceo de los motores

4. Incorrecta separación de la nave espacial y el cohete

Para no tener que añadir un sistema de separación de las etapas que incorporara más complejidad y peso al cohete, se empleó el principio de conservación del momento en la separación de las etapas, es decir, que mientras que la Nave espacial tiene sus motores llenos de combustible, por ende tiene todo su peso y mantiene mayor energía cinética; el Cohete Super Heavy, está prácticamente vacío, por lo que al apagar los motores solamente se retiran los anclajes para que se separen las etapas. Lo que hace pensar que en la trayectoria hubo deformación en la unión que impidió dicho proceso.

La incorrecta separación del Starship

Finalmente, a los 30 km de altura y casi 2.200 km/h se activó la autodestrucción del Starship a los cuatro (4) minutos de vuelo. Los aplausos que se dieron, en este momento, fueron porque era una prueba de vuelo que pudo obtener suficientes datos para mejorar su desempeño, el cual no se vio afectado al punto máximo de cese aerodinámico, momento en el cual se realiza la separación de las etapas, a pesar de estar retardado en 23 segundos, pero totalmente funcional.

Aunque el cohete perdió el sistema hidráulico, que controla el movimiento Gimbal para compensar su balanceo, su irregular trayectoria por casi 2.5 minutos, después del minuto 1.5, demostró que estructuralmente el cohete es supremamente robusto. Es de anotar, que cualquier cohete se hubiera destruido al desviar el ángulo de ataque en lo mínimo.

Autor: Dr. Ing. Cesar A Rodriguez A