Cinco empresas europeas y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) se han unido para abordar la deficiencia de conocimientos técnicos en cohetes reutilizables en Europa, que comienzan en posición vertical y aterrizan en posición vertical después de una misión exitosa. Para eso, comúnmente decidieron investigar y desarrollar tecnologías clave para aterrizar cohetes al revés. Lo que es vanguardista en los EEUU está en sus inicios en Europa, y el consorcio está decidido a aceptar el desafío y convertirse en jugadores importantes en este reto de avance tecnológico.

Durante los tres años de vida del proyecto, el consorcio investigará las áreas de aerodinámica, aerotermodinámica (es decir, las temperaturas que evolucionan en la superficie del vehículo durante el vuelo), dinámica de vuelo, guía, navegación y control, y piezas estructurales avanzadas, materiales y mecanismos.

La industria y la investigación europeas unen fuerzas para desarrollar las tecnologías clave de cohetes reutilizables de aterrizaje vertical.

Para ello, se investigarán dos tipos de lanzadores que despegan y aterrizan en posición vertical. Uno de ellos tendrá dos etapas y será similar a los lanzadores cconvencionales como el Falcon 9 o el lanzador Ariane 5. Para este lanzador, solo se volverá a aterrizar la primera etapa. El segundo lanzador tiene solo una etapa. Estará diseñado para el uso de cargas útiles más pequeñas y al regresar se frenará no solo con retropropulsión sino también con la ayuda de una gran base de superficie aerodinámica en la parte inferior.

Estos cohetes no se lanzarán realmente; sin embargo, se utilizarán como configuraciones de referencia para las investigaciones de las diferentes tecnologías del proyecto. Los experimentos aerodinámicos del túnel de viento, las simulaciones numéricas y las pruebas en tierra de varios componentes servirán para verificar los resultados del proyecto.

“En Estados Unidos se practica la retropropulsión. Sin embargo, los fenómenos y la física detrás de las tecnologías no se comprenden completamente. Con datos de alta calidad de experimentos en túneles de viento y demostradores terrestres combinados con simulaciones numéricas, podremos comprender los detalles y dar un gran salto hacia la aplicabilidad de la reutilización en Europa”, afirma el profesor Ali Gülhan, coordinador de proyectos del DLR. “El know-how para una aplicación rápida de la reutilización en lanzadores europeos solo puede provenir de un fuerte esfuerzo común de investigación e industria”, añade.

El objetivo del proyecto es elevar el nivel de madurez o TRL, por sus siglas en inglés, (una medida de 1 a 9 de qué tan lejos está una tecnología de la preparación para el mercado) hasta 5 para la mayoría de las tecnologías investigadas en el proyecto y hasta 3 para el sistema de guiado, navegación y control. Esto significa que las tecnologías se demostrarán en un entorno representativo y se pueden probar en prototipos en el siguiente paso. Los socios luchan por conceptos de vehículos de lanzamiento reutilizables que combinen mejor todas las tecnologías investigadas en un solo diseño, en vista de una demostración en órbita en proyectos futuros.

El proyecto comenzó en marzo de este año; el progreso del proyecto se puede seguir en: www.retalt.eu

RETALT (RETro propulsion Assisted Landing Technologies) es un proyecto que recibió una financiación de 3 Mio. € de la Comisión de la UE en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 en virtud del acuerdo de subvención no 821890.

Los socios del proyecto son: DLR (Alemania), CFS Engineering (Suiza), Elecnor Deimos (España), MT Aerospace (Alemania), Almatech (Suiza) y Amorim Cork Composites (Portugal).

El DLR es responsable de la coordinación del proyecto, el diseño de las configuraciones de referencia y la evaluación de la aerodinámica y el comportamiento aerotermodinámico mediante pruebas en túnel de viento y simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD). Asimismo, CFS Engineering está realizando simulaciones CFD y, además, es responsable de la difusión y explotación de los resultados del proyecto. La responsabilidad de Elecnor Deimos es la dinámica de vuelo y el desarrollo de un concepto de Guiado, Navegación y Control para las configuraciones de referencia. MT Aerospace está desarrollando componentes estructurales como las patas de aterrizaje y las superficies de control aerodinámico y fabricará demostradores a escala de las estructuras. Almatech está diseñando mecanismos para las partes estructurales y es responsable de la concepción de un sistema Thrust Vector Control (TVC). Amorim Cork Composites está diseñando el sistema de protección térmica (TPS) para piezas estructurales críticas, especialmente el área de la base de los lanzadores que se probarán en pruebas de túnel de viento de pluma caliente en el DLR.

Conceptual sketch of the RETALT1 spacecraft. Configurations from left to right-launch, stage separation, first stage descent, first stage landing.

Esquema conceptual del vehículo espacial RETALT1. Configuraciones de lanzamiento de izquierda a derecha: lanzamiento, separación de etapas, descenso de la primera etapa, aterrizaje de la primera etapa.

Conceptual sketch of the RETALT2 spacecraft. Configurations from left to right- launch, descent and landing.

Esquema conceptual del vehículo espacial RETALT2. Configuraciones de izquierda a derecha: lanzamiento, descenso y aterrizaje.