Merlin y Raptor: los motores de cohete reutilizables que han llevado a SpaceX a ser referente espacial
Enrique Pérez
Editor especializado en tecnología de consumo y sociedad de la información. Estudié física, pero desde hace más de diez años me dedico a escribir sobre tecnología, imagen y sonido, economía digital, legislación y protección de datos. Interesado en aquellos proyectos que buscan mejorar la sociedad y democratizar el acceso a la tecnología.LinkedIn
El tamaño importa. Pero en el lanzamiento de cohetes reutilizables,contar con motores más pequeños es parte del éxito. Esta ha sido la estrategia de Elon Musk y SpaceX, desde los ya veteranos motores Merlin hasta los nuevos motores Raptor, previstos para utilizarse en laStarship Super Heavy, la nave que tiene como objetivo alcanzar Marte.
El primer test del Merlin 1A fue en 2006. Un motor fabricado con polímeros reforzados con fibra de carbono que en su primera pruebafalló estrepitosamente. Un año después fue utilizado en el Falcon 1, dando inicio al primer lanzamiento privado de vehículos con combustible líquido en entrar en órbita alrededor de la Tierra. Desde entonces, estos motores Merlin han acompañado a SpaceX en su conquista del espacio.
Elon Musk cree que el lanzamiento de cohetes moderno se basa enutilizar al mismo tiempo un gran número de motores, controlados al mismo tiempo, que permiten variar el empuje en tiempo real y con una ventaja clave: la fiabilidad. Porque si falla uno de los motores, todavía queda el resto.
Del fallido ‘Merlin 1A’ a los nueve ‘Merlin 1D Vacío’ del Falcon 9
Los motores Merlin estándiseñados para su recuperación y rescate en el mar. SpaceX diseñó estos motores reutilizables para usarlos en los Falcon 1, Falcon 9 y Falcon Heavy.
Las primeras versiones de los motores Merlin no pueden decirse que tuvieran éxito. El Merlin 1A fue utilizado únicamente una vez en el Falcon 1. Mientras que el Merlin 1B, una versión mejorada con una turbina de 1.860 kW iba a ser utilizado en el Falcon 9 Heavy pero se desechó su uso en favor del Merlin 1C.
A finales de 2007, SpaceX prosiguió su evolución de los motores con la versión Merlin 1C. En esa etapa contaba con unatoberay una cámara de combustión enfriada por regeneración. Perono fue hasta 2011 cuando se consiguió finalmente la versión de motor que ha servido como basede los principales lanzamientos de Space X.
El Merlin 1D fue utilizado por primera vez en 2013 y para 2017 la compañía celebraba que había producido el número 400 de esta serie. Por entonces,estos motores Merlin habían sido encendidos más de 440 veces en misiones orbitalesy más de 5.600 veces en pruebas y lanzamientos, reafirmando así su valor como motor reutilizable. En conjunto, estos motores han estado encendidos más de 400.000 segundos, potencia suficiente para lanzar al espacio 3,600 toneladas,equivalente al peso de 7 ISS.
Los motores Merlin utilizanRP-1, un derivado del petróleosemejante al queroseno y oxígeno líquido como materiales para producir la propulsión del cohete.
Según los datos técnicos del Falcon 9, que recibe su nombre de los nueve motores Merlin utilizados, estos motores tienen un empuje de 650 kN, unimpulso específico de vacío de 311sy un impulso de 63,5 toneladas a nivel del mar. Los detalles de diseño del motor Merlin 1D no han sido compartidos abiertamente por SpaceX, perosegún explica la compañíael Falcon 9 era “el cohete operativo más poderoso del mundo, por un factor dos”.
En noviembre de 2013, Elon Musk explicaba que el motor funcionaba al 85% de su potencial y que estas cifras eran mejorables. El resultado llegó con el Falcon 9 v1.1, que además de cambiar la colocación de los nueve motores evolucionó a la versiónMerlin 1D Vacío.
Los últimos motores Merlin 1D Vacío tienen unacapacidad de 80 toneladas de empuje, con un impulso específico de 348 segundos. Después de varios años de uso, según losdatos de Everyday Astronaut, estos motores Merlin tienen una fiabilidad del 99,9% y pueden serreusados durante unos 10 vuelos. Sin embargo, el pasado marzo uno de los motores Merlin 1D tuvo problemas. El primero desde 2012. Debido a ello, desde SpaceX y la NASA decidieronabrir una investigación.
El coste de estos Merlin 1D es demenos de un millón de dólares. Una cantidad muy económica que encaja con el objetivo de colocar numerosos cohetes en órbita. Sin embargo, los planes de Elon Musk van más lejos (literalmente) y para sus cohetes más grandes tienen otra serie de motores.
Raptor, la nueva generación de motores de SpaceX
Con 68 metros de altura y hasta 3.300 toneladas de combustible, elSuper Heavy se presenta como un cohete bastante alejado de los Falcon 9. Y por ello también cuenta con otra serie de motores, los Raptor. Mientras laStarshipplanea incorporar siete, el Super Heavyañadirá 37 motores Raptor,impulsados por metano y oxígeno, para intentar alcanzar su ambicioso objetivo de llegar a Marte.
Al 90%, los motores Raptor ya son capaces de ofrecer el doble de fuerza que los Merlin 1D, aunque su coste también es el doble. Según describe EveryDay Astronaut, el motor raptor tieneun impulso más alto que cualquier otro cohete salvo el transbordador espacial, con el añadido que su coste es 70 veces más barato en términos de potencia.
El motor Raptor está pensado para “la próxima generación de lanzadores de SpaceX, diseñados para la exploración y colonización de Marte”,explicaba Elon Musk en 2013cuando se inició el desarrollo de esta nueva serie de motores. Ligeramente más grandes, pero también más potentes y reutilizables.
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.
Durante las pruebas en las instalaciones de Texas, el motor Raptor ha logrado unimpulso de 172 toneladas, aunque todavía por debajo de las 200 toneladas quesegún Elon Muskson suficientes para impulsar el Starship o la Super Heavy.
“No hay otro motor de cohetes capaz de producir tanta energía a partir demetano y oxígeno líquidocomo el motor Raptor”,explica Tim Dodd, experto detrás del canal de Everyday Astronaut. “Y la idea es hacerlo más reutilizable. Algo que definitivamente ayudará a su estrategia comercial si pueden hacerlo volar una y otra vez".Según SpaceX, estos motores Raptor estándiseñados para ser reutilizados hasta 1.000 veces.
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