VTVL - VTVL

Este artículo trata sobre cohetes. Para aeronaves capaces de despegue y aterrizaje verticales, consulte VTOL .
Un Falcon 9 realizando un aterrizaje vertical
Aterrizaje de DC-XA en 1996

El despegue vertical, aterrizaje vertical ( VTVL ) es una forma de despegue y aterrizaje de cohetes. Han volado varias naves VTVL. El cohete VTVL más conocido y comercialmente exitoso es la primera etapa Falcon 9 de SpaceX .

Las tecnologías VTVL se desarrollaron sustancialmente con pequeños cohetes después de 2000, en parte debido a concursos de premios de incentivo como el Lunar Lander Challenge . Los pequeños cohetes VTVL exitosos fueron desarrollados por Masten Space Systems , Armadillo Aerospace y otros.

A partir de mediados de la década de 2010, VTVL se encontraba en un intenso desarrollo como tecnología para cohetes reutilizables lo suficientemente grandes como para transportar personas . En 2013, SpaceX demostró un aterrizaje vertical en un prototipo de Falcon 9 después de escalar 744 metros en el aire. Más tarde, Blue Origin ( New Shepard ) y SpaceX ( Falcon 9 ), ambos demostraron la recuperación de los vehículos de lanzamiento después de las operaciones de regreso al sitio de lanzamiento (RTLS), con el cohete propulsor New Shepard de Blue Origin haciendo el primer aterrizaje vertical exitoso el 23 de noviembre de 2015. después de un vuelo que llegó al espacio exterior , y el vuelo 20 del Falcon 9 de SpaceX marcó el primer aterrizaje de un propulsor orbital comercial aproximadamente un mes después, el 22 de diciembre de 2015. SpaceX también está planeando un cohete totalmente reutilizable llamado Starship .

Los cohetes VTVL no deben confundirse con aeronaves que despegan y aterrizan verticalmente que utilizan el aire para apoyo y propulsión, como helicópteros y reactores de salto que son aeronaves VTOL .

Historia

  • 1961 Bell Rocket Belt , demostración del cinturón personal de cohetes VTVL.
  • Los conceptos de cohetes VTVL fueron estudiados por Philip Bono de Douglas Aircraft Co. en la década de 1960.
  • El Módulo Lunar Apolo fue un vehículo VTVL de dos etapas de la década de 1960 para aterrizar y despegar de la luna.
  • El Grupo de Ciencia y Tecnología de Defensa de Australia lanzó con éxito el cohete Hoveroc el 2 de mayo de 1981 en una prueba en Port Wakefield, Australia del Sur. Era capaz de "una trayectoria de vuelo controlada dentro de un plano horizontal y terminando, si era necesario, en un descenso controlado".
  • La Unión Soviética hizo algunos trabajos de desarrollo, pero nunca voló, una cápsula tripulada de aterrizaje vertical llamada Zarya a fines de la década de 1980.
  • El McDonnell Douglas DC-X era un prototipo de vehículo de lanzamiento VTVL sin tripulación que voló con éxito varios vuelos de prueba en la década de 1990. En junio de 1996, el vehículo estableció un récord de altitud de 3,140 metros (10,300 pies), antes de realizar un aterrizaje vertical.
  • Rotary Rocket probó con éxito un sistema de aterrizaje vertical para su diseño Roton, basado en un sistema de helicóptero con punta de cohete en 1999, pero no pudo recaudar fondos para construir un vehículo completo.
  • 13 de junio de 2005 Se anunció el vehículo de lanzamiento reutilizable suborbital VTVL Blue Origin .
  • 2005 Blue Origin Charon, un vehículo de prueba propulsado por motor a reacción, verificó la guía autónoma y las tecnologías de control más tarde utilizadas en los cohetes VTVL de Blue Origins.
  • 2006, 2007 Blue Origin Goddard, un demostrador de subescala para el posterior vehículo suborbital New Shephard, realizó 3 vuelos con éxito antes de retirarse.
  • Durante 2006-2009, Armadillo Aerospace 's Scorpius / Súper Mod, Masten Space Systems ' Xombie y bola azul de Rocket irrazonable volar cohetes VTVL competido en el Northrop Grumman / NASA Lunar Lander Challenge . Los diseños posteriores de VTVL, incluidos Xaero de Masten y Stig de Armadillo, estaban destinados a vuelos de mayor velocidad a altitudes suborbitales más altas.
  • SpaceX anunció planes en 2010 para instalar finalmente un tren de aterrizaje desplegable en la nave espacial Dragon y usar los propulsores del vehículo para realizar un aterrizaje en tierra. Fue cancelado en 2017.
  • En 2010, se ofrecieron tres naves VTVL a la NASA en respuesta a la solicitud del vehículo de lanzamiento reutilizable suborbital (sRLV) de la NASA bajo el Programa de Operaciones de Vuelo de la NASA: el Blue Origin New Shepard , el Masten Xaero y el Armadillo Super Mod .
  • Morpheus es un proyecto de la NASA de la década de 2010 que desarrolla un banco de pruebas vertical que demuestra nuevos sistemas de propulsión de propulsores ecológicos y tecnología autónoma de detección de peligros y aterrizaje.
  • Mighty Eagle fue un prototipo robótico de aterrizaje de principios de la década de 2010 que estaba siendo desarrollado por la NASA en agosto de 2012.
El aterrizaje de la primera etapa del Falcon 9 el 22 de diciembre de 2015 después de impulsar los satélites comerciales a la órbita terrestre baja

Tecnología de aterrizaje vertical

La tecnología necesaria para lograr aterrizajes retropropulsivos —el aterrizaje vertical o adición "VL" a la tecnología estándar de despegue vertical (VT) de las primeras décadas de los vuelos espaciales tripulados — tiene varias partes. Primero, el empuje debe ser mayor que el peso, segundo, normalmente se requiere que el empuje sea vectorial y requiere cierto grado de estrangulamiento . La guía debe ser capaz de calcular la posición y la altitud del vehículo, pequeñas desviaciones de la vertical pueden causar grandes desviaciones de la posición horizontal del vehículo. Los sistemas RCS suelen ser necesarios para mantener el vehículo en el ángulo correcto. SpaceX también usa aletas de rejilla para controlar la actitud durante el aterrizaje de sus propulsores Falcon 9 .

También puede ser necesario poder encender motores en una variedad de condiciones que potencialmente incluyen vacío , hipersónico , supersónico , transónico y subsónico .

El peso adicional del combustible, el tanque más grande, las patas de aterrizaje y sus mecanismos de despliegue generalmente reducirán el rendimiento de un sistema de aterrizaje suave en comparación con los vehículos prescindibles , en igualdad de condiciones. El principal beneficio de la tecnología se ve en el potencial de reducciones sustanciales en los costos de los vuelos espaciales como resultado de poder reutilizar cohetes después de aterrizajes exitosos de VTVL.

Cultura popular

Cohete de aterrizaje vertical representado en el cómic Rocket Ship X de 1951

El aterrizaje vertical de naves espaciales fue el modo predominante de aterrizaje de cohetes previsto en la era anterior a los vuelos espaciales . Muchos autores de ciencia ficción , así como representaciones en la cultura popular, mostraban cohetes aterrizando verticalmente, generalmente descansando después de aterrizar en las aletas del vehículo espacial . Esta visión estaba lo suficientemente arraigada en la cultura popular que en 1993, luego de un exitoso vuelo de prueba a baja altitud de un prototipo de cohete, un escritor opinó: "El DC-X se lanzó verticalmente, flotó en el aire ... La nave espacial se detuvo a mitad de camino. aire de nuevo y, cuando los motores se desaceleraron, comenzó su aterrizaje vertical exitoso. Al igual que Buck Rogers ". En la década de 2010, los cohetes SpaceX también vieron la denominación de esta noción de cultura popular de Buck Rogers en una "Búsqueda para crear un cohete reutilizable 'Buck Rogers' ".

Ver también

Referencias

enlaces externos