¿Construyeron los soviéticos un transbordador mejor que nosotros?

Por alguna razón, mis redes sociales últimamente se han llenado de imágenes de "transbordadores espaciales secretos de Rusia" que se han arruinado. Esto es un poco desconcertante, ya que esos transbordadores no han sido "secretos" durante décadas y han estado en pésimas condiciones durante más de 20 años. Pero eso me hizo pensar: ¿era un transbordador espacial mejor que el estadounidense?

La razón por la que hemos estado viendo tanto contenido antiguo relacionado con los transbordadores soviéticos recientemente es que un fotógrafo llamado Ralph Mirebs recientemente hizo un viaje a las instalaciones de lanzamiento en Baikonur y tomó muchas fotografías asombrosas del triste estado de la ex-Unión Soviética. Flota de transbordadores. El orbitador original, Buran , está allí, pero el colapso del techo en 2002 prácticamente lo arruinó. Hay un orbitador de prueba atmosférico, y el segundo orbitador casi completado, Ptichka, se descompuso .

Son fotos impactantes y melancólicas para mirar, crudos recordatorios de sueños no realizados y potencial desperdiciado. Pero toda esta atención en el viejo Buran nos da una buena oportunidad para mirar realmente lo que los soviéticos hicieron allí y preguntarnos, inútilmente y en retrospectiva, si tal vez, solo tal vez, su sistema de transbordador espacial podría haber sido superior al nuestro.

El programa del transbordador espacial soviético surgió como una respuesta directa al programa del transbordador espacial estadounidense, porque los soviéticos veían los transbordadores estadounidenses como naves espaciales principalmente militares, que eventualmente se configurarían para transportar bombas nucleares. Como resultado, el programa soviético era de naturaleza altamente militar, con todo tipo de planes de misión extraños y siniestros y variantes de Buran (incluso algunas versiones realmente extrañas sin alas ) desarrolladas para crear lanzadores de armas nucleares en el espacio y estaciones espaciales militares.

La mayoría de la gente asume que los transbordadores espaciales soviéticos fueron simplemente una imitación barata de los transbordadores estadounidenses porque los orbitadores se ven muy, muy similares. La verdad es mucho más compleja, pero una respuesta simple es una mitad correcta. El aspecto y la forma básicos del Buran fueron, más o menos, tomados de los transbordadores estadounidenses, porque aunque los soviéticos experimentaron con muchos conceptos de aspecto bastante diferente , nunca encontraron uno que fuera cualitativamente mejor, aerodinámicamente, de lo que Estados Unidos. estaba haciendo, y dado que los EE. UU. se habían tomado la molestia de probar que el diseño funcionaba al lanzar y realizar misiones, realmente no había ninguna razón convincente para no simplemente duplicar el diseño básico del orbitador.

Dicho esto, internamente, el Buran era muy diferente al transbordador de los EE. UU., Y cuando se mira todo el Sistema de Transporte Espacial (como le gustaba llamarlo a la NASA), las ventajas del enfoque soviético se hacen evidentes. Para ver lo que quiero decir, veamos los dos diseños de orbitadores uno al lado del otro:

¿Cuál es la mayor diferencia allí? Mira la parte trasera de los orbitadores. Notará que los transbordadores estadounidenses tienen cinco motores en total en la parte trasera: dos motores de maniobra orbital (OMS) y tres motores principales muy grandes, utilizados en el lanzamiento. El Buran solo tiene los dos motores de maniobra orbital, junto con un montón de propulsores de control de actitud más pequeños.

Entonces, ¿por qué la diferencia? La respuesta tiene que ver con los vehículos de lanzamiento. El transbordador estadounidense utiliza esos tres motores principales para lanzarlo desde la Tierra a la órbita. Para alimentar todo el combustible a esos motores, EE. UU. Usa ese gran tanque externo naranja central.

Pero hay un problema: esos tres motores principales no son lo suficientemente fuertes como para levantar el orbitador y todo ese combustible del suelo. Entonces, para que todo vaya alto y lo suficientemente rápido como para entrar en órbita, agregamos el par de potentes propulsores de cohetes sólidos (SRB) a los lados del tanque. Entonces, los SRB hacen la mayor parte del trabajo pesado para llegar a la órbita, y los tres motores principales se encargan de hacer el último tramo, actuando como una especie de segunda etapa.

Una vez en órbita, esos tres motores son un peso muerto. Ocupan espacio y masa que de otro modo podrían haberse utilizado como carga útil en el orbitador. Para todas las maniobras en órbita, se utilizan los motores OMS. Para el 99% de la misión de los transbordadores, esos tres motores principales son una masa inútil que debe llevarse a casa al final.

Cuanto más piensa en nuestra solución, más loco suena. Si esos motores no pueden levantar su combustible y luego son inútiles cuando están en órbita, ¿por qué los arrastramos hacia y desde el espacio en cada misión? ¿No hay una mejor manera de hacer esto?

Resulta que lo hay, y eso es exactamente lo que descubrieron los soviéticos. Realmente, tuvieron que encontrar otra forma de hacer esto, ya que su tecnología de cohetes de combustible sólido se estaba quedando atrás de la de EE. UU. Entonces, hicieron un cohete de combustible líquido extremadamente grande y poderoso que, de manera crucial, hizo casi todo el trabajo de poner al Buran en órbita. El Buran encendió sus motores OMS para dar una pequeña patada final a la órbita adecuada, pero el gran conjunto del cohete, llamado Energia , hizo el trabajo, y Buran era solo una carga útil.

Lo que esto significaba es que el Buran no necesitaba llevar consigo tres motores grandes e inútiles en el espacio para cada misión, y eso hizo que pesara menos (alrededor de 8 toneladas) y le dio una capacidad de carga útil mayor que la de EE. UU. Transbordador : donde el transbordador de EE. UU. generalmente podía transportar alrededor de 25 toneladas hacia arriba y 15 hacia abajo, el Buran era capaz de aproximadamente 5 toneladas más en ambos números.

Pero, aún más importante es darse cuenta de que en el enfoque soviético, el orbitador Buran es solo la carga útil del Energia, no una parte integral del sistema, como el Transbordador de los Estados Unidos. Eso significa que el programa del transbordador espacial soviético realmente obtuvo dos vehículos muy separados y capaces del programa: un avión espacial reutilizable con un sistema de lanzamiento y un lanzador de carga pesada de uso general.

El Energia sin el orbitador Buran podría poner en órbita la asombrosa cantidad de 95 toneladas; la NASA recién ahora está planeando un nuevo lanzador de carga pesada que lo supera, el Space Launch System . El cohete de carga pesada SLS de la NASA es en realidad una especie de cohete estilo Energia construido a partir de componentes derivados del Space Shuttle Launch System.

El Energia solo se usó para lanzar algo más que el Buran una vez, la nave espacial militar secreta negra y de aspecto siniestro llamada Polyus . Polyus era una plataforma de armas orbitales armada con un láser de 1 megavatio, diseñado para destruir satélites. Quizás por suerte para nosotros, sufrió un error de maniobra poco después de la inserción orbital y se quemó en la atmósfera.

Había otra ventaja, y esta es realmente significativa desde el punto de vista de la seguridad: puedes apagar el Energia. Eso puede sonar extraño hasta que recuerde que los SRB utilizados en el transbordador de la NASA no se pueden apagar después de que comienzan; esta es una de las desventajas inherentes de los cohetes de combustible sólido. La NASA se dio cuenta de la importancia de esto después del desastre del Challenger, y en realidad sigue siendo un problema con los próximos cohetes SLS que la NASA está desarrollando actualmente. El combustible líquido le da al sistema Energia una gran ventaja de seguridad.

Por lo tanto, la solución del transbordador espacial soviético podría transportar más carga útil y también proporcionó un propulsor de carga pesada de uso general que era mucho más seguro que la solución de combustible sólido utilizada en los EE. UU. Esas son las grandes ventajas, pero en realidad hay una más, una que se demostró durante el primer y único vuelo del Buran.

Cuando Estados Unidos lanzó nuestro primer transbordador, Columbia , en 1981, contaba con la mínima tripulación posible: dos astronautas. Este es, por supuesto, un movimiento prudente al probar una nave espacial nueva. Cuando los soviéticos lanzaron Buran en 1988, fueron aún más lejos: sin tripulación.

El Buran ciertamente iba a ser un vehículo para la tripulación, e incluso se lanzó con un módulo de diagnóstico especial que también ofrecía un poco de espacio extra para la tripulación, al igual que los módulos SpaceLab que volaban en los transbordadores de la NASA. Pero el Buran era capaz de volar de forma totalmente autónoma, algo que los transbordadores estadounidenses ni siquiera intentaron.

El Buran se lanzó, hizo dos órbitas y aterrizó como un avión, todo bajo control automático, eso es un logro bastante significativo. Dicha capacidad es en realidad bastante útil para un orbitador del transbordador espacial, ya que permitiría el lanzamiento de un transbordador de rescate no tripulado en situaciones en las que una tripulación puede haber quedado varada debido a problemas con su transbordador, como el problema de daños en losas que causó destrucción del orbitador Colombia. La NASA pasó mucho tiempo tratando de descubrir cómo meter a una tripulación completa en un transbordador de rescate que volaba por tan solo dos astronautas.

El sistema soviético Energia-Buran tenía algunas ventajas técnicas reales sobre el programa del transbordador espacial de la NASA. Pero la NASA se las arregló para hacer muchísimo más con su programa, como, ya sabes, ir al espacio y hacer cosas interesantes. En un mundo ideal, habría habido cooperación, y tal vez los orbitadores estadounidenses podrían haberse adaptado para trabajar con los lanzadores Energia, y tal vez incluso hubiéramos podido usar cohetes Energia para misiones a Marte y tendríamos lunares permanentes. bases y unicornios espaciales y satélites de energía infinita que se ejecutan en arco iris y amor y y y ...

Lo siento. Supongo que no es así como funciona el mundo.

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