domingo, 20 de septiembre de 2009

El Proyecto Bargouzine.





En el marco de los Estudios para Sistemas de Transporte Espaciales Avanzados del CNES se realizó el estudio conocido como proyecto Bargouzine, se trata de la próxima configuración del Ariane V que conciste en la incorporación de dos boosters reutilizables.
El proyecto abarca la participación de Astrium , el TSNIIMASH y Molniya, entre otros, y llama la atención por tratarse de un sistema reutilizable no tripulado y de retorno a tierra mediante vuelo.
En efecto, el sistema Bargouzine consistiría en dos boosters que serían incorporados al núcleo del Ariane V, equipados con hasta 4 motores criogénicos, y con capacidad de vuelo autónomo para su retorno a tierra.


Una comparación entre el actual Ariane V ](izq.) y el Bargouzine (der).
La clave de esta posible evolución del lanzador europeo Ariane V es precisamente su motor criogénico Vulcain II actualmente en desarrollo. Este motor es una mejora del Vulcain que se utiliza en la primera etapa del Ariane V. Este motor que utiliza oxígeno e hidrógeno para su combustión es capaz de desarrollar un empuje de 1350 KN y sería incorporado al LFBB (Liquid Fuelled Fly-Back Booster).
Vulcain 2 Rocket Engine
El gran protagonista de la 'evolución' del Ariane V, el motor Vulcain II, actualmente en desarrollo (Foto: ASTRIUM).
La opción por el motor Vulcain reside en el ahorro en costos de desarrollos, y la alta fiabilidad del sistema, aunque es necesario que este motor criogénico logre desarrolllar la capacidad de reencendido.
Se prevee el uso de 4 motores por cada LFBB, ya que es la configuración más segura: se estima que la pérdida de un motor no comprometería el lanzamiento. Asi entonces, en el momento del despeque se estarían encenciando la friolera de 9 motores criogénicos, lo que sin dudas se trata de una configuración inédita.

Perfil de misión del Ariane V-Bargouzine. En rojo, la trayectoria de los LFBB.

Naturalmente lo que llama la atención es el diseño de los LFBB que hacen acordar a el orbitador de una lanzadera espacial. Sin embargo los LFBB componen el primer grupo impulsor, y una vez cumplida su misión planearán y volarán en forma automática: cada uno esta equipado con dos turbopropulsores para el vuelo atmosférico.
Sin dudas esto también es novedoso: los LFBB son híbiridos, y de concretarse este proyecto se trataría de los primeros sistemas operativos de este tipo. Sin dudas hacen acordar a los primeros conceptos de lanzaderas espaciales.
Datos de los LFBB:
Masa al Despegar: 681 t
Masa de Propelente: 170 t
Masa Combustible convencional: 6,6 t
Masa Luego de la separación: 51 t
Masa en Seco: 43 t
Empuje Máximo: 897 t (8797 kN)

Diseño del LFBB: en las vistas superior e inferior se aprecian los motores atmosféricos.

Vista en detalle de los motores atmosféricos y sus dos configuraciones.
El proyecto está pensado para un desarrollo de 7 años, se estima que la certificación del sistema llevará 3 años y que el tiempo de vida sería de 20. La frecuencia de vuelos proyectada para el Bargouzine es de 10 vuelos anuales. No quiero opinar sin fundamente sobre estos números pero sin dudas son optimistas por demás.

Perfil de temperaturas previsto para el reingreso del LFBB.
El desarrollo del proyecto se encuentra bastante avanzado, ya que probablemente el diseño del LFBB sea muy parecido al propuesto, según los distintos estudios aerodinámicos realizados. Asimismo el ensamble con el núcleo central del Ariane V (EPC) no presenta mayores desafíos, si bien aún no se dispone de su definitiva configuración. Los 9 cohetes estarán a la misma altura y serán orientados en forma conjunta.

Así se verá la interfase entre el Ariane y el Bargouzine.
Se prevee que el uso de un mismo motor para las dos etapas consideradas, es decir el LFBB y el núcleo central del Ariane V, permitirán reducir significativamente los costos. En particular se estima que se dispondrá de un stock de motores que permitirán su rotación en los distintos sistemas de manera de optimizar su vida útil.
Si bien la era de los sistemas reutilizables se aproxima a su fin, el hecho de que la ESA esté pensando en un sistema de este tipo es una buena noticia. Una vez cancelados el proyecto Buran-Energía de la URSS y la próxima retirada del Shuttle de los EUA, no habrán sistemas similares en los próximos años.
El concepto del Bargouzine combina la reutilizabilidad de los boosters laterales, al igual que los sistemas Buran-Energía y Shuttle, con un diseño aerodinámico: no se prevee el retorno planeado de un orbitador, sino de los impulsores primarios. Esto sin dudas es una novedad, a lo que hay que sumar la capacidad de vuelo autónoma de estos impulsores.
Sin dudas se trata de un programa ambicioso y muy complejo desde numerosos puntos de vista, ya que el futuro inmediato de los lanzadores espaciales tiende sin dudas a conformarse por sistemas desechables 'tradicionales'. El uso de 9 motores criogénicos es sin dudas uno de los desafíos técnicos más importantes ya este tipo de motores permite reducir el número de motores necesarios.

Concepto de la contrucción del conjunto Ariane-Bargouzine.

El sistema visto de arriba y una posible configuración de ensamblado.
Esperemos entonces a ver que le depara el futuro a este proyecto, al cual le hemos dado sólo una primera mirada.
Las imágenes corresponden de estas fuentes, salvo la indicada.
Más proyectos de la ESA, aquí.
Más lanzaderas delirantes, aquí.

3 comentarios:

Carlo dijo...

Qué excelente artículo, gracias! Nunca había escuchado sobre ese proyecto, pero realmente es muy interesante. Ojalá lleguen a construirlo.
Como los rusos están involucrados, imagino que habrán aprovechado muchas ideas de un proyecto similar, el Energiya-2/Uragan, que debería ser una variante totalmente reutilizable y no-tripulada del Energiya/Buran. El Bargouzines es más chico y menos potente que el Energiya-2, pero seguramente será más barato y tendrá más posibilidades de prosperar.

Galileo dijo...

Un concepto muy interesante. Parece bastante complejo. Los boosters deben regresar autónomamente eso no es nada fácil.

Podría llegar a lanzar cargas muy pesadas por un precio asequible.

Un buen ejemplo de la cooperación eurorrusa.

Felicidades por el artículo !!!

Gabriel Garcia Sagario dijo...

Carlo: muchas gracias por tus comentarios. Sé que hay un pps en la web de la ESA donde aparece el proyecto, pero como parte de los programas a futuro de la agencia. No encontré, por lo menos en su momento, más material. Los papers que menciono al final, que son las referencias, son muy detallados. De hecho resumí muchísimo la información que había ahi.

Comparto tu visión sobre la participación de Rusia en el proyecto!.

Carlos: gracias por los comentarios. Sobre los boosters es así, es muy complejo y los boosters son realmente máquinas muy complicadas. Eso me llamó mucho la atención. Muchas gracias por tus comentarios!.


Les pido disculpas por contestar tarde sus comentarios!.

un gran saludo,


Gabriel.-

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