NK-33

El lanzador N1 originalmente utilizaba motores NK-15 para su primera etapa y una variante de gran altitud, el NK-15V, para su segunda etapa. Los soviéticos intentaron lanzar el N1 cuatro veces, pero cada intento terminó en fracaso, incluyendo una explosión catastrófica. Para cuando ocurrió el cuarto fracaso, la carrera lunar ya estaba perdida. Sin embargo, los responsables del programa espacial soviético esperaban que un vehículo de segunda generación, denominado N1F, pudiera respaldar sus ambiciones de construir la base lunar Zvezda . Kuznetsov perfeccionó sus diseños de motores para el N1F, creando los motores mejorados NK-33 y NK-43. ^{[ 10 ]}

A pesar de estos avances, otros líderes espaciales soviéticos priorizaron el cohete Energia como el lanzador pesado de la nación, y el programa N1 finalmente se canceló antes de que un N1F pudiera llegar a la plataforma de lanzamiento. ^{[ 11 ]} En el momento de la cancelación, dos N1F listos para volar, equipados con 30 motores NK-33 cada uno en sus etapas Bloque A, estaban completos. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Cuando se canceló el programa N1, el gobierno soviético ordenó la destrucción de todo el material y la documentación relacionados para ocultar el fracaso del programa lunar de la URSS. Oficialmente, el proyecto N1 fue descartado como un simple «proyecto de papel» para engañar a Estados Unidos y hacerle creer que se estaba librando una carrera espacial hacia la Luna. Esta tapadera se mantuvo hasta la era de la glasnost , cuando se exhibieron públicamente los componentes que aún se conservaban del programa.

Sin embargo, una decisión burocrática evitó la destrucción de más de 60 motores NK-33, incluidos los de las dos etapas completadas del Bloque A y repuestos adicionales. Estos motores fueron almacenados en un depósito y prácticamente olvidados hasta que su existencia fue conocida por ingenieros en Estados Unidos casi 30 años después. ^{[ 11 ]}

Aproximadamente 60 motores sobrevivieron en el "Bosque de Motores", como lo describieron los ingenieros en un viaje al almacén. A mediados de la década de 1990, Rusia vendió 36 motores a Aerojet a un costo de US$1.100.000 por motor (equivalente a US$2.324.000 en 2025) , enviándolos a las instalaciones de la compañía en Sacramento, California. ^{[ 14 ]} Aerojet realizó la primera prueba de encendido de un motor NK-33 en casi 30 años en un banco de pruebas en Sacramento; durante la prueba, el motor cumplió con sus especificaciones. ^{[ 11 ]}

Tras el éxito de la prueba, Aerojet comenzó a actualizar y reacondicionar los motores NK-33 que había adquirido y a comercializarlos entre sus clientes. Renombraron sus motores NK-33 modificados como AJ26-58 , AJ-26-59 y AJ26-62 , y los motores NK-43 como AJ26-60 . ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

Rocketplane Kistler (RpK) diseñó su cohete K-1 en torno a tres motores NK-33 y un NK-43. El 18 de agosto de 2006, la NASA anunció que RpK había sido seleccionada para desarrollar servicios comerciales de transporte orbital para la Estación Espacial Internacional . El plan contemplaba vuelos de demostración entre 2008 y 2010. RpK habría recibido hasta 207 millones de dólares si hubiera cumplido todos los hitos de la NASA, ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} pero el 7 de septiembre de 2007, la NASA emitió una carta de incumplimiento, advirtiendo que rescindiría el acuerdo COTS con RpK porque la empresa no había cumplido varios hitos contractuales. ^{[ 22 ]}

La versión inicial del lanzador ligero-medio Antares de Orbital Sciences tenía dos NK-33 modificados en la primera etapa, una segunda etapa sólida basada en el Castor 30 y una tercera etapa sólida o hipergólica opcional . ^{[ 23 ]} Los NK-33 fueron importados de Rusia a Estados Unidos, modificados y redesignados como Aerojet AJ26. Esto implicó la eliminación de parte del cableado eléctrico, la adición de electrónica estadounidense, la homologación para propulsores estadounidenses y la modificación del sistema de dirección. ^{[ 24 ]}

En 2010, los motores NK-33 almacenados se probaron con éxito para su uso en el lanzador ligero-medio Antares de Orbital Sciences . ^{[ 24 ]} El cohete Antares se lanzó con éxito desde las instalaciones de vuelo Wallops de la NASA el 21 de abril de 2013. Esto marcó el primer lanzamiento exitoso de los motores NK-33, construidos a principios de la década de 1970. ^{[ 25 ]}

Aerojet acordó reacondicionar suficientes NK-33 para cumplir con el contrato de 16 vuelos de Orbital para los Servicios Comerciales de Reabastecimiento de la NASA. Además, contaba con una reserva de 23 motores de las décadas de 1960 y 1970. Kuznetsov ya no fabrica los motores, por lo que Orbital buscó comprar motores RD-180 . Debido a que el contrato de NPO Energomash con United Launch Alliance lo impedía, Orbital demandó a ULA, alegando violaciones antimonopolio. ^{[ 26 ]} Aerojet ofreció trabajar con Kuznetsov para reiniciar la producción de nuevos motores NK-33, para asegurar a Orbital un suministro continuo. ^{[ 27 ]} Sin embargo, se propusieron defectos de fabricación en la turbobomba de oxígeno líquido del motor y fallas de diseño en el conjunto de equilibrio hidráulico y los cojinetes de empuje como dos posibles causas del fallo del lanzamiento de Antares en 2014 . ^{[ 28 ]} Como se anunció el 5 de noviembre de 2014, Orbital decidió eliminar la primera etapa AJ-26 del Antares y buscar un motor alternativo. El 17 de diciembre de 2014, Orbital Sciences anunció que utilizaría el NPO Energomash RD-181 en los vehículos de lanzamiento Antares de segunda generación y que había contratado directamente con NPO Energomash hasta 60 motores RD-181. Se utilizan dos motores en la primera etapa de la serie Antares 100. ^{[ 29 ]}

A principios de la década de 2010, la familia de vehículos de lanzamiento Soyuz fue modernizada con el motor NK-33. Esta mejora aprovechó el menor peso y la mayor eficiencia del motor para aumentar la capacidad de carga útil, mientras que su diseño más simple y el uso de hardware excedente potencialmente redujeron los costos. ^{[ 30 ]} RKTs Progress integró el NK-33 en la primera etapa de la variante de carga pequeña del Soyuz, el Soyuz-2.1v . ^{[ 31 ]} En el cohete, un solo motor NK-33 reemplazó al motor central RD-108 del Soyuz , y se omitieron los cuatro propulsores de la primera etapa.

El NK-33A, modificado específicamente para el Soyuz-2.1v, superó con éxito una prueba de encendido en caliente el 15 de enero de 2013, ^{[ 32 ]} tras una serie de pruebas de encendido en frío y de sistemas del cohete completamente ensamblado realizadas en 2011 y 2012. El cohete completó su primer vuelo el 28 de diciembre de 2013.