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Articulo de referencia

RS-68

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El RS-68 (Sistema de Cohete-68) era un motor de cohete de combustible líquido que utilizaba hidrógeno líquido (LH₂ ) y oxígeno líquido (LOX) como propelentes en un ciclo de generador de gas . Fue el motor de cohete de hidrógeno más grande que jamás haya volado. [ 3 ]

Diseñado y fabricado en Estados Unidos por Rocketdyne (más tarde Pratt & Whitney Rocketdyne y Aerojet Rocketdyne ). Su desarrollo comenzó en la década de 1990 con el objetivo de producir un motor de carga pesada más sencillo y económico para el sistema de lanzamiento Delta IV . Se produjeron dos versiones del motor: el RS-68 original y el RS-68A mejorado. Una tercera versión, el RS-68B, estaba prevista para el cohete Ares V de la NASA antes de la cancelación del cohete y del programa Constellation en 2010.

Diseño y desarrollo

Uno de los principales objetivos del programa RS-68 era producir un motor sencillo y rentable para un solo lanzamiento. Para lograrlo, el RS-68 tiene un 80 % menos de piezas que el motor principal del transbordador espacial RS-25 (SSME), diseñado para múltiples lanzamientos. [ 4 ] Las consecuencias negativas de esta simplicidad fueron una relación empuje-peso significativamente menor y un impulso específico un 10 % inferior en comparación con el SSME. La ventaja de esta simplicidad reside en la reducción del coste de construcción del RS-68. [ 4 ]

El RS-68 fue desarrollado en Rocketdyne Propulsion and Power, ubicada en Canoga Park, Los Ángeles , California, donde se fabricó el SSME. Fue diseñado para impulsar el vehículo de lanzamiento desechable evolucionado Delta IV (EELV). Los motores de desarrollo inicial se ensamblaron en el cercano Laboratorio de Campo de Santa Susana, donde se desarrollaron y probaron los motores Rocketdyne F-1 del Saturno V para las misiones Apolo a la Luna. Las pruebas iniciales del RS-68 se llevaron a cabo en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), Base de la Fuerza Aérea Edwards , California, y posteriormente en el Centro Espacial Stennis de la NASA . [ 5 ] [ 6 ] El RS-68 fue certificado en diciembre de 2001 para su uso en cohetes Delta IV. [ 7 ]

Un RS-68 formaba parte de cada núcleo propulsor común del Delta IV . El vehículo de lanzamiento más grande, el Delta IV Heavy , utilizaba tres CBC montados juntos. [ 8 ]

El motor producía 758 000 libras-fuerza (3370 kN ) en el vacío y 663 000 libras-fuerza (2950 kN) a nivel del mar. La masa del motor era de 14 560 libras (6600 kg) . Con este empuje, el motor tenía una relación empuje-peso de 51,2 y un impulso específico de 410 segundos (4,0 km/s) en el vacío y 365 segundos (3,58 km/s) a nivel del mar. [ 9 ] El RS-68 estaba cardán hidráulico y era capaz de regular el empuje entre el 58 % y el 102 %. [ 10 ]     

El RS-68A es una versión actualizada del RS-68, con mayor impulso específico y empuje (a más de 700 000 libras-fuerza (3100 kN) a nivel del mar). [ 11 ] El primer lanzamiento, el 29 de junio de 2012, desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , utilizó tres motores RS-68A montados en un cohete Delta IV Heavy . [ 12 ] 

El RS-68 fue retirado del servicio tras el último vuelo del Delta IV Heavy en abril de 2024.

Usos propuestos

En 2006, la NASA anunció su intención de usar cinco motores RS-68 en lugar de SSME en el Ares V planeado . La NASA eligió el RS-68 debido a su menor costo, alrededor de $20 millones por motor, incluyendo el costo de las mejoras de la NASA. Las mejoras incluyeron una tobera ablativa diferente para permitir una combustión más larga, una secuencia de arranque más corta, cambios de hardware para limitar el hidrógeno libre en el encendido y una reducción en la cantidad de helio utilizado durante la cuenta regresiva y el vuelo. Los aumentos de empuje e impulso específico se producirían bajo un programa de mejora separado para el cohete Delta IV. [ 13 ] Posteriormente, el Ares V se modificó para usar seis motores RS-68, designados como RS-68B. [ 14 ] El Ares V se descartó como parte de la cancelación del programa Constellation en 2010. [ 15 ] El vehículo de carga pesada sucesor actual de la NASA, el Sistema de Lanzamiento Espacial , usa cuatro motores RS-25 en su lugar. [ 16 ]

Calificación humana

En 2008, se informó que el RS-68 necesitaba más de 200 cambios para recibir la certificación de aptitud para vuelos tripulados . [ 17 ] La NASA ha declarado que esos cambios incluyen la monitorización del estado, la eliminación del entorno rico en combustible en el despegue y la mejora de la robustez de sus subsistemas. [ 18 ] [ 19 ]

Variantes

  • RS-68 es la versión original. Produce un empuje de 663 000 libras-fuerza (2950 kN ) a nivel del mar. [ 20 ] 
  • El RS-68A es una versión mejorada. Produce un empuje de 705 000 lbf (3140 kN) a nivel del mar y de 800 000 lbf (3560 kN) en el vacío. [ 21 ] Su impulso específico en el vacío es de 411,9 segundos (4,039 km/s) . [ 22 ] La certificación se completó en abril de 2011. [ 23 ]     
  • El RS-68B fue una mejora propuesta para ser utilizada en el vehículo de lanzamiento Ares V del programa Constellation de la NASA. [ 14 ] El Ares V iba a utilizar seis motores RS-68B en una etapa central de 10 metros (33 pies) de diámetro, junto con dos cohetes propulsores sólidos de 5,5 segmentos. Posteriormente se determinó que la tobera ablativa del RS-68 no era adecuada para este entorno multimotor, lo que provocó una menor eficiencia del motor y un calentamiento extremo en la base del vehículo. [ 24 ] 

Véase también

Referencias

  1. 1 2 "DELTA IV" . United Launch Alliance. Archivado del original el 20 de julio de 2014. Recuperado el 13 de julio de 2014 .
  2. ↑ "Guía del usuario de Delta IV" (PDF) . United Launch Alliance. Junio ​​de 2013. Archivado (PDF) del original el 10 de julio de 2014. Consultado el 13 de julio de 2014 .
  3. ↑ «Las tecnologías de propulsión y materiales compuestos de ATK contribuyen al lanzamiento del satélite de la Oficina Nacional de Reconocimiento» (Comunicado de prensa). Alliant Techsystems . 19 de enero de 2009. Archivado del original el 22 de febrero de 2014.
  4. 1 2 "AIAA 2002-4324, Propulsión para el siglo XXI—RS-68" Archivado el 19 de marzo de 2009 en Wayback Machine . AIAA, 8–10 de julio de 2002.
  5. ↑ "Boeing prueba el motor de cohete RS-68 (24 de abril)" . Defense Aerospace . 23 de abril de 2001. Consultado el 26 de junio de 2023 .
  6. ↑ "El motor Boeing Delta IV CBC/RS-68 completa con éxito su programa de pruebas" (Comunicado de prensa). Boeing. 9 de mayo de 2001. Consultado el 26 de junio de 2023 .
  7. ↑ "Motor Rocketdyne RS-68 certificado para Boeing Delta IV" (Comunicado de prensa). Boeing. 19 de diciembre de 2001. Archivado del original el 10 de octubre de 2012.
  8. ↑ "Resumen técnico de Atlas V y Delta IV" (PDF) .
  9. ↑ "United Launch Alliance Delta IV Heavy" .
  10. ↑ Documento técnico de Boeing sobre el desarrollo del RS-68. Archivado el 15 de abril de 2007 en Wayback Machine.
  11. ↑ "United Launch Alliance realiza con éxito la primera prueba de encendido del motor RS-68A" (Comunicado de prensa). United Launch Alliance. 25 de septiembre de 2008. Consultado el 10 de abril de 2023. Actualmente, el motor RS-68 puede generar más de 660 000 libras de empuje a nivel del mar, y la versión mejorada RS-68A aumentará esta cifra a más de 700 000 libras. El RS-68A también mejora el impulso específico, o eficiencia de combustible, del RS-68.
  12. ↑ «El cohete Delta IV Heavy mejorado de United Launch Alliance lanza con éxito su segunda carga útil en nueve días para la Oficina Nacional de Reconocimiento» (Comunicado de prensa). United Launch Alliance. 29 de junio de 2012. Archivado del original el 20 de agosto de 2016.
  13. ↑ «Informe de progreso de los sistemas de exploración de la NASA» (Comunicado de prensa). Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. 18 de mayo de 2006. Archivado del original el 5 de abril de 2012. Consultado el 30 de mayo de 2006 .
  14. 1 2 "Descripción general: Vehículo de lanzamiento de carga Ares V" . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. Archivado del original el 26 de septiembre de 2008. Recuperado el 30 de septiembre de 2008 .
  15. ↑ Amos, Jonathan (11 de octubre de 2010). "Obama impulsa a la NASA hacia un nuevo futuro" . Noticias de la BBC . Consultado el 7 de junio de 2019 .
  16. ↑ "Hoja informativa del Sistema de Lanzamiento Espacial" (PDF) . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. Archivado del original (PDF) el 13 de mayo de 2019. Consultado el 7 de junio de 2019 .
  17. ↑ "United Launch Alliance realiza con éxito la primera prueba de encendido en caliente del motor RS-68A" . NASAspaceflight.com . 27 de septiembre de 2008. Archivado del original el 28 de marzo de 2018.
  18. ↑ "Preguntas frecuentes, pregunta 3" . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), ESMD. Archivado del original el 12 de enero de 2010.
  19. ↑ Bearden, David A.; Skratt, John P.; Hart, Matthew J. (1 de junio de 2009). "Impactos de la constelación del estudio Delta IV Heavy con clasificación para vuelos tripulados" (PDF) . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. pág. 8. Archivado (PDF) del original el 28 de febrero de 2017. 
  20. ↑ "Sistema de propulsión RS-68" (PDF) . Pratt & Whitney Rocketdyne. Octubre de 2005. Archivado del original (PDF) el 14 de julio de 2018. Consultado el 7 de abril de 2019 .
  21. ↑ "P&W completa con éxito la prueba de encendido en caliente en la segunda certificación RS-68A" . asdnews.com . Archivado del original el 25 de julio de 2011. Consultado el 25 de abril de 2018 .
  22. ↑ "Guía del usuario de Delta IV" (PDF) . United Launch Alliance. Junio ​​de 2013. Archivado (PDF) del original el 10 de julio de 2014. Consultado el 13 de julio de 2014 .
  23. ↑ "RS-68A | L3Harris® Fast. Forward" . www.l3harris.com . Consultado el 6 de febrero de 2024 .
  24. ↑ "Los motores que se negaron a retirarse: los RS-25 se preparan para las pruebas del SLS" . nasaspaceflight.com . Junio ​​de 2013. Archivado del original el 30 de agosto de 2017.
  • Página del RS-68 de Aerojet Rocketdyne archivada el 8 de enero de 2023 en Wayback Machine .
  • Página RS-68 en Astronautix.com
  • Wood, BK (2002). Propulsión para el siglo XXI: RS-68 . 38.ª Conferencia Conjunta sobre Propulsión Líquida. Indianápolis, Indiana: AIAA. Archivado del original (doc) el 19 de marzo de 2009.