Impulso y deslizamiento

La base conceptual fue observada por primera vez por oficiales de artillería alemanes, quienes descubrieron que sus proyectiles Peenemünder Pfeilgeschosse alcanzaban distancias mucho mayores al ser disparados desde altitudes elevadas. Esto no era del todo inesperado debido a la geometría y la menor densidad del aire, pero incluso teniendo en cuenta estos factores, aún no podían explicar los alcances mucho mayores observados. Las investigaciones en Peenemünde les llevaron a descubrir que las trayectorias más largas en el aire enrarecido de gran altitud resultaban en un ángulo de ataque del proyectil que producía sustentación aerodinámica a velocidades supersónicas. En aquel momento, esto se consideró muy indeseable porque dificultaba enormemente el cálculo de la trayectoria, pero su posible aplicación para aumentar el alcance no pasó desapercibida para los observadores. ^{[ 3 ]}

En junio de 1939, Kurt Patt, de la oficina de diseño de Klaus Riedel en Peenemünde, propuso alas para convertir la velocidad y la altitud del cohete en sustentación aerodinámica y alcance. ^{[ 4 ]} Calculó que esto duplicaría aproximadamente el alcance de los cohetes A-4, de 275 kilómetros (171 millas) a unos 550 kilómetros (340 millas) . El desarrollo inicial se consideró bajo el nombre A-9, aunque durante los años siguientes se realizó poco trabajo aparte de estudios en túnel de viento en la empresa Zeppelin-Staaken . La investigación a bajo nivel continuó hasta 1942, cuando se canceló. ^{[ 5 ]}  

La primera propuesta conocida para el concepto de planeo impulsado para uso de largo alcance data del Silbervogel de 1941 , una propuesta de Eugen Sänger para un bombardero propulsado por cohete capaz de atacar la ciudad de Nueva York desde bases en Alemania y luego volar para aterrizar en algún lugar del Océano Pacífico controlado por el Imperio de Japón . La idea sería usar las alas del vehículo para generar sustentación y ascender a una nueva trayectoria balística, saliendo de la atmósfera nuevamente y dándole al vehículo tiempo para enfriarse entre los saltos. ^{[ 6 ]} Posteriormente se demostró que la carga térmica durante los saltos era mucho mayor de lo calculado inicialmente y habría fundido la nave espacial. ^{[ 7 ]}

En 1943, el trabajo del A-9 fue desempolvado nuevamente, esta vez bajo el nombre A-4b . Se ha sugerido que esto se debió a que ahora se basaba en un A-4 sin modificaciones, ^{[ 5 ]} o a que el programa A-4 tenía "prioridad nacional" en ese momento, y colocar el desarrollo bajo el nombre A-4 garantizaba la financiación. ^{[ 8 ]} El A-4b usaba alas en flecha para extender el alcance del V2 lo suficiente como para permitir ataques a ciudades del Reino Unido en las Midlands o para alcanzar Londres desde áreas más profundas en Alemania. ^{[ 3 ]} El A-9 era originalmente similar, pero luego presentó alas largas en forma de delta ojival en lugar de las alas en flecha más convencionales. Este diseño fue adaptado como una etapa superior tripulada para el misil intercontinental A-9/A-10, que planearía desde un punto sobre el Atlántico con el alcance justo para bombardear Nueva York antes de que el piloto se eyectara . ^{[ 8 ] [ a ]}

En la inmediata posguerra, el ingeniero de cohetes soviético Aleksei Isaev encontró una copia de un informe actualizado de agosto de 1944 sobre el concepto Silbervogel . Hizo traducir el documento al ruso, y este llegó a manos de Iósif Stalin , quien estaba sumamente interesado en el concepto de un bombardero antípoda . En 1946, envió a su hijo Vasili Stalin y al científico Grigori Tokaty , quien también había trabajado en cohetes alados antes de la guerra, a visitar a Sänger e Irene Bredt en París e intentar convencerlos de unirse a un nuevo proyecto en la Unión Soviética . Sänger y Bredt rechazaron la invitación. ^{[ 10 ]}

En noviembre de 1946, los soviéticos formaron la oficina de diseño NII-1 bajo la dirección de Mstislav Keldysh para desarrollar su propia versión sin Sänger y Bredt. ^{[ 11 ]} Su trabajo inicial los convenció de cambiar de un concepto hipersónico de planeo con propulsión a cohete a un misil de crucero supersónico con propulsión a estatorreactor , similar al Navaho que se estaba desarrollando en Estados Unidos durante el mismo período. El desarrollo continuó durante un tiempo como el bombardero Keldysh , pero las mejoras en los misiles balísticos convencionales finalmente hicieron innecesario el proyecto. ^{[ 10 ] [ b ]}

En Estados Unidos, el concepto de planeo con salto fue defendido por muchos de los científicos alemanes que se trasladaron allí, principalmente Walter Dornberger y Krafft Ehricke en Bell Aircraft . En 1952, Bell propuso un concepto de bombardero que era esencialmente una versión de lanzamiento vertical del Silbervogel , conocido como Bomi. Esto dio lugar a varios conceptos posteriores durante la década de 1950, incluidos Robo, Hywards , Brass Bell y, finalmente, el Boeing X-20 Dyna-Soar . ^{[ 12 ]} Los primeros diseños eran generalmente bombarderos, mientras que los modelos posteriores estaban destinados al reconocimiento u otras funciones. Dornberger y Ehricke también colaboraron en un artículo de Popular Science de 1955 que proponía la idea para su uso en aviones de pasajeros. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

La introducción de misiles balísticos intercontinentales (ICBM) exitosos en funciones ofensivas acabó con todo interés en los conceptos de bombarderos de planeo, al igual que el satélite de reconocimiento para las funciones de avión espía. El caza espacial X-20 mantuvo el interés durante la década de 1960, pero finalmente fue víctima de recortes presupuestarios; tras otra revisión en marzo de 1963, Robert McNamara canceló el programa en diciembre, señalando que, después de haber gastado 400 millones de dólares, aún no tenían una misión que cumplir. ^{[ 15 ]}

Durante la década de 1960, el concepto de planeo con salto despertó interés no como una forma de extender el alcance, lo cual ya no era una preocupación con los misiles modernos, sino como la base para vehículos de reentrada maniobrables para misiles balísticos intercontinentales (ICBM). El objetivo principal era que el vehículo de reentrada cambiara su trayectoria durante la reentrada para que los misiles antibalísticos (ABM) no pudieran rastrear sus movimientos con la suficiente rapidez para una interceptación exitosa. El primer ejemplo conocido fueron las pruebas Alpha Draco de 1959, seguidas por la serie de pruebas del Vehículo de Reentrada con Impulso y Planeo (BGRV), ASSET ^{[ 16 ]} y PRIME ^{[ 17 ]} .

Esta investigación se utilizó finalmente en el vehículo de reentrada MARV del Pershing II . En este caso, no hay una fase de planeo prolongada; la ojiva utiliza sustentación solo durante períodos cortos para ajustar su trayectoria. Esto se utiliza al final del proceso de reentrada, combinando datos de un sistema de navegación inercial Singer Kearfott con un radar activo Goodyear Aerospace . ^{[ 18 ]} Se han desarrollado conceptos similares para los misiles balísticos de teatro de la mayoría de las naciones con armas nucleares .

La Unión Soviética también había invertido algunos esfuerzos en el desarrollo del MARV para evitar los ABM estadounidenses, pero el cierre de las defensas estadounidenses en la década de 1970 significó que no había razón para continuar este programa. Las cosas cambiaron en la década de 2000 con la introducción de la Defensa de Intervalo de Curso Medio Terrestre de EE. UU. , lo que llevó a Rusia a reactivar este trabajo. El vehículo, conocido como Objeto 4202 en la era soviética, fue reportado en octubre de 2016 como una prueba exitosa. ^{[ 19 ]} El sistema fue revelado públicamente el 1 de marzo de 2018 como el vehículo hipersónico de planeo (HGV) Avangard ( en ruso : Авангард ; en inglés: Vanguard ), que entró oficialmente en servicio activo como carga útil de ICBM el 27 de diciembre de 2019. ^{[ 20 ]} Vladimir Putin anunció que Avangard había entrado en producción en serie, afirmando que su maniobrabilidad lo hace invulnerable a todas las defensas antimisiles actuales. ^{[ 21 ]}

China también ha desarrollado una ojiva de planeo propulsado, la DF-ZF (conocida por la inteligencia estadounidense como "WU-14"). ^{[ 22 ]} A diferencia de los diseños MARV de EE. UU. y Rusia, el objetivo principal de la DF-ZF es utilizar el planeo propulsado para extender el alcance mientras vuela a altitudes más bajas que las que se usarían para alcanzar el mismo objetivo utilizando una trayectoria puramente balística. Esto tiene como objetivo mantenerla fuera del alcance de los radares del Sistema de Combate Aegis de la Armada de EE. UU. el mayor tiempo posible y, por lo tanto, disminuir el tiempo que tiene ese sistema para responder a un ataque. La DF-ZF fue presentada oficialmente el 1 de octubre de 2019. Esfuerzos similares por parte de Rusia llevaron a los proyectos de prueba hipersónicos Kholod y GLL-8 Igla , y más recientemente al vehículo hipersónico de planeo Yu-71 que puede ser transportado por el RS-28 Sarmat . ^{[ 23 ] [ 24 ]}

El sistema de planeo impulsado se convirtió en un tema de interés como posible solución al requisito del Ataque Global Rápido (PGS) de Estados Unidos, que busca un arma capaz de alcanzar un objetivo en cualquier parte del planeta en el plazo de una hora tras su lanzamiento desde Estados Unidos . El PGS no define el modo de operación, y los estudios actuales incluyen la ojiva de planeo impulsado del Arma Hipersónica Avanzada , el avión hipersónico Falcon HTV-2 y misiles lanzados desde submarinos. ^{[ 25 ]} Lockheed Martin está desarrollando este concepto como el misil hipersónico AGM-183A ARRW . ^{[ 26 ]}

La técnica fue utilizada por la serie soviética Zond de naves espaciales circumlunares, que realizaban un salto antes del aterrizaje. En este caso, se requería un salto real para permitir que la nave alcanzara las zonas de aterrizaje de mayor latitud. Zond 6 , Zond 7 y Zond 8 realizaron entradas con salto exitosas, aunque Zond 5 no lo hizo. ^{[ 27 ] [ 28 ]} La Chang'e 5-T1 , que voló perfiles de misión similares a los de Zond, también utilizó esta técnica.

El Módulo de Comando Apolo utilizó un concepto similar a un salto para reducir las cargas térmicas en el vehículo al extender el tiempo de reentrada, pero la nave espacial no volvió a salir de la atmósfera y ha habido un debate considerable sobre si esto lo convierte en un verdadero perfil de salto. La NASA se refirió a él simplemente como "entrada con sustentación". Un verdadero perfil de múltiples saltos se consideró como parte del concepto de Guía de Salto Apolo, pero este no se utilizó en ningún vuelo tripulado. ^{[ 29 ]} El concepto sigue apareciendo en vehículos más modernos como la nave espacial Orión , que realizó la primera entrada de salto estadounidense en la misión Artemis 1 , utilizando computadoras a bordo. ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

• Neufeld, Michael (1995). El cohete y el Reich: Peenemünde y el advenimiento de la era de los misiles balísticos . Simon and Schuster. ISBN 9780029228951.
• Yengst, William (abril de 2010). Lightning Bolts: First Maneuvering Reentry Vehicles . Tate Publishing. ISBN 9781615665471.