RLV-TD, el pequeño avión espacial de India

 

India acaba de aprobar la construcción del lanzador reutilizable RLV-TD (Reusable Launch Vehicle Test Demonstrator). Como su nombre indica, el RLTV-TD es un demostrador tecnológico y no una nave espacial "de verdad", pero no por ello es menos interesante. Su objetivo: probar las tecnologías relacionadas con el futuro sistema AVATAR.

El demostrador tecnológico RLV-TD (ISRO). 

Otro diseño del RLV-TD (The Hindu).

Desde hace años, una de las prioridades de la agencia espacial india (ISRO) es crear un transbordador espacial totalmente reutilizable de una sola etapa. Este sistema SSTO (Single Stage To Orbit) se conoce popularmente como AVATAR y utilizará una combinación de motores cohetes y scramjet para alcanzar el espacio. Obviamente, AVATAR es un proyecto demasiado ambicioso para el programa espacial indio, así que la ISRO ha decidido crear primero un sistema de lanzamiento espacial reutilizable de dos etapas denominado -no muy originalmente- como TSTO (Two Stage To Orbit). A este sistema a veces también se le llama AVATAR, pero lo cierto es que son dos programas distintos. TSTO despegará verticalmente y estará formado por una primera etapa alada reutilizable capaz de alcanzar Mach 8 y una segunda etapa que situaría la carga útil de una tonelada en órbita.

Sistema TSTO (ISRO).

Esquema de lanzamiento del TSTO (ISRO).

Por lo tanto, la ISRO quiere usar primero el RLV-TD para desarrollar los motores scramjet y otras tecnologías de los programas AVATAR y TSTO. RLV-TD estudiará las distintas fases de una misión espacial en cuatro pruebas distintas llamadas HEX (Hypersonic Flight Experiment), LEX (Landing Experiment), REX (Return Flight Experiment) y SPEX (Scramjet Propulsion Experiment).

En la prueba suborbital HEX, el RLV-TD alcanzará una altura de 60 kilómetros mediante un cohete de combustible sólido PSOM (usado en el lanzador PSLV) y regresará planeando a velocidades hipersónicas para después realizar un amerizaje controlado en el Océano Índico mediante paracaídas. Durante LEX se probará la capacidad del RLV-TD para aterrizar planeando a velocidades subsónicas en una pista convencional. Para esta prueba, el RLV-TD irá equipado con un tren de aterrizaje y será transportado mediante un avión hasta unos diez kilómetros de altura. Durante REX se dotará al RLV-TD con motores a reacción de tal modo que será capaz de despegar y aterrizar por sus propios medios. La última prueba, SPEX, se dedicará a probar el motor scramjet del programa AVATAR.

El RLV-TD en configuración de lanzamiento para la prueba HEX (ISRO).

Esquema de la prueba HEX con el RLV-TD (The Hindu/ISRO).

Pruebas HEX y SPEX (ISRO).

Sistema de propulsión scramjet durante la prueba SPEX (ISRO).

Aunque bien es cierto que el programa RLV-TD ya acumula un retraso de varios años, la verdad es que el compromiso de la ISRO para crear un vehículo espacial reutilizable parece hecho a prueba de bombas. Personalmente, me parece infinitamente más interesante el RLV-TD que otros proyectos aeroespaciales "de futuro" muchos más mediáticos, como la Space Ship Two, por ejemplo. Esperemos que algún día AVATAR sea una realidad.

Buscando aplicaciones para el futuro cohete gigante SLS

 

El SLS (Space Launch System) es el cohete de la NASA que debe sustituir al transbordador espacial. Se trata de un lanzador gigante con capacidad para colocar en órbita baja entre 70 y 130 toneladas usando tecnologías derivadas del programa shuttle. El SLS será el cohete más grande en servicio y permitirá mantener operativas las instalaciones del Centro Espacial Kennedy de la NASA, entre muchas otras. Sin embargo, hay un grave problema y es que nadie sabe qué hacer con el SLS.

Un SLS Block 1 con una nave tripulada Orión en la rampa 39B del Centro Espacial Kennedy (NASA).

O mejor dicho, nadie sabe qué hacer con el dinero destinado al programa. Con el presupuesto actual, misiones tripuladas de alunizaje o a Marte son meras fantasías. La situación recuerda vagamente a lo sucedido con el transbordador a mediados de los años 70, cuando se canceló el programa de la estación espacial que la NASA planeaba poner en órbita por entonces y que se había esgrimido como la principal justificación para la lanzadera espacial. Para salir del atolladero, se decidió que el shuttle lanzaría todos y cada uno de los satélites norteamericanos, retirando a los lanzadores desechables convencionales. En el caso del SLS, la situación es mucho peor, puesto que el programa ha nacido sin un objetivo claro desde el principio.

De entrada, la NASA quiere usar el SLS para lanzar la nave tripulada MPCV-Orión hacia la Luna o a la ISS. De hecho, una misión tripulada a la Luna podría tener lugar en una fecha tan temprana como 2019. El problema es que se hace difícil justificar la existencia de un sistema de lanzamiento tan increíblemente caro que se limita a repetir los logros del Apolo 8 medio siglo después. Si echamos un vistazo al calendario provisional -muy provisional- de lanzamientos del SLS, veremos algo así:

Los Block 1, Block 1A y Block 2 son las distintas versiones del SLS, con capacidad para 70, 100 y 130 toneladas en LEO, respectivamente.

En el calendario anterior salta a la vista que la mayoría de misiones del SLS serán "misiones de carga", pero obviamente están aún por determinar. Y es que cualquier carga de semejantes dimensiones tendría un presupuesto asociado igual de grande. No existen las "cargas simples y baratas", así que nos podemos olvidar de telescopios espaciales gigantes o cosas por el estilo (pero estaría bien, ¿eh?). De todas formas, la cofia de 8,4-10 metros de diámetro del SLS tiene una enorme capacidad. Una opción sería mandar módulos tipo MPLM a la ISS con víveres para varios años o bien lanzar una o varias sondas a los planetas exteriores. El SLS permitirá dejar atrás las complejas carambolas gravitatorias que necesitan algunas sondas para llegar a su destino, pero la pega es que el coste del lanzamiento de cada SLS podría ser comparable al presupuesto de la propia nave, así que es difícil ver las ventajas de esta aplicación.

SLS Block 1(izquierda) y SLS Block 2 (derecha) (NASA).

SLS Block 2 (NASA).

Contenedor con módulos para la ISS usando un ATV europeo como sistema de propulsión. El SLS podría lanzar este vehículo (NASA).

En lo que se refiere a los vuelos con el MPCV, en las misiones lunares la Orión sería lanzada mediante el SLS Block 1 con una tercera etapa criogénica iCP (interim Cryogenic Stage), mientras que las versiones Block 1A y Block 2 usarían una CPS, más capaz. Se están estudiando misiones de sobrevuelo y orbitales. En el primer caso, la Orión, con dos o cuatro astronautas a bordo, tardaría 3 o 4 días en llegar a la Luna y el mismo tiempo en regresar a la Tierra, pasando a unos pocos cientos o miles de kilómetros de nuestro satélite. Para las misiones en órbita lunar, las etapas iCPS y CPS se usarían para colocar la Orión en órbita lunar. La carga útil de la Orión más la CPS en estas misiones sería de unas 66 toneladas. Las misiones tripuladas a la órbita geoestacionaria también podrían ser una aplicación para el SLS. En este caso se efectuarían dos lanzamientos con una carga de 110 toneladas cada uno. En el primero se pondría en órbita una etapa CPS con un contenedor de carga y en el segundo despegaría una Orión tripulada con otra CPS. La tripulación se dedicaría a supervisar el despliegue de satélites, repararlos o modificar su órbita.

Despegue de una Orión con un SLS Block 1A (NASA).

Orión en la Luna (NASA).

Una vez introducido el SLS Block 2 allá por el lejano 2032, un aparato similar en prestaciones al Saturno V, se podrían llevar a cabo vuelos tripulados y con carga al mismo tiempo. Para efectuar misiones a asteroides cercanos, serían necesarios un mínimo de tres lanzamientos del SLS. No se descarta usar el SLS para vuelos tripulados a la ISS, en cuyo caso la Orión volaría sin ninguna etapa propulsiva adicional.

El SLS se ensamblará en el interior del edificio VAB del Centro Espacial Kennedy de forma parecida a cómo se integraba el transbordador espacial y se trasladará hasta la rampa de lanzamiento 39B sobre una torre de servicio móvil (ML, Mobile Launcher) no muy diferente de la usada para el Saturno V. No se planea usar la rampa 39A para el programa SLS por culpa de las limitaciones presupuestarias. El siguiente vídeo ilustra estas operaciones perfectamente:

Visto lo visto, el problema de la NASA no es tanto sacar adelante el SLS como buscar una justificación para su existencia. Se admiten ideas.

Traslado del SLS a la rampa 39B (NASA).

In the Shadow of the Moon en español

 

Leo en el blog El Navegante, del gran Manu Arregi, que el documental In The Shadow of the Moon está disponible en Youtube con subtítulos en español. Ya hablé de esta fantástica producción por estos lares hace ya casi cuatro añitos -como pasa el tiempo- y sigo pensando que es una verdadera joya de visionado imprescindible para cualquier aficionado a la conquista del espacio en general y al programa Apolo en concreto. Como lo vi ya crecidito, quizás no me impresionó tanto como el mítico Para toda la humanidad y su inigualable banda sonora de Brian Eno, pero es una gran obra. Que ustedes lo disfruten como regalo de los Reyes espaciales.

Volcanes en Mercurio

 

Poco a poco, la sonda MESSENGER de la NASA está descubriendo cosas muy interesantes sobre Mercurio. Para la mayoría, el planeta más pequeño del Sistema Solar es una especie de copia a gran escala de la Luna, pero si nos acercamos lo suficiente las diferencias se hacen evidentes.

Mercurio en falso color visto por MESSENGER. La mancha brillante en la parte superior es la cuenca de impacto Caloris (NASA).

En enero de 2008, durante uno de los sobrevuelos de Mercurio que realizó la sonda antes de su inserción orbital, MESSENGER captó un extraño cráter situado en el borde de la cuenca de impacto de Caloris. Caloris, con 1550 kilómetros de diámetro, es una de las cuencas más grandes del Sistema Solar. En aquel momento, la resolución de la imagen no superaba los 270 metros por píxel, dificultando la interpretación de la estructura. Para intentar aclarar el misterio, el pasado junio -con la sonda ya situada en órbita alrededor de Mercurio-, MESSENGER obtuvo una nueva imagen con una resolución de 28 metros por píxel. El resultado, lo podemos ver a continuación:

¿Un volcán mercuriano? Imagen de MESSENGER obtenida el pasado junio (NASA).

Imagen de contexto del volcán captada por MESSENGER en 2008 (NASA).

¿Y qué es lo que vemos en la fotografía? Pues con toda seguridad, un volcán mercuriano. Con una "caldera" de 23 kilómetros de diámetro, la estructura es relativamente reciente, como se puede deducir por la ausencia de cráteres de impacto en su interior. Nadie sabe cómo se han formado estos volcanes tan jóvenes en un mundo que se supone geológicamente muerto, pero está claro que no es el único. Ya en septiembre de 2009 pudimos ver otro volcán muy parecido. MESSENGER descubrió hace tres años que la mayor parte de cuencas de impacto del planeta -incluyendo Caloris- están cubiertas por lava con bajo contenido en hierro, lo que sugiere una violenta y reciente actividad volcánica a escala planetaria. Por otro lado, el espectrómetro de rayos X a bordo de la sonda ha medido las abundancias relativas de magnesio, aluminio, calcio y silicio del regolito mercuriano, descubriendo que la composición media de algunas zonas de la superficie es muy diferente a las rocas lunares, muy ricas en feldespato. Eso sí, las lavas mercurianas no se diferencian mucho de los basaltos que componen los mares lunares.

Otro posible volcán mercuriano visto en 2009 (NASA).

Estos volcanes tienen un origen claramente explosivo, a diferencia del otro gran misterio descubierto por la MESSENGER, las "cavidades" o hollows. Las cavidades son depósitos con diámetros de varios cientos de metros formados por materiales de color claro depositados en el interior de cráteres de impacto de gran tamaño. Nadie sabe qué son exactamente, pero se cree que quizás podrían haberse formado por la acción de géiseres de hidrógeno.

Pico central del cráter Eminescu con las misteriosas cavidades (NASA).

Cavidades en falso color en el cráter Raditladi (NASA).

Cavidades en el cráter Tyagaraja (NASA).

Detalles de cavidades con una resolución d e15 metros por píxel (NASA).

Pico central del cráter Degas con materiales de color claro (NASA).

MESSENGER nos está descubriendo un mundo completamente distinto a lo que esperábamos. Lejos de ser una "Luna grande", Mercurio es un mundo activo que aún guarda muchos misterios. Por cierto, hablando de misterios, ¿confirmará MESSENGER la presencia de glaciares en los polos de Mercurio? Estaremos atentos.

El cráter Apollodorus en medio de las Pantheon Fossae, unas misteriosas estructuras tectónicas apodadas como "la araña" (NASA).

El futuro del programa espacial chino

Durante 2011 China llevó a cabo 19 lanzamientos espaciales, superando por primera vez a los Estados Unidos en el número de misiones orbitales. Actualmente, China es junto a Rusia la única nación de la Tierra capaz de poner un hombre en el espacio por sus propios medios. Impresionante, sin duda. No es de extrañar por tanto que muchos medios hablen de proyectos espaciales chinos que involucran bases en la Luna o misiones tripuladas a Marte. ¿Pero qué hay de cierto en todo esto?¿Qué planea hacer China en el espacio durante los próximos diez años?

Sorprendentemente, y pese al aparente secretismo oficial, las líneas generales de los planes chinos en el espacio son de sobra conocidos, por lo menos para aquellos que se molesten en consultar fuentes en mandarín. Por supuesto, es imposible predecir con exactitud todos los avances en política espacial de la nación, pero lo mismo puede decirse de cualquier otro país. En esta entrada intentaremos resumir los planes de China en el espacio durante los próximos diez años.

La nave Shenzhou-8 se acopló a la estación Tiangong-1 en 2011.

Organización

La estructura del programa espacial chino parece tremendamente enrevesada para un observador externo, ya que carece de una organización central que gestione y coordine la política espacial del país. La agencia espacial china CNSA (China National Space Administration/国家航天局) es solamente uno más de los diversos centros de poder que dirigen el programa espacial chino y en modo alguno es comparable a la NASA norteamericana o a la ESA europea.

Hasta 1993, el programa espacial estaba controlado directamente por el Ministerio de Industria Aeroespacial, pero ese año se decidió dividir sus competencias entre la CNSA y CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation/中国航天科技集团公司), antes conocida como CAIC. CNSA y CASC son hoy en día las dos organizaciones que controlan el programa espacial chino y responden directamente ante la Administración Estatal de Ciencia, Tecnología e Industria para la Defensa Nacional (SASTIND/国家国防科技工业局, antes de 2008 denominada COSTIND), perteneciente al Ministerio de Industria y Tecnologías de la Información (MIIT).

CNSA y CASC son las organizaciones que controlan el programa espacial chino.

Los papeles de ambas organizaciones no están definidos. En un principio, la CNSA debía ser la encargada de sentar las bases de la política espacial, mientras que CASC debía ser su brazo ejecutor. CASC incluye casi todas las organizaciones, institutos y empresas estatales relacionadas con el esfuerzo espacial chino, así que no es de extrañar que en realidad haya sido CASC la que terminase por dirigir el programa espacial y no la CNSA. En la actualidad, la CNSA se encarga principalmente de promover y supervisar los acuerdos internacionales en materia espacial, además de gestionar la cooperación con otros países y representar al gobierno chino en el extranjero. En definitiva, un papel muy parecido al de la agencia Glavkosmos en tiempos soviéticos. El único aspecto de la política espacial china aparentemente controlado en exclusiva por la CNSA es el programa de exploración lunar.

Para complicar las cosas, CASC no es para nada una organización monolítica. Más bien podría decirse que es una confederación difusa de varios centros y empresas estatales, cada uno de ellos con sus propios intereses, a veces contrapuestos. Dentro de CASC podemos destacar tres organizaciones principales: CALT, SAST y CAST. No hay que dejarse llevar por la confusión: a pesar de que sus siglas son muy parecidas, juegan un papel muy diferente.

CALT (China Academy of Launch Vehicle Technology/中国运载火箭研究院) es el principal complejo aeroespacial del país. Conocida en los años 50 como La Primera Academia (一院), ha sido la encargada de desarrollar la mayoría de cohetes Larga Marcha (CZ-1, CZ-2 y CZ-3), incluyendo el futuro lanzador Larga Marcha CZ-5, además de los misiles Dongfeng (DF-1 al DF-5) y Julang. No en vano, fue creada en 1957 con el objetivo de desarrollar el primer misil intercontinental (ICBM) chino. Hoy en día cuenta con toda una red de centros y fábricas repartidas por todo el país, pero su sede está en Pekín.

SAST (Shanghai Academy of Spaceflight Technology/上海航天技术研究院) es el segundo gran complejo industrial del programa espacial chino. Denominada La Octava Academia (八院) en sus comienzos, fue creada en 1961 para contrarrestar el peso de CALT como resultado de varias intrigas políticas. En un principio, el cometido de SAST fue crear el ICBM Fengbao-1 para complementar a la serie de misiles Dongfeng del CALT. Posteriormente, fue la encargada del desarrollo de los Larga Marcha CZ-4 y CZ-2D, además de participar en el diseño de la familia CZ-3, las naves tripuladas Shenzhou y el programa de estaciones espaciales Tiangong. SAST también construye diversos tipos de satélites. La rivalidad entre CALT y SAST se mantiene hoy en día y no deja de ser un reflejo a nivel espacial del enfrentamiento entre Pekín y Shanghai, los dos centros urbanos más importantes del país.

Por último, CAST (China Academy of Space Technology/中国空间技术研究院) es el complejo encargado de la fabricación de la mayoría de satélites chinos. Conocida originalmente como La Quinta Academia (五院), CAST construyó el primer satélite artificial chino, el DFH-1(Dongfang Hong 1, "el este es rojo") y los satélites espías FSW con cápsulas recuperables. Actualmente, participa en numerosos proyectos, incluyendo los satélites Fengyun, Ziyuan, Beidou y Tianlian, además de las sondas lunares Chang'e. También es el "contratista principal" de los programas tripulados Shenzhou y Tiangong. No obstante, el monopolio de CAST en la fabricación de satélites espaciales chinos se ha debilitado y numerosas empresas compiten por ocupar su lugar, especialmente SAST.

Si todo esto parece complejo, es porque lo es. Pero aún hay más. Porque aunque CALT, SAST y CAST son los principales fabricantes de vehículos espaciales, la gestión comercial de los mismos corre a cargo de otra empresa estatal denominada CGWIC (China Great Wall Industry Corporation/中国长城工业总公司), también dependiente de CASC. Es decir, si quieres lanzar tu satélite en un cohete chino (o quieres que China te construya uno), tienes que contactar con CGWIC. Por último, hay que tener en cuenta a CASIC (China Aerospace Science and Industry Corp/中国航天科工集团公司), otra empresa de CASC encargada de varios proyectos militares y espaciales, incluyendo el desarrollo de los cohetes de combustible sólido Kaituozhe ("pionero").

Organigrama de las organizaciones del programa espacial chino (fuente).

Instalaciones

China cuenta con nada más y nada menos que tres centros espaciales en activo: Xichang, Taiyuan y Jiuquan. El Centro Espacial de Xichang (XSLC/西昌卫星发射中心) es el que se encuentra situado más al sur, en la provincia de Sichuan, y por eso se usa para lanzamientos a la órbita geoestacionaria y misiones lunares. Desde el XSLC se lanzan los cohetes Larga Marcha CZ-2C, CZ-2D, CZ-3A, CZ-3B y CZ-3C. El Centro Espacial de Taiyuan (TSLC/太原卫星发射中心) está localizado más al norte, en la provincia de Shanxi y se emplea mayoritariamente para lanzamientos en órbita polar usando los lanzadores pequeños Larga Marcha CZ-4B, CZ-4C y CZ-2D. Por último, el centro de Jiuquan (JSLC/酒泉卫星发射中心) está situado en Mongolia Interior y se utiliza para las misiones tripuladas Shenzhou y Tiangong a bordo de cohetes CZ-2F. Desde Jiuquan también despegan CZ-2C, CZ-2D y CZ-4C.

Centros de lanzamiento en China (CALT).

Desde 2007, China está construyendo el Centro Espacial de Wenchang (WSLC/文昌卫星发射中心) en la isla de Hainán, situada al sur del país. Wenchang será usado para los lanzamientos de la nueva generación de cohetes Larga Marcha, los CZ-5, CZ-6 y CZ-7. El cohete CZ-5 será el más grande construido por China y contará con una etapa central de cinco metros de diámetro. Por este motivo, no es posible trasladar estas etapas por ferrocarril como se hace en la actualidad. Los futuros cohetes Larga Marcha se construirán en el complejo del CALT situado en la ciudad de Tianjin -cerca de Pekín- y serán trasladados hasta Wenchang en barco. Wenchang debe sustituir en el futuro al centro espacial de Xichang en las misiones a la órbita geoestacionaria, aunque China ha declarado que el XSLC permanecerá activo como centro de reserva. A pesar de que el CZ-5 se usará para poner en órbita a las estaciones espaciales chinas de nueva generación, se espera que las misiones tripuladas continúen despegando de Jiuquan, por lo menos a medio plazo.

Instalaciones del futuro centro de Wenchang para los Larga Marcha CZ-5, CZ-6 y CZ-7 (www.9ifly.com).

Para la gestión de las misiones espaciales, el programa espacial chino cuenta con dos centros de control principales, localizados en Pekín y Xian. Desde 1988, el Centro de Control de Satélites de Xian (XSCC) se encarga de la práctica totalidad de misiones espaciales chinas, con un énfasis especial en los satélites geoestacionarios. Por contra, el Centro Aeroespacial de Pekín (BACC) -inaugurado en 1998- es el encargado de dirigir las misiones tripuladas. Ambos centros hacen uso de una red de más de diez estaciones terrestres de seguimiento. Siete de estas estaciones están situadas en China (Weinan, Changchun, Kashi, Minxi, Xiamen, Nanjing y Qingdao), mientras que cuatro se encuentran en el extranjero: Karachi (Pakistán), Malindi (Kenya), Swakopmund (Namibia) y Santiago (Chile).

Centro de control de Pekín (www.news.cn).

China cuenta también con dos estaciones terrestres móviles en Heitian y Siziwangqi, además de los buques de seguimiento Yuanwang-5 y Yuanwang-6. Los barcos Yuanwang fueron botados en 2007 y 2008, respectivamente. Tienen una eslora de 222,2 metros y desplazan 25000 toneladas. El Yuanwang-6 incluye además un centro de control que ocupa dos cubiertas. De todas formas, China planea reducir considerablemente su dependencia de las estaciones terrestres con la introducción de los satélites de retransmisión Tianlian, equivalentes al sistema TDRSS norteamericano.

El Yuanwang-6.

Los centros de lanzamiento y las estaciones de seguimiento dependen de la organización CLTC (China Satellite Launch and Tracking Control), dependiente de SASTIND.

Cohetes

La familia Larga Marcha (Chang Zheng/长征 o Long March) continúa siendo la espina dorsal del esfuerzo espacial chino. Pese a todo, el cohete chino más potente (el Larga Marcha CZ-3B) sólo es capaz de poner un máximo 12 toneladas en órbita baja (LEO), lo que sitúa a China claramente por detrás de Rusia, EEUU, Japón y Europa, todas ellas potencias espaciales que poseen lanzadores con capacidad para colocar más de 20 toneladas en LEO.

Familia de cohetes Larga Marcha (CALT).

Lanzamiento de la estación espacial Tiangong-1 mediante un CZ-2F/G.

Para remediar esta situación, China introducirá a lo largo de esta década el Larga Marcha CZ-5. Desarrollado por CALT, el CZ-5 podrá situar un máximo de 25 toneladas en LEO y hasta 14 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) lanzado desde Wenchang. El CZ-5 tiene un diseño modular, lo que permitirá crear toda una familia de cinco lanzadores con capacidades distintas. El módulo central de la primera etapa (H-5-1) tiene un diámetro de cinco metros y usará combustibles criogénicos (hidrógeno y oxígeno líquidos) con dos motores YF-77 de 50-67,3 toneladas de empuje y un impulso específico de 335-428 segundos.

Larga Marcha CZ-5.

Versiones del CZ-5.

Alrededor de la etapa central se situarán cuatro aceleradores de dos tipos diferentes. Los aceleradores K-3-1 tendrán un diámetro de 3,35 metros y usarán dos motores YF-100 de kerolox (queroseno y oxígeno líquido). Los aceleradores más pequeños serán los K-2-1, de 2,25 metros de diámetro, que estarán dotados de un único YF-100. Cada YF-100 tiene un empuje de 120 toneladas y un impulso específico de 300-336 segundos. Para las versiones con una tercera etapa (H-5-2) se usará el motor criogénico YF-75D, una versión mejorada del YF-75 que actualmente se usa en los CZ-3. El primer lanzamiento de un Larga Marcha CZ-5 (CZ-5D) desde Wenchang tendrá lugar en 2015.

Los módulos K-3 servirán de base para la familia de lanzadores Larga Marcha CZ-7. Desarrollados también por CALT, los CZ-7 serán cohetes de kerolox con una capacidad máxima en LEO de 13,7 toneladas, por lo que sustituirán a los Larga Marcha de prestaciones similares (CZ-2F o CZ-3B) actualmente en servicio. Los CZ-7 dispondrán de una segunda etapa (K-3-2) con un motor de kerolox YF-115, de 15 toneladas de empuje. En el futuro, los CZ-7 serán los encargados de lanzar las naves tripuladas Shenzhou desde Wenchang.

Por último, los módulos K-2 se usarán para formar la familia de pequeños lanzadores Larga Marcha CZ-6. Desarrollados por SAST, los CZ-6 serán usados para situar cargas de una tonelada en órbitas polares heliosíncronas (SSO), una tarea que actualmente realizan los CZ-4. Los CZ-6, al igual que las versiones para órbitas SSO de los CZ-5 y CZ-7, emplearán una etapa superior con motores YZ-1 o YZ-2 de keroseno y peróxido de hidrógeno. En este punto es importante destacar que hasta hace poco tiempo se pensaba que la familia de lanzadores más pequeños se llamaría CZ-7, no CZ-6. Se desconoce aún el porqué de este cambio de denominación.

De izquierda a derecha: Larga Marcha CZ-5, CZ-7 y CZ-6.

Distintos módulos de los CZ-5, CZ-6 y CZ-7.

Los lanzadores CZ-5, CZ-6 y CZ-7 usarán todos ellos combustibles "limpios" (criogénicos o kerolox), más eficientes y menos peligrosos que los combustibles hipergólicos empleados en los Larga Marcha actuales. Esta nueva generación de lanzadores debe sustituir a todos los Larga Marcha CZ-2, CZ-3 y CZ-4, aunque no está claro hasta cuándo se mantendrán ambas familias en funcionamiento.

Los motores YF-77 e YF-100 representan un gran salto adelante para China, pero debemos tener en cuenta que sus prestaciones son bastante limitadas. El motor criogénico YF-77 presenta un empuje equivalente a casi la mitad del desarrollado por el LE-7A japonés o el Vulcain europeo, motivo por el cual se empleará en conjuntos de dos unidades. Igualmente, el motor de kerolox YF-100 es apenas comparable al RD-107A empleado en los Soyuz. Aunque se  han propuesto motores de kerolox de alto empuje (YF-330 e YF-660), parecidos a los RD-180 o RD-171 rusos, por ahora no son más que proyectos. Debemos tener esto en cuenta a la hora de recordar las posibilidades de desarrollo de un lanzador chino de gran capacidad.

Motor criogénico YF-77.

Motor de kerolox YF-100.

En estos momentos no existe ningún proyecto de supercohete chino, aunque es muy probable que a lo largo de esta década se lleven a cabo estudios de viabilidad, tal y como se recoge en los documentos oficiales. Recientemente se ha propuesto deforma no oficial un cohete con capacidad de 50 toneladas en LEO denominado CZ-5DY que usaría tecnología del CZ-5 y no necesitaría motores más potentes que los YF-77 o YF-100. Usando este lanzador, China podría llevar a cabo misiones tripuladas a la órbita lunar sin problemas. De todas formas, la prioridad actual es sacar adelante las familias CZ-5, CZ-6 y CZ-7. Cualquier proyecto de cohete gigante deberá esperar a que estos lanzadores estén operativos, algo que no ocurrirá hasta finales de la década.

CZ-5DY con capacidad para 50 toneladas.

Propuesta de cohete gigante para el programa lunar (derecha).

Además de los Larga Marcha, la empresa CASIC está desarrollando la serie de cohetes de combustible sólido Kaituozhe (开拓者, "pionero"). El malogrado Kaituozhe-1 (KT-1) debía haber sido capaz de poner hasta 50 kg de carga útil en una órbita polar de 600 km de altura. Aunque este proyecto no salió adelante, CASIC ha propuesto recientemente los lanzadores KT-1A, KT-1B y KT-2. Teniendo en cuenta que los KT más grandes entrarían en competencia directa con los Larga Marcha CZ-6, el futuro de estos lanzadores es bastante dudoso.

Cohetes Kaituozhe (www.9ifly.com).

Kaituozhe-2A (www.9ifly.com). 

Relacionado con la serie KT existe otro proyecto de cohete lanzado desde un avión, aunque se desconoce el estado de este "Pegasus oriental". Igualmente, no está claro qué papel debe jugar en el futuro el avión espacial Shenlong (神龙, "dragón divino"), apodado el "X-34 chino".

El "Pegasus chino" (www.9ifly.com).



El misterioso proyecto Shenlong (www.9ifly.com).

Satélites

China ha desarrollado en los últimos años un enorme número de proyectos espaciales en órbita terrestre, tanto civiles como militares. Muchos de ellos están basados en las plataformas DFH-3 y DFH-4 construidas por CAST.

El proyecto civil más ambicioso es sin duda el sistema de posicionamiento global Beidou (北斗, "Osa Mayor"), COMPASS en inglés. La constelación Beidou 2 -denominada así para distinguirla de los prototipos Beidou 1- espera contar en 2012 con una cobertura regional limitada gracias a 14 satélites: 5 satélites GEO, 5 en órbitas geoestacionarias inclinadas (IGSO) y 4 en órbitas de media altura (MEO). Para 2020 se espera completar la constelación Beidou, con 24 satélites en MEO. China se convertiría así en el cuarto país en disponer de un sistema de posicionamiento global propio, después de los EEUU (GPS), Rusia (GLONASS) y Europa (Galileo). Los satélites Beidou usan la plataforma DFH-3 de CAST.

Constelación Beidou/Compass.

Otra serie que usa la DFH-3 de CAST son los satélites geoestacionarios Tianlian 1 (天联, "vínculo divino"). La red Tianlian permite comunicar los satélites situados en órbita baja con los centros de control chinos sin depender de las estaciones de seguimiento terrestres, un sistema equivalente al TDRSS estadounidense. En 2008 y 2011 se lanzaron dos Tianlian 1 y se espera completar la constelación en 2012. Más adelante se introducirá la red Tianlian 2 operativa, formada también por tres satélites en GEO, aunque basados en la plataforma DFH-4, con más prestaciones.

Precisamente, la plataforma DFH-4 ya ha servido como base para más de quince satélites de comunicaciones geoestacionarios, muchos de ellos construidos para otros países, como el NIGCOMSAT (Nigeria), VENESAT (Venezuela) o Paksat (Paquistán). En los próximos años se introducirá la plataforma DFH-5 para satélites de comunicaciones GEO de nueva generación con una masa de 7,5-8 toneladas.

La red de satélites meteorológicos chinos está formada por dos tipos de satélites, los Fengyun 3 y los Fengyun 4 (风云, "vientos y nubes"). Los Fengyun 3, construidos por SAST, están situados en órbita polar y entre 2008 y 2012 se lanzarán tres unidades. Los Fengyun 4, localizados en GEO, sustituirán a los Fengyun 2 y entrarán en servicio en 2015.

Otro aspecto importante son los satélites de observación de la Tierra, entre los que destacan la serie CBERS (China-Brazil Earth Remote-Sensing Satellite), desarrollada en colaboración con Brasil. Entre 1999 y 2007 se lanzaron tres satélites CBERS 1 (Ziyuan 1) y entre 2012 y 2016 está previsto el lanzamiento de los CBERS 3 al 6. Además, a partir del CBERS, China ha desarrollado la familia Ziyuan 1C (资源, "recursos"). En 2012 será lanzado el primer Ziyuan 3, un satélite para realizar mapas estereoscópicos de la superficie terrestre (la serie Ziyuan 2 estaba formada en realidad por satélites espías de reconocimiento óptico Jianbing 3). Entre 2011 y 2019, se lanzarán cuatro satélites Haiyang 2 (海洋, "océano"). Construidos por CAST y lanzados en órbita polar, los Haiyang 2 estudian la temperatura de los océanos, la velocidad de los vientos o la altura de las olas, entre otros parámetros. Durante esta década también se estudiarán los océanos gracias a la serie Haiyang 3 y el satélite CFOSat, construido en colaboración con Francia.

Satélite CBERS (www.9ifly.com).



Satélite Haiyang (www.9ifly.com).

En 2012 despegará el primer satélite de la serie Huanjing 1C (环境, "medio ambiente") de CAST, destinado a la obtención de imágenes de la superficie terrestre para uso civil mediante un radar de apertura sintética (SAR). En total se lanzarán cuatro Huanjing 1C, que complementarán a otros cuatro Huanjing 1 para toma de imágenes en el espectro visible.

Huanjing-1C (Gunter's Space Page).

En los próximos diez años está previsto el lanzamiento de un gran número de satélites científicos. En 2012 se espera el lanzamiento del Shijian 10 (实践, "experimento") para experimentos en microgravedad y en los próximos años se ha planeado el desarrollo de una familia de satélites para experimentos en microgravedad que hagan uso de la cápsula recuperable de los antiguos satélites espía FSW. También en 2012, el Shijian 9 probará un sistema de propulsión iónica con motores de xenón.

Los satélites astronómicos chinos más importantes que se lanzarán en esta década son el observatorio de rayos X HXMT (Hard X-ray Modulation Telescope) y el telescopio solar SST (Solar Space Telescope), este último con un espejo de un metro de diámetro. Además destacan las misiones SVOM (Space multi-band Variable Object Monitor) y SMESE (Small Explorer for Solar Eruptions), construidas conjuntamente con Francia).

Observatorio espacial de rayos X HXMT (HXMT). 

Telescopio solar SST (www.9ifly.com).

Satélites militares

Bajo la denominación Yaogan (遥感, "observación remota") se esconden tres series distintas de satélites militares que se diferencian por su clasificación militar Jianbing (JB). Los Jianbing 5 (JB-5, Yaogan 1, 3 y 10) son satélites espías construidos por SAST que usan radares de apertura sintética (SAR) para obtener imágenes del territorio enemigo independientemente de las condiciones climatológicas. La serie Jianbing 7 (Yaogan 6 y 13) también parecen ser satélites SAR. Por otro lado, los Jianbing 6 (JB-6, Yaogan 2, 4, 7 y 11) son satélites espías de reconocimiento óptico construidos por SAST. Esta serie se complementa con los satélites de la familia Jianbing 8 (Yaogan 5 y 12) y los del tipo Yaogan 8, también de reconocimiento óptico. Por último, los Yaogan 9 (tres lanzados hasta la fecha) parecen ser satélites de guerra electrónica (ELINT) para vigilar los movimientos de flotas enemigas en alta mar.

Satélites Jianbing-5 de observación SAR (Gunter's Space Page).

Igualmente, con el nombre Shijian (实践, "experimento") se han lanzado varias series de satélites militares. Los Shijian 6 (ocho lanzados entre 2004 y 2010) se cree que son satélites de guerra electrónica (ELINT), mientras que los Shijian 11 (cuatro lanzados en 2009-2011) parecen ser ser satélites de alerta temprana. En abril de 2010, el Shijian 12 se aproximó y -quizás- acopló con el Shijian 6-6. Todavía se especula si se trató de una prueba de un sistema ASAT (antisatélite) o de un proyecto para espiar satélites enemigos de cerca. Destacan también los programas de satélites de comunicaciones militares Fenghuo (风火, "aire y fuego", para comunicaciones tácticas) y Shentong (神通, "mensaje divino", para comunicaciones estratégicas), ambos construidos usando la plataforma DFH-3.

Programa de sondas espaciales

En 2007 y 2010, China lanzó sus primeras sondas lunares, las Chang'e 1 y 2 (嫦娥, la princesa de la Luna en la mitología china), ambas construidas usando la plataforma DFH-3 de CAST. La Chang'e 2 se convirtió en 2011 en la primera nave china en viajar al punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol, situado a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. En 2013 despegará la Chang'e 3, la primera misión china de alunizaje. La Chang'e 3, lanzada por un CZ-3B, contará con un pequeño rover de 120 kg (con 20 kg de instrumentos científicos) que explorará las planicies de Sinus Iridum durante tres meses. Chang'e 4 será una misión similar a la Chang'e 3 y se lanzará en 2015.

Chang'e 2 (CASC).

Chang'e 3 alunizará en Sinus Iridum (www.9ifly.com).

Rover de la Chang'e 3 (www.9ifly.com).

En 2018 despegará mediante un CZ-5 la Chang'e 5, una sonda destinada a la recogida de muestras del suelo lunar y que todavía se halla en fase de definición. La Chang'e 5 usará una etapa de descenso similar a las de las Chang'e 3 y 4, pero contará con una etapa superior para enviar las muestras a la Tierra, de modo similar a las sondas Ye-5-1 soviéticas. La Chang'e 6 será idéntica a la Chang'e 5 y despegará alrededor de 2020.

Chang'e 5 para el retorno de muestras (www.9ifly.com).

En cuanto a misiones más allá de la Luna, tras el fracaso de la Yinghuo-1 a Marte, China está considerando mandar en solitario una sonda hacia el planeta rojo alrededor de 2015 o hacia algún asteroide cercano, aunque todavía no se ha tomado una decisión al respecto.

El programa tripulado

El programa espacial tripulado chino en esta década estará dominado por las estaciones espaciales Tiangong (天宫, "palacio celeste") y las naves tripuladas Shenzhou (神舟, "navío divino"), ambas lanzadas por el cohete Larga Marcha CZ-2F.

Estación Tiangong-1 (Xinhua).

Regreso de la Shenzhou-8 (Xinhua).

En 2011 China lanzó su primera estación espacial, la Tiangong-1 y poco después comprobó el funcionamiento del sistema de acoplamiento andrógino durante la misión no tripulada Shenzhou-8. En 2012 se lanzarán la Shenzhou-9 y la Shenzhou-10, ambas con tripulación. Además, se espera que la Shenzhou-9 incluya la primera mujer astronauta china. Entre 2013 y 2015 se lanzarán las estaciones Tiangong-2 y Tiangong-3. Tiangong-2 será idéntico al Tiangong-1, pero se centrará en la observación de la Tierra e incluirá un brazo robot para experimentos en el vacío. Con una masa de 13 toneladas, el Tiangong-3 podría ser una estación de nueva generación. Sería lanzado por el CZ-5 o el CZ-7 y tendría dos puertos de atraque en vez de uno, aunque este punto no está confirmado. En todo caso, se espera que el Tiangong-3 incorpore prototipos de los sistemas de soporte vital regenerativos que se usarán en la estación espacial de segunda generación. Las Tiangong-2 y 3 serán visitadas por hasta cuatro naves tripuladas como mínimo (Shenzhou 11-14) entre 2013 y 2015.

Posible aspecto del Tiangong-3, con dos puertos de atraque y de 13 toneladas (www.9ifly.com).

El primer módulo de esta estación de segunda generación será lanzado en 2020 por un cohete CZ-5. Este módulo central tendrá una masa de 20 toneladas -frente a las 8,5 toneladas de los Tiangong-1 y 2- y hasta seis puertos de atraque. Sus dimensiones serán de 18,1 x 4,2 metros y presentará un aspecto muy parecido al módulo base de la estación espacial Mir lanzado en 1986. La estación se completará con dos módulos especializados de 20-22 toneladas y 14,4 x 4,2 metros. Estos módulos se acoplarán automáticamente con el puerto delantero de la estación y pasarán a los puertos laterales usando un brazo robot parecido al sistema Lyappa de la estación Mir.

La estación espacial china permanente (www.9ifly.com).

Proyecto alternativo de estación espacial china permanente propuesta por aficionados (fuente).

Las tripulaciones viajarán en naves Shenzhou y para abastecerlas se usarán naves de carga de 13 toneladas basadas en el diseño de las Tiangong. Estas naves tendrán una capacidad de 5,5 toneladas de carga útil y podrán trasvasar combustible a la estación, al igual que las Progress rusas. Serán lanzadas mediante cohetes Larga Marcha CZ-7 desde Wenchang.

Naves de carga de 13 toneladas basadas en las Tiangong suministrarán víveres a la estación.

¿La Luna?

China no tiene por el momento ningún plan oficial de viaje tripulado a la Luna. El White Paper del programa espacial chino hecho público hace unos días deja claro que el país todavía no ha decidido si una misión tripulada a nuestro satélite es una prioridad (o en otras palabras: "China will conduct studies on the preliminary plan for a human lunar landing"). Eso sí, en 2015-2020 China contará con la infraestructura necesaria para realizar un sobrevuelo lunar tripulado, así que no es imposible imaginar que una misión de este tipo sea aprobada antes de 2020. Por el contrario, para una misión de alunizaje, China tendría que desarrollar primero un cohete gigante con una capacidad en órbita baja superior a las 50 toneladas, algo que evidentemente no se puede hacer en un día.

Dentro de unos tres o cuatro años, cuando el CZ-5 haya despegado desde Wenchang, las estaciones Tiangong hayan demostrado su viabilidad y la sonda Chang'e 3 se haya posado en la Luna, quizás las autoridades chinas decidan aprobar algún tipo de programa lunar tripulado. Mientras tanto, deberemos esperar.