Concepto del artista del plano espacial diseñado por Northrop Grumman, con la ayuda de Scaled Composites y Virgin Galactic, para el programa XS-1 de DARPA.
El XS-1 es un avión espacial en desarrollo por los EE. UU. agencia de alta tecnología militar, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA). El objetivo principal del proyecto es reutilizar la nave espacial con frecuencia, con una tasa de lanzamiento propuesta de 10 misiones de un día en solo 10 días. En mayo de 2017, DARPA seleccionó a Boeing como proveedor para las fases 2 y 3. Las peleas de prueba están programadas para 2020. El XS-1 (Experimental Spaceplane 1) está concebido para cargar cargas de menos de $ 5 millones por vuelo, cada una de las cuales pesa entre 3.000 y 5.000 libras. (1,360 a 2,267 kilogramos). Se supone que la nave similar a un avión también vuela más rápido que Mach 10, o 10 veces la velocidad del sonido. «Las tecnologías derivadas del programa XS-1 permitirán capacidades de lanzamiento espacial de rutina con un costo, operatividad y confiabilidad parecidos a los de las aeronaves», decía un anuncio de DARPA de noviembre de 2013 citado en un artículo de 2014 de Space.com. «La intención a largo plazo es que las tecnologías XS-1 se transicionen para soportar no solo el lanzamiento de próxima generación para clientes gubernamentales y comerciales, sino también aviones de alcance global hipersónicos y de acceso espacial».
Décadas de conceptos
Hasta ahora, no ha habido un vehículo espacial totalmente reutilizable debido a una complicación técnica. El transbordador espacial de la NASA, un sistema parcialmente reutilizable, voló 135 veces entre 1981 y 2011. Partes del transbordador espacial tuvieron que ser refabricadas para cada vuelo, como los tanques externos y un cierto número de baldosas para el sistema de protección de reentrada (que se dañarían o caerían durante el aterrizaje). Otros intentos tempranos de reutilización los vehículos de lanzamiento espacial incluyen el X-30 (1980) y el X-33 VentureStar (1990), que nunca voló. DARPA también intentó un programa llamado Acceso receptivo, carga pequeña, lanzamiento asequible (RASCAL) a principios de la década de 2000. Para el XS-1, DARPA anunció originalmente el programa en 2013 y ahora se encuentra en la Fase 2/3. En 2014, DARPA dijo que la reutilización sería de ayuda para lanzamientos rápidos a bajo costo. «En una era de presupuestos decrecientes y capacidades cambiantes de los adversarios, el acceso rápido, asequible y rutinario al espacio es cada vez más crítico para la seguridad nacional y económica», dijo DARPA en un comunicado de prensa de 2014. DARPA señaló que los lanzamientos de satélites en los cohetes deben programarse con años de antelación y costar mucho dinero. «DARPA creó su programa Experimental Spaceplane (XS-1) para ayudar a superar estos desafíos y crear un nuevo paradigma para operaciones espaciales más rutinarias, receptivas y asequibles», agregó la agencia. En 2014, se seleccionaron tres equipos para competir por el contrato de vuelo:
- Northrop Grumman lidera el equipo, con Scaled Composites haciendo montaje de manufactura y Virgin Galactic haciendo operaciones
- Masten Space Systems (líder) y XCOM Aerospace
- Boeing (plomo) y Blue Origin
Las tareas para la Fase 1 incluyeron el desarrollo del vehículo, la búsqueda y reducción del riesgo de crear las tecnologías y procesos «centrales», y la búsqueda de cómo avanzar en la fase de vuelo, dijo DARPA. «DARPA espera que los artistas intérpretes o ejecutantes exploren enfoques técnicos alternativos desde las perspectivas de viabilidad, rendimiento, diseño del sistema y costo de desarrollo y operación. También deben evaluar la idoneidad potencial para oportunidades de transición a corto plazo para usuarios militares, civiles y comerciales «, escribió la agencia. El programa entró en la Fase 2 en 2016. En 2017, DARPA seleccionó a Boeing para construir y probar el XS-1. «El XS-1 no sería ni un avión tradicional ni un vehículo de lanzamiento convencional, sino una combinación de ambos, con el objetivo de reducir los costos de lanzamiento por un factor de diez y reemplazar el frustrante y prolongado tiempo de espera con el lanzamiento bajo demanda», dijo Jess Sponable, gerente del programa DARPA, en un comunicado de prensa de mayo de 2017. «Estamos muy contentos con el progreso de Boeing en el XS-1 hasta la Fase 1 del programa y esperamos seguir colaborando estrechamente en esta nueva progresión financiada para las Fases 2 y 3: fabricación y vuelo».
Desarrollo posterior
El objetivo final del programa de desarrollo es una prueba de vuelo, cuando Boeing y DARPA intentarán hacer 10 lanzamientos en 10 días. Esto sucederá en la Fase 3. Primero, habrá varios vuelos de shakedown, y luego el XS-1 hará múltiples lanzamientos espaciales con velocidades que van desde Mach 5 a Mach 10. El XS-1 también enviará una carga de demostración que tiene una masa de entre 900 y 3.000 lbs. (aproximadamente entre 410 y 1.360 kg). «Si tiene éxito, el programa podría ayudar a habilitar un servicio comercial en el futuro que podría operar con costos recurrentes de tan solo $ 5 millones o menos por lanzamiento, incluido el costo de una etapa superior desechable, suponiendo una tasa de vuelo recurrente de al menos diez vuelos por año – una pequeña fracción del costo de los sistemas de lanzamiento de los EE. UU. el ejército actualmente usa cargas útiles de tamaño similar «, dijo DARPA en su comunicado de prensa de mayo de 2017. (El costo de $ 5 millones es el costo real y no el comercial, dijo DARPA). «Otro objetivo del programa es alentar al sector comercial de lanzamiento más amplio a adoptar enfoques, procesos y tecnologías XS-1 útiles que faciliten el lanzamiento a pedido y un cambio rápido: importantes necesidades militares y comerciales para el siglo XXI. Con ese objetivo, DARPA tiene la intención de publicar los datos seleccionados de sus pruebas de Fase 2/3 y proporcionará a todas las entidades comerciales interesadas las especificaciones relevantes para posibles cargas útiles «, agregó DARPA. Los tiempos de respuesta rápidos requerirán el uso de alguna tecnología que ya esté instalada en un avión militar, según DARPA, como «componentes de subsistema fácilmente accesibles» que los ingenieros pueden sacar rápidamente para el mantenimiento y las reparaciones. El XS-1 también usará algunos sistemas conocidos, como el Aerojet Rocketdyne AR-22 que es una versión del motor principal del transbordador espacial. XS-1 también tendrá una cuota de tecnologías innovadoras. Estos incluyen tanques de propulsor extremadamente livianos para mantener el oxígeno líquido y el oxígeno líquido, alas híbridas de composite metálico y superficies que son capaces de sobrevivir a múltiples reentradas, y algunas capacidades autónomas de vuelo. Recursos adicionales
