Dream Chaser, el avión espacial que sucederá al transbordador de la NASA está casi listo

Fue el 21 de septiembre de 2012 en un vuelo de despedida, un glory run. La última vez que un transbordador espacial atravesó la atmósfera, lo hizo subido a lomos de un Boeing 747 especialmente modificado. Los habitantes de Los Ángeles salieron a saludarlo a su paso con la creencia de que jamás volverían a ver uno. En Sierra Space sonrieron.

Lo hicieron porque en esta compañía con base en Colorado ya trabajaban en su sucesor. Casi tres lustros después de aquel adiós, su nave Dream Chaser, apodada Tenacity (y no son necesarias muchas traducciones), está en fase final de certificación, con el primer vuelo orbital previsto para finales de este mismo año. No es una cápsula. No ameriza en el océano. No cae a plomo desde el espacio exterior. Aterriza en una pista como lo haría un avión de Iberia.

El concepto de objeto con sustentación tiene sus raíces en investigaciones de la NASA de los años sesenta. La idea abundaba en conseguir que una nave pudiera planear por la atmósfera sin unas alas convencionales; transportarlas hasta el espacio era un reto insalvable.

Esos estudios derivaron en los noventa en un diseño conceptual llamado HL-20, que Sierra Space adoptó y desarrolló durante dos décadas con materiales modernos. El resultado es una nave de unos nueve metros de longitud, con una envergadura cercana a los siete metros cuando sus superficies aerodinámicas están desplegadas. Es alrededor de una cuarta parte del tamaño propio del transbordador original.

La diferencia entre ambos conceptos, el de cápsula y el de un émulo de avión, es sencilla. Una cápsula como la Dragon de SpaceX es un objeto romo que frena contra la atmósfera con escudos térmicos y paracaídas antes de amerizar. En Rusia, ante lo vasto de su territorio, más que aterrizar, se estrellan a un ritmo relativamente controlado. Muy al contrario, el Dream Chaser genera sustentación aerodinámica con su propio fuselaje durante el reingreso y controla la trayectoria de descenso. No solo eso. También reduce la desaceleración máxima en torno a 1,5–2 G —frente a las aproximadamente 3 G del transbordador— y aterriza de forma horizontal en cualquier pista de cierta longitud.

Aterriza como un avión comercial

Esa capacidad tiene consecuencias prácticas inmediatas. Cuando una cápsula ameriza, hay que desplegar barcos de recuperación, grúas y equipos de descontaminación. La carga tarda horas en ser accesible. Cuando el Dream Chaser rueda hasta detenerse en pista, los técnicos pueden acceder a la carga útil en minutos. Si hubiera pasajeros, como es el caso, caminarían por el asfalto casi como lo harían al bajarse en un aeropuerto al uso. Para experimentos de biotecnología, cristalografía en microgravedad o muestras biológicas sensibles a las vibraciones, esa diferencia determina si el experimento llega en condiciones o lo hace completamente arruinado.

La propulsión es uno de los elementos más singulares del vehículo y una de las principales causas del retraso en su desarrollo. Las naves modernas suelen usar propelentes hipergólicos —como la hidracina— que se encienden solos al contacto. Son fiables, pero altamente tóxicos y muy costosos de manipular. Sierra Space eligió peróxido de hidrógeno de alta concentración combinado con queroseno. Esta mezcla es mucho menos agresiva para los equipos en tierra, con el añadido de que se categoriza como propulsión verde por sus menores exigencias de contención.

Combustibles exóticos

El sistema incluye múltiples propulsores que operan en distintos modos de empuje: un modo monopropelente de peróxido para maniobras delicadas y una configuración bipropelente con queroseno para impulsos de mayor entidad. Sierra Space afirma que los técnicos podrán acercarse al vehículo tras el aterrizaje sin trajes de protección contra materiales peligrosos. Pero la complejidad de esta arquitectura híbrida obligó a la NASA a exigir un volumen de validación que ninguna nave comercial había producido antes con este tipo de propelentes.

Pero el enemigo de todos, cápsulas o aviones espaciales, es el mismo: el enorme calor que se produce en la reentrada a la atmósfera. Para su protección, el Dream Chaser incorpora miles de losetas térmicas de distintos tamaños y materiales, que incluyen compuestos avanzados en las zonas más expuestas, fijadas con adhesivos especializados y probadas individualmente.

Durante las pruebas en el Centro Espacial Kennedy, los ingenieros descubrieron algo que los trajo de cabeza durante meses, casi años. Las vibraciones acústicas del cohete Vulcan, combinadas con la flexión aerodinámica del cuerpo sustentador, exigían un proceso de fijación más sofisticado del previsto. El escudo térmico se desprendía. Rediseñar ese proceso consumió miles de horas de trabajo adicional.

Las temperaturas que debe resistir no admiten margen. La nariz y los bordes de ataque pueden superar los 1.500 grados centígrados. En esas condiciones, los espacios entre losetas tienen que tolerar ciclos continuos de expansión y contracción térmica conforme la nave transita del vacío espacial a la atmósfera terrestre. Cada ciclo somete las uniones adhesivas a un estrés que, si no está perfectamente calculado, compromete la protección completa. Ese cálculo tardó años en perfeccionarse.

Alas plegables

Las alas plegables añaden otra categoría de riesgo estructural. Para caber en la cofia de cinco metros del Vulcan Centaur, el cohete impulsor, las superficies aerodinámicas se pliegan durante el lanzamiento y se despliegan tras la separación del lanzador, en una fase temprana del vuelo. Si el mecanismo falla o las alas no quedan correctamente bloqueadas, la nave pierde su capacidad aerodinámica para realizar un reingreso controlado. Cada kilogramo dedicado a sus mecanismos es uno que no transporta carga. Es la razón por la que Sierra Space pasó varios ciclos de diseño en los que redujo peso sin comprometer la resistencia estructural requerida.

El Dream Chaser es bastante automático; no lleva piloto. Todo el descenso y el aterrizaje son ejecutados por software autónomo, sometido a simulaciones de extremo a extremo por exigencia de la NASA. En el primer vuelo a bordo del cohete lanzador Vulcan Centaur, Tenacity no se acoplará —en principio— a la Estación Espacial Internacional.

Un programa apretado

NASA y Sierra Space han planteado la misión inaugural como una demostración de vuelo sin más atribuciones. Es una decisión conservadora, pero el tiempo apremia. La ISS se retira en torno a 2030 y el margen para establecer un programa operativo se estrecha con cada mes extra de espera, a lo que se añade otro problema: la disponibilidad del cohete es la variable que menos controla Sierra Space.

El Vulcan Centaur que lo envía al espacio tiene en 2026 una agenda cargada con misiones reservadas para la Fuerza Espacial estadounidense y otros clientes prioritarios. Pero lo que está en juego no se limita a un contrato de carga para la NASA, sino algo mucho más amplio y ambicioso.

Si el Dream Chaser despega, completa su órbita y rueda hasta detenerse en una pista aeroportuaria con la carga intacta, habrá demostrado algo que no ocurría desde 2011: que un avión espacial reutilizable puede operarse comercialmente sin depender de los abultados presupuestos federales de los años 80. La nave que muchos dieron por muerta junto al transbordador podría resultar ser la solución a muchas necesidades que a día de hoy no disponen de una solución fácil ni barata.