Starship es un cohete de acero inoxidable fabricado por SpaceX, una empresa que trabaja en la atmósfera y el espacio. El cohete consta de dos etapas: Super Heavy y Starship. Ambas etapas pueden volver a utilizarse. Esto es poco habitual en un cohete. El cohete puede elevar 100 t (220.000 lb) de personas y cosas a órbita. También puede viajar a la Luna y a Marte. La Starship puede utilizarse de muchas maneras. Puede hacer muchas cosas, desde servir a los turistas espaciales hasta ayudar a los humanos que van a Marte.
Antes del lanzamiento, oxígeno líquido y metano líquido llenan los tanques de la Starship. A continuación, 33 motores Raptor se encienden y elevan el cohete. A continuación, Super Heavy y Starship se separan. A continuación, la nave Starship se pone en órbita. El cohete desciende y aterriza en los brazos de la torre de lanzamiento. Cuando Starship aterrice, la nave planeará utilizando sus alerones. En los últimos segundos, la nave se eleva y aterriza.
Desde 2005, SpaceX ha estado trabajando en ideas similares a Starship. A continuación, la empresa comprueba el diseño con una serie de pruebas: desde el vuelo a 150 m de altura en julio de 2019, hasta el vuelo a 10 km de altura en mayo de 2021.
Hasta enero de 2023, no se ha hecho pública ninguna fecha para la primera prueba de vuelo orbital prevista.
Piezas
Starship consta de dos partes: el propulsor Super Heavy y la nave Starship. Tanto el Super Heavy como la Starship deben poder aterrizar y despegar muchas veces rápidamente. Esta es la razón por la que el cohete Starship se denomina a menudo cohete totalmente reutilizable. A partir de noviembre de 2021, ningún otro cohete, salvo Falcon 9 y el propulsor de Falcon Heavy, podrá hacerlo. La mayor parte del cohete está hecha de acero inoxidable SAE 304, el tipo más común de todos.
Starship puede convertirse en el cohete más alto, pesado y potente del mundo. Puede transportar 100 toneladas métricas (220.000 libras) de carga a la órbita baja de la Tierra. Sin embargo, el transbordador espacial sólo podía transportar 27,5 toneladas métricas (61.000 lb) a la Estación Espacial Internacional. En este ejemplo, la Estación Espacial Internacional tiene una órbita aún más baja que la Starship.{{Efn|La Estación Espacial Internacional orbita a 407 km (253 mi) de altura con una inclinación de 51,64°. En este caso, la nave Starship orbita a 500 km de altura con una inclinación de 98,9°. La nave Starship también puede transportar carga a órbitas terrestres más altas, a la Luna y a Marte.
Super Heavy y Starship deben superar numerosas pruebas antes de su lanzamiento. En primer lugar, se llenan de gas nitrógeno para comprobar que no haya fugas. A continuación, el nitrógeno líquido frío llena y drena el Starship y el Super Heavy para comprobar la resistencia de los tanques. Por último, se llenan los depósitos de propulsante y se encienden los motores Raptor.
Debajo del cohete hay un propulsor Super Heavy de 70 m de altura. Este propulsor puede contener unas 3.600 toneladas métricas (7.900.000 lb) de propulsante. Los propulsores del Super Heavy y del Starship son metano líquido y oxígeno líquido. El propulsor está fabricado con anillos de acero inoxidable. Estos anillos tienen un grosor de 3,97 mm (0,156 pulgadas), una altura de 1,8 m (5 pies 11 pulgadas) y un diámetro de 9 m (30 pies).
En la parte inferior del propulsor se encuentran 33 motores Raptor. Pueden generar 72.000.000 N (16.000.000 lbf) de empuje, el doble que el Saturno V. El empuje acelera el cohete hasta Mach 8 – Mach 9 (9.800-11.000 km/h; 6.100-6.900 mph).
En la parte superior del Super Heavy hay cuatro cajas que contienen aletas en forma de rejilla. Estas cajas suelen denominarse aletas de rejilla, como las del Falcon 9. Las aletas de rejilla giran para controlar y guiar el propulsor mientras cae del cielo. Cuando se encuentra a pocos kilómetros o millas del suelo, el Super Heavy enciende sus motores y aterriza sobre los brazos de la torre, que lo «atraparán».
Encima del propulsor se encuentra una nave espacial Starship de 50 m de altura. La nave puede contener unas 1.200 toneladas métricas (2.600.000 libras) de propulsante. Su propulsante es el mismo que el del Super Heavy: metano líquido y oxígeno líquido. La nave espacial Starship está fabricada con anillos de acero inoxidable, de forma similar a la Super Heavy.
En la parte inferior de la nave hay seis motores cohete. Tres de ellos son motores Raptor normales; otros tres son motores Raptor Vacuum. Estos motores Raptor normales funcionan dentro del aire, mientras que los motores Raptor Vacuum funcionan dentro del vacío.
Hay dos tipos de tanques de propulsante dentro de la nave espacial: los tanques principales y los tanques de cabecera. Los principales almacenan propelente para casi todas las funciones de la nave. La única excepción es cuando la nave aterriza, en cuyo caso utiliza los tanques de cabecera.
Hay cuatro aletas que se conectan al cuerpo de la nave. Dos solapas grandes están en la parte inferior de la nave espacial, y dos solapas pequeñas están en la parte superior de la nave espacial. Están hechas de láminas de acero inoxidable y se doblan en forma de trapecio. Las aletas pueden controlar la velocidad y la dirección de caída de la Starship.
Un escudo térmico negro cubre uno de los lados de la nave. El escudo térmico está fabricado con baldosas hexagonales de cerámica y láminas de lana cerámica. Ayudan a proteger a la Starship del plasma caliente que se produce cuando la nave entra en la atmósfera terrestre. El escudo térmico de la Starship podría ser duradero y utilizarse muchas veces.
En el pasado, estaba previsto que la nave Starship sólo llevara carga y astronautas a Marte. Sin embargo, a partir de 2021, SpaceX está planeando muchos tipos de Starships que realizan diferentes tareas. Se diferencian entre sí porque se les añaden, quitan o cambian piezas.
Algunas naves estelares podrían transportar personas entre distintas ciudades sin salir de la órbita terrestre. Podría ir de Nueva York a Shanghai en 39 minutos, mucho más rápido que las 15 horas de un avión. SpaceX cree que, en un futuro lejano, los vuelos de la Starship podrían ser tan baratos como un billete de clase business. A partir de enero de 2021, las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos están interesadas en esta idea.
Sin embargo, la mayoría de las naves estelares transportarían satélites, carga y seres humanos a la órbita terrestre. Tendrían una gran puerta que giraría sobre una bisagra. Estas naves también podrían atrapar basura espacial.
Algunas naves espaciales transportarían propulsante en lugar de carga. Estas naves espaciales pueden abastecer de combustible a otra nave espacial en órbita. Mediante el abastecimiento de combustible, estas naves espaciales tendrían más alcance y podrían llegar más lejos.
La Starship HLS (Starship Human Landing System) aterrizará astronautas en la Luna durante el programa Artemis. Puede tomar propulsante de otras naves estelares para tener más alcance. La nave no tendrá escudo térmico ni alerones. Sin embargo, tendrá paneles solares y motores de aterrizaje. La nave estelar HLS puede abastecerse de combustible y conectarse a la nave espacial Orión.
Las naves estelares que van a Marte también necesitan combustible. Esa nave espacial podría tener cuarenta habitaciones, un almacén y un refugio. El refugio protege a los astronautas de la radiación ionizante del Sol.
El cohete podría lanzarse desde Starbase, barcos o LC-39A. Starbase en Texas es donde SpaceX fabrica y prueba la mayoría de los Super Heavy y Starship. Los barcos de lanzamiento se llaman Fobos y Deimos por las lunas de Marte. Eran plataformas petrolíferas propiedad de Valaris.
Todos los lugares de lanzamiento y aterrizaje de Starship tendrán una torre. Tiene una gran grúa colocada en la parte superior que puede levantar Super Heavy y Starship. Esa torre también tiene un par de brazos de acero que giran en una bisagra similar a las garras. Las garras también pueden atrapar Superpesados.
Algunas personas que viven cerca de Starbase culparon a SpaceX de dañar la fauna, construir y probar cosas sin permiso y hacer demasiado ruido. Sin embargo, mucha gente viene a visitarla y se queda allí. Cuando se les pregunta, dicen que ver e imaginar a Starship enviando humanos a Marte les hace amar el lugar.
Tanto Super Heavy como Starship tienen en la parte inferior motores cohete Raptor de SpaceX. Cada motor puede producir unos 2.300.000 N (520.000 lbf) de empuje. Tiene un diseño de ciclo de combustión por etapas de flujo completo y quema metano líquido con oxígeno líquido. Estos motores Raptor se fabricarán en una nueva planta de McGregor.
También en la parte inferior de la nave espacial Starship se encuentran los motores Raptor Vacuum. Son motores Raptor con toberas más grandes. El Raptor Vacuum sólo funciona en el espacio y es más eficiente que el motor Raptor normal. El motor Raptor 2 es la próxima generación de los motores Raptor y Raptor Vacuum. Se utilizarán en Super Heavy y Starship en el futuro. Tanto el Raptor Vacuum como el Raptor 2 se fabricarán en otra factoría en Hawthorne.
Así funciona un motor de ciclo de combustión por etapas de flujo total. En primer lugar, el metano líquido y el oxígeno fluyen hacia las turbobombas del motor. Las turbobombas aumentan la presión de los líquidos. A continuación, el metano y el oxígeno se evaporan en gases calientes en dos prequemadores. Un prequemador recibe más metano y otro más oxígeno. A continuación, el gas hace girar las turbinas y turbobombas mediante un eje. Estas turbinas y turbobombas giratorias bombean más propulsante al motor. A continuación, este gas caliente y mezclado se quema en una cámara de combustión. Por último, la tobera del motor dirige el gas encendido para generar empuje.
Misiones
SpaceX quiere que Starship sustituya a Falcon 9, Falcon Heavy y Dragon 2. Musk calculó que un lanzamiento de Starship costaría 2 millones de dólares estadounidenses y el coste del propulsor de la misión sería de unos 900.000 dólares. Starship podría poner en órbita 400 satélites Starlink. Un Falcon 9 sólo puede transportar 60 satélites Starlink.
El 16 de abril de 2021, la NASA (una agencia gubernamental) seleccionó Starship HLS como el módulo de aterrizaje lunar para el programa Artemis. Las otras opciones eran el Integrated Lander Vehicle de National Team y el Dynetics HLS de la empresa Dynetics. A continuación, la NASA concedió a SpaceX 2.890 millones de dólares para fabricar el Starship HLS. La NASA quiere que el Starship HLS haga primero un aterrizaje en la Luna sin humanos. Después, Starship enviará astronautas para la misión Artemis 3.
A finales de abril de 2021, Blue Origin envió una protesta a la NASA. Blue Origin culpó a la NASA de no permitir que Blue Origin compitiera. Blue Origin dijo que la NASA no cumplió su promesa. El plan original era que la NASA elegiría dos alunizajes. El 30 de julio de 2021, la NASA rechazó la protesta de Blue Origin. La NASA dijo que sólo podía elegir un módulo de aterrizaje porque no tenía suficiente dinero. El gobierno dijo que la NASA no incumplió las normas del concurso.
SpaceX quiere iniciar la colonización y terraformación de Marte. Para ello, enviaría seres humanos a Marte. El objetivo en la vida de Musk es garantizar que los seres humanos sigan existiendo después de una extinción masiva en la Tierra. También habló de naves estelares que irían a Encélado, Europa, Plutón y la nube de Oort. El cohete de la Starship en esas misiones podría despegar de Marte.
SpaceX cree que enviar seres humanos a Marte requiere varios pasos. En primer lugar, algunas naves estelares podrían llevar muchas cosas importantes a la superficie de Marte. Dentro de ellas hay fábricas de fertilizantes, fábricas de propulsores y materiales de construcción. La fábrica de propulsantes toma dióxido de carbono del aire de Marte e hidrógeno del hielo que hay debajo. A continuación, la fábrica utiliza la reacción de Sabatier. El hidrógeno reacciona con el dióxido de carbono para crear metano y oxígeno. El metano y el oxígeno son los propulsores de la nave estelar. Llena con el metano y el oxígeno de la fábrica, la Starship puede volver de Marte a la Tierra. Los materiales de construcción se utilizan para fabricar cúpulas. Protegen las tierras de cultivo del clima y la atmósfera de Marte.
Musk ha supuesto que una ciudad con un millón de habitantes en Marte es suficiente para mantenerse a sí misma. Debería ser capaz de crear todo lo que la gente necesita. Para entonces, la ciudad no necesitará envíos de la Tierra. Supone que la ciudad necesita al menos diez mil naves estelares llenas de humanos. Cada nave estelar puede llevar 100 pasajeros a bordo. Para dotar a la colonia de suficientes equipos y alimentos, cien mil naves estelares con carga podrían despegar hacia Marte. Esta suposición no tiene en cuenta el crecimiento de la población.
Historia
En 2005, Elon Musk habló de un vehículo de lanzamiento llamado BFR, más tarde conocido como Falcon XX. El Falcon XX nunca llegó a construirse. A diferencia de la Starship, sólo podía volar una vez. Falcon XX iba a utilizar el motor Merlin 2, una versión más grande del motor Merlin. Los motores queman queroseno y oxígeno líquido.
En septiembre de 2016, en el 67º IAC (Congreso Astronáutico Internacional), Elon Musk habló del ITS (Sistema de Transporte Interplanetario). Iba a medir 122 m de alto y 12 m de ancho. El propulsor tendría 42 Raptors y la nave 9 Raptors. Tanto el propulsor como la nave espacial están fabricados con compuestos de carbono y podrían lanzarse varias veces. El ITS puede transportar seres humanos a Marte y a otros lugares del Sistema Solar. Cuando la nave entra en la atmósfera de Marte, se enfría por transpiración. Transpiración significa que la nave propulsa el propulsante hacia la parte delantera y evapora el calor.
En el siguiente IAC de septiembre de 2017, Musk anunció el cohete Big Falcon. A veces se le llama Big Fucking Rocket. En ese IAC, habló de mover a la gente alrededor de la Tierra rápidamente con un Big Falcon Rocket. Lo llamó de Tierra a Tierra.
En noviembre de 2018, Musk tuiteó sobre un nuevo diseño de nave espacial. Tenía tres alerones inferiores y dos superiores. Alrededor de ese tiempo, se usaron por primera vez los nombres actuales de las partes de Starship:
En enero de 2019, Musk tuiteó que Starship estará hecha de acero inoxidable en lugar de compuesto de carbono. Explicó que una Starship de acero inoxidable es más fuerte que una Starship de compuesto de carbono. En marzo de 2019, Musk tuiteó de nuevo que las Starships tendrán un escudo térmico hecho de azulejos. El escudo térmico sustituye a la refrigeración por transpiración.
El 27 de agosto de 2019, Starhopper, el primer vehículo que utilizó el Raptor, voló a 150 m de altura. En octubre de 2019, el diseño de Starship contaba con tres Raptors y tres motores Raptor Vacuum. Solo hay dos alerones inferiores en el nuevo diseño. Están cerca de los bordes del escudo térmico. En septiembre de 2019, la Starship Mk1 (Mark 1) fue la primera nave estelar construida. El siguiente vehículo, denominado Mk2, se construyó en Florida cinco meses después. La Mk1 no superó la prueba criogénica, mientras que SpaceX recicló la Mk2. Ambos no llegaron a volar.
A principios de 2020, SpaceX cambió el nombre de Mk3 a SN1 (número de serie 1). El 28 de febrero de 2020, SN1 se aplastó durante una prueba criogénica. Se debe a una fuga en el tanque inferior. El 8 de marzo de 2020, el tanque del SN2 completó su única prueba criogénica. El 3 de abril de 2020, durante la prueba criogénica del SN3, una válvula deja escapar nitrógeno líquido dentro de su tanque inferior. Esto hace que el vehículo pierda presión y se aplaste. El 29 de mayo de 2020, el SN4 realizó con éxito su quinta prueba de fuego estático. Pero, tras la prueba, la tubería de propulsante conectada hizo explotar al SN4.
El 4 de agosto de 2020, SN5 completó un vuelo con un Raptor. El cohete alcanzó los 150 m (490 pies) antes de descender. Es la primera nave estelar que completa un vuelo intacta. El 24 de agosto de 2020, SN6 repitió el vuelo de SN5 y no explotó. A partir de octubre de 2021, la empresa está probando y experimentando con los tanques de SN7.
SN8 fue la primera nave estelar completa. En octubre y noviembre de 2020, SN8 sobrevivió a cuatro pruebas de fuego estático. La primera, segunda y cuarta pruebas fueron un éxito, pero la tercera prueba fracasó. En la tercera prueba, los Raptors de SN8 destruyeron el soporte. La capa de hormigón se derritió, salpicó y golpeó a un Raptor.
El 9 de diciembre de 2020, la FAA (Administración Federal de Aviación) advirtió que SN8 podría explotar si se volaba según lo previsto. SpaceX ignoró sus advertencias. SN8 voló entonces, convirtiéndose en la primera nave estelar en volar. Alcanza una altura de 12,5 km y vuelve a descender. Durante el aterrizaje, el tanque de metano de SN8 no bombeó suficiente metano a los Raptors. Esto provocó que uno de los motores se quemara solo. Entonces, el SN8 golpeó el suelo rápidamente y explotó.
El 2 de febrero de 2021, SN9 voló a 10 km de altura. Durante el aterrizaje, un Raptor no funciona. Así que SN9 aterriza en ángulo y también explota. El 3 de marzo de 2021, SN10 repitió el vuelo de SN9. Entonces aterrizó con todos los Raptors funcionando. Pero, como SN10 estaba dañado, explotó ocho minutos después. El 8 de marzo de 2021, se terminó el primer cohete Super Heavy llamado BN1 (cohete número 1).
El 30 de marzo de 2021, el SN11 explotó en medio de una densa niebla. Nadie sabe por qué explotó. Una posible explicación es que un Raptor quemó el ordenador del SN11. Esto podría permitir que fluyera demasiado propelente en la turbobomba del motor. Cuando el motor se enciende, la presión dentro de la cámara es demasiada, haciendo que SN11 explote.
SpaceX se saltó entonces SN12, SN13, SN14 y BN2. Sus mejoras se añadieron en cambio a SN15. El 5 de mayo de 2021, SN15 realizó el mismo vuelo y aterrizó. No explotó tras el lanzamiento. El 20 de julio de 2021, BN3 se disparó estáticamente por única vez. Desde octubre de 2021, SN15, SN16 y BN3 no se han vuelto a utilizar.
A partir de octubre de 2021, SpaceX volvió a prescindir de algunos Starship y Super Heavy. Se trata de SN16, SN17, SN18 y SN19. Ahora, hay planes para lanzar SN20 y BN4 al espacio. El 22 de octubre de 2021, SN20 disparó estáticamente un Raptor Vacuum.
Un plan de la NASA para ver la nave estelar entrando en la atmósfera mostró que el lanzamiento podría producirse cerca de marzo de 2022. En el plan de SpaceX, SN20 y BN4 pasarán por encima del estrecho de Florida. BN4 se separará unos tres minutos después. A continuación, el propulsor se adentrará en el Golfo de México, a unos 30 km de la costa. SN20 acelera entonces hasta alcanzar la velocidad orbital. Noventa minutos más tarde caerá en picado. Se situará a unos 100 km (60 mi) al noroeste de la isla hawaiana de Kauai.
Sin embargo, la FAA no ha permitido a SpaceX lanzar SN20 y BN4. La empresa debe terminar una propuesta sobre cómo afectan los lanzamientos de naves estelares a la zona circundante. Según algunos expertos, la propuesta pasa por alto un detalle importante. Se trata de cómo SpaceX obtiene un gran volumen de metano para el propulsor de Starship. Un profesor escribe que esto podría ser ilegal según las leyes medioambientales del Congreso de Estados Unidos.
Cono del morro de la Starship Mk1 cerca de las tiendas de campaña
Starhopper en construcción
Una grúa elevando la nave estelar SN5
Tanque de la nave estelar SN7
Nave estelar SN9
Se comprueban las baldosas de la nave estelar SN20
Nota: Las fechas de inicio corresponden a la primera vez que se vieron etapas de cohetes, y las fechas de finalización corresponden a cuando se destruyeron o dejaron de utilizarse.