Primera misión de la misteriosa nave reutilizable china

Por Daniel Marín

China ha completado la primera misión de una misteriosa nueva nave reutilizable, posiblemente un transbordador espacial no tripulado con alas. El lanzamiento tuvo lugar el 4 de septiembre de 2020 a las 07:30 UTC desde la rampa SLS-1 del centro espacial de Jiuquan mediante el tercer cohete Larga Marcha CZ-2F/T (CZ-2F/T3). Después de varios meses de rumores sobre el lanzamiento de una lanzadera experimental en los foros espaciales chinos, los medios occidentales han dado por hecho que se trataba de una nave alada, una especie de versión china del minitransbordador militar X-37B, pero lo cierto es que China no ha dado detalles sobre el vehículo, que ni siquiera tiene un nombre. Efectivamente, los medios oficiales chinos se han referido a la nave simplemente como 重复使用试验航天器, chóngfù shǐyòng shìyàn hángtiān qì, o sea, «nave experimental reutilizable» en mandarín. La nave fue situada en una órbita de unos 340 kilómetros de altura y 49,9º de inclinación y aterrizó dos días después, el 6 de agosto de 2020, alrededor de las 02:00 UTC. No se sabe dónde aterrizó el vehículo exactamente, pero, presuponiendo su «naturaleza alada» se han sugerido algunas pistas de aterrizaje localizadas en la Región Autónoma de Xinjiang. Poco antes de reentrar en la atmósfera, la nave parece que liberó otro satélite que sigue en órbita.

Recreación del CZ-2F/T3 camino de la rampa de lanzamiento en Jiuquan (la imagen está basada en una imagen real del lanzamiento de la Tiangong 2) (Weibo).

A pesar del secretismo, se pueden sacar algunas conclusiones a partir de las características de la misión. Primero, está claro que se trata de una misión militar o, por lo menos, con una fuerte participación de los militares. China ha sido y es relativamente abierta con respecto a sus programas civiles, al menos una vez que se hacen públicos. Por otro lado, el cohete usado es el CZ-2F/T. Es la tercera misión de la variante del CZ-2F/T (长征二号F/T), que es una versión de carga del CZ-2F/Y usado para lanzar las naves tripuladas Shenzhou y que ya había sido empleado para poner en órbita las dos estaciones espaciales Tiangong. Su capacidad máxima de carga se desconoce, pero ronda las 8,6 toneladas en órbita baja, por lo que algunos analistas han propuesto que la masa de la nave reutilizable debe ser considerable y, por tanto, muy superior a las 3,2 toneladas del X-37B. Evidentemente, nada impide que la masa de la nave sea inferior a la capacidad de este lanzador, pero si fuera mucho menor lo lógico sería haber empleado otro vector. Además, la cofia de esta misión parece ser una versión alargada de la usada con las estaciones Tiangong, un hecho que avala la posibilidad de un vehículo de gran tamaño.

Recreación del CZ-2F/T3 de esta misión (Homem do Espaço/https://twitter.com/HomemDoEspacoBr).

Independientemente de la verdadera naturaleza de esta nave, lo cierto es que China lleva décadas desarrollando un activo programa de naves reutilizables que, hasta ahora, no se había materializado en una misión orbital. Aunque el programa Shenzhou se remonta a principios de los años 90, ya en 1964 Qian Xuesen, el padre del programa espacial chino, propuso un transbordador reutilizable en el marco del Programa 640. China comenzó a estudiar la posibilidad de construir una nave tripulada en los años 70 gracias al programa Shuguang (Proyecto 714). Este programa no vería la luz por culpa, entre otros factores, de los radicales cambios políticos y sociales que experimentó el país tras la muerte de Mao Zedong, pero a raíz del proyecto Shuguang surgió un fuerte interés por los vehículos espaciales tripulados, que se concretaría en los años 80 en forma de múltiples estudios sobre el tema. Por supuesto, las naves de moda en los 80 eran los transbordadores espaciales (shuttle, Burán, Hermes, HOPE, etc.), así que es natural que muchos estudios de naves tripuladas se centrasen en naves reutilizables con alas. Entre estos proyectos de transbordadores de los años 80 podemos citar el Chang Cheng 1 (长城一号, ‘Gran Muralla 1’), una gran nave de 95 toneladas parecida al shuttle de la NASA, el Tianjiao 1 (天骄一号, ‘Puente Celestial 1’), una pequeña lanzadera de 20-25 toneladas para cinco personas, o el H-2, un sistema de lanzamiento orbital de dos etapas reutilizable —o sea, un sistema TSTO (Two Stage To Orbit)— formado por un transbordador de 138 toneladas y un avión hipersónico capaz de alcanzar una velocidad superior a Mach 5 (las otras dos propuestas usaban un cohete convencional como primera etapa).

Las tres propuestas más importantes del Programa 863/869 de los años 80. La propuesta H-2 es un sistema TSTO con una primera etapa consistente en un avión hipersónico.

Todos estos planes cayeron aparentemente en el olvido cuando en los años 90 el esfuerzo espacial del país se centró en el programa Shenzhou. En 2006 el fabricante aeroespacial CALT (China Academy of Launch Vehicle Technology) presentó en el congreso IAC (International Astronautical Congress) de Sevilla un plan para desarrollar varios vehículos reutilizables alados que debían culminar en la creación de un sistema TSTO «en quince años» (o sea, a partir de 2020). Una de las propuestas consistía en una lanzadera espacial de 32 metros de longitud y con capacidad para colocar 7 toneladas en órbita que recordaba poderosamente a los proyectos Tianjiao 1 y Chang Cheng 1 de los 80. En principio, esta lanzadera podría realizar misiones tanto tripuladas como no tripuladas. Para la primera etapa se propuso una versión del cohete Larga Marcha CZ-5. También se presentó un sistema TSTO consistente en una primera etapa alada de kerolox y una segunda etapa consistente un cohete convencional capaz de colocar 1 tonelada en órbita. En aquella época, y dadas las capacidades tecnológicas de la China del momento, no se dio mucha credibilidad a estos proyectos y se consideró que, como mucho, terminarían dando lugar a algunos demostradores tecnológicos, más o menos como el proyecto de transbordador RLV-TD de India.

Sistema TSTO de despegue horizontal con una segunda etapa convencional propuesto por CALT en 2006. La masa al lanzamiento sería de 100 toneladas. El pequeño lanzador desechable podría colocar 1 tonelada en órbita. La primera etapa usaría kerolox para la parte suborbital (CALT).

Proyecto de transbordador de CALT de 2006 con una primera etapa formada por una versión del CZ-5. La masa al lanzamiento sería de 700 toneladas y el transbordador reutilizable emplearía propulsión criogénica (CALT).

La situación dio un giro dramático en 2007 con la aparición de las primeras fotos del prototipo de avión espacial Shenlong (神龙, «dragón divino»), aunque parece que el programa había comenzado en 2005. Con una masa estimada de 3 a 7,5 toneladas y una longitud de entre 8,5 y 10 metros, el vehículo viajaba bajo la panza de un bombardero H-6 y en enero de 2011 parece ser que realizó al menos una prueba de planeo y aterrizaje al soltarse de su avión nodriza (otras fuentes apuntan a que la prueba atmosférica tuvo lugar en 2005 y que entre 2009 y 2011 se llevaron a cabo uno o más vuelos suborbitales). La supuesta prueba del Shenlong de 2011 tuvo lugar menos de un año después de la primera misión orbital del X-37B de la USAF, por lo que muchos observadores concluyeron que Shenlong era la respuesta de China al transbordador militar estadounidenses y que los primeros vuelos espaciales de esta nueva nave eran inminentes. No obstante, los lanzamientos orbitales no tuvieron lugar y el programa Shenlong desapareció de los medios oficiales casi sin dejar rastro.

Prototipo Shenlong de avión espacial/hipersónico bajo la panza de un bombardero H-6K. Imagen de 2007 (chinaspaceflight.com).

El avión militar no tripulado WZ-8 (o DR-8 según otras fuentes) presentado en 2019. Utiliza un H-6 como avión nodriza. Algunas fuentes lo vinculan con el programa Shenlong (Xinhua).

Nada más se supo de estos proyectos hasta que en 2016 la corporación CASIC (China Aerospace Science and Industry Corporation) presentó su proyecto de sistema de lanzamiento TSTO formado por un avión hipersónico y una segunda etapa alada reutilizable. La nave, denominada Tengyun (腾云), debe entrar en servicio en 2030. A pesar de que un gran número de analistas consideró que se trataba de un simple acto de powerpointismo sin mayor trascendencia, el hecho de que fuera un estudio del gigante CASIC hizo saltar algunas alarmas entre otros estudiosos del programa espacial chino. De hecho, en esta ocasión el programa no desapareció de los medios oficiales chinos. En 2018 se llevó a cabo una prueba de separación de las etapas usando maquetas y en octubre de 2019 la CAAA (Chinese Academy of Aerospace and Aerodynamics) publicó unas pruebas de separación de un sistema TSTO en un túnel de viento. Aunque se desconoce si estas pruebas están relacionadas directamente con el sistema Tengyun, su similitud es notable. ¿Guarda la nueva nave reutilizable china alguna relación con el sistema Tengyun o algún otro proyecto TSTO? No lo sabemos, pero la coincidencia en el tiempo hace inevitable pensar que, quizás, esta nave podría ser una prueba orbital de la segunda etapa del sistema.

Sistema TSTO Tengyun (chinaspaceflight.com).

Maqueta del sistema Tengyun (CASIC).

Pruebas de separación de un sistema TSTO en túnel de viento de 2019 (CAAA).

A estos proyectos civiles hay que sumar varias iniciativas militares para desarrollar drones hipersónicos propulsados mediante cohetes —programa WZ-8— o el misil DF-ZF —conocido como WU-14 por el Pentágono—, dotado de una segunda etapa hipersónica capaz de maniobrar para esquivar las defensas del enemigo. Para complicar un poco más el panorama, desde 2019 varias compañías privadas chinas han propuesto diversos sistemas de lanzamiento que incluyen transbordadores reutilizables o sistemas TSTO con primeras y segundas etapas aladas. Por ejemplo, tenemos la propuesta de sistema TSTO Qinglong (青龙) de la empresa Landspace, una propuesta de lanzadera suborbital alada de iSpace o la familia de vehículos alados Tianxing (天行) de la empresa Space Transportation. Esta empresa realizó el 22 de abril de 2019 una prueba del vehículo Jiageng 1 en colaboración con la Universidad de Xiamen en la que se alcanzó una altura de 26,2 kilómetros y una velocidad de 4300 km/h. Jiageng 1 es una nave de 3,7 toneladas, 8,7 metros de longitud y una envergadura alar de 2,5 metros que debe ser parte del vehículo espacial Tianxing 1.

Demostrador hipesónico Jiageng 1 de Space Transportation (Weibo).

Lanzamiento en abril de 2019 de Jiageng 1 (Weibo).

Algunas propuestas de naves aladas por parte de compañías privadas chinas. De izqda. a dcha.: vehículo suborbital alado de iSpace, lanzadera Tianxing de Space Transportation y Qinglong de Landspace.

Es poco probable que estos proyectos civiles privados estén relacionados con la nueva nave espacial reutilizable, pero es una muestra del interés de China hacia estos sistemas. Después de décadas y décadas de lento progreso parece que, ahora sí, las naves espaciales con alas ya son una realidad en el programa espacial chino.

Fuente: danielmarin.naukas.com