Get best of the week

En detalle sobre SpinLaunch: el secreto más celosamente guardado en la industria espacial

La compañía está construyendo una gran centrífuga para lanzar cohetes al espacio




La centrífuga de vacío SpinLaunch acelerará el cohete a 8000 km / h. Esta imagen generada por computadora muestra el interior de una centrífuga.

El verano pasado, la misteriosa compañía espacial se instaló en un gran almacén en el área industrial solar que rodea el aeropuerto de Long Beach. Conejitos solares de turbopropulsores saltando sobre los paneles de vidrio del edificio. Al otro lado de la calle, un letrero de McDonnell Douglas de estilo retro se eleva sobre una antigua fábrica gigante aeroespacial, y a la vuelta de la esquina, Virgin Orbit está desarrollando cohetes para lanzarse al aire.

Un lugar adecuado para la sede de SpinLaunch , una compañía que da nueva vida a la idea de usar eslingas mecánicas gigantes para lanzar cohetes a la órbita. El autor de este atrevido plan es un emprendedor en serie.Jonathan Yenie . Durante años, administró SpinLaunch, trabajando en una antigua fábrica de microprocesadores de Silicon Valley cerca de Google. Hoy, la compañía está lista para abrir una verdadera fábrica de cohetes, que producirá lanzadores y, si todo sale bien, dará los primeros pasos al espacio.

Durante mi visita de otoño a la fábrica, los trabajadores de SpinLaunch todavía estaban desempacando después de mudarse. Caminamos entre el gigante desplegado de láminas de acero, y Yeni me dijo cómo funcionaría su lanzador. La centrífuga es tan grande que cabe en un campo de fútbol, ​​hará girar el cohete durante aproximadamente una hora, aumentando gradualmente su velocidad a 8000 km / h. Una unidad con una carga, un satélite de hasta 100 kg de peso, experimentará sobrecargas que alcanzan su punto máximo decenas de miles de veces más que la gravedad. Al alcanzar la velocidad inicial, la centrífuga liberará el cohete y lo enviará a la estratosfera. En el umbral del espacio, arrancará el motor para el último empujón a la órbita.



Es difícil aceptar la idea de que un objeto pesa miles de libras [ aparentemente, esto se refiere al cohete en sí / aprox. perev.] puede alcanzar el espacio después de ser desenrollado en la superficie de la Tierra. Parece una locura, y la compañía tendrá que demostrar mucho para desanimar a los críticos. Hasta ahora, ha logrado desenrollar una carga de 5 libras a una velocidad de 1800 km / hy arrojarla a una pared de acero. Sin embargo, estas pruebas y espacio están separados por unos 50 km y una gran resistencia al aire. Sin mencionar los problemas de construir una centrífuga de 100 m de largo con una palanca lo suficientemente fuerte como para soportar un cohete del tamaño de un SUV.

Yeni espera obtener toda la evidencia este año. La compañía planea realizar sus primeros lanzamientos suborbitales en el invierno, en un nuevo sitio de prueba en Nuevo México. Si el sistema funciona, SpinLaunch promete reducir el costo de lanzar pequeños satélites al espacio en casi 20 veces. Aún más importante puede ser un cambio en la frecuencia de los inicios. Yeni sugiere que el acelerador podrá hacer cinco arranques al día; La mayoría de las compañías que fabrican misiles no podrán realizar tantos lanzamientos en un mes. En una era de grandes concentraciones de satélites, cuando se planea lanzar miles de satélites en órbita baja en la próxima década, Yeni cree que ha llegado el momento de SpinLaunch.

Cuatro millones de dólares y una idea loca.


Al igual que muchos empresarios espaciales, Yeni ha estado obsesionado con el espacio durante toda su vida. Sin embargo, solo en 2014 intentó convertir su pasión en una carrera. Él dice que estaba tratando de lanzar una startup relacionada con los medios en ese momento. Al no encontrar fondos, decidió seguir adelante. Pensando en qué hacer ahora, regresó una y otra vez al proyecto militar de la Guerra Fría llamado HARPen el que Estados Unidos usó cañones gigantes para disparar objetos al espacio. HARP demostró que puedes salir al espacio sin un cohete, y Yeni decidió crear de forma independiente un sistema de lanzamiento cinético. Montó una plataforma que demostraba que el concepto funcionaba, una eslinga mecánica capaz de acelerar objetos del tamaño de una bala a velocidades supersónicas. Se lo mostró a varios ángeles de negocios y recaudó algo de dinero.

Pero necesitaba ayuda. En 2014, llamó a su vecino de la casa de huéspedes, Ryan Hampton, un capataz en construcción e industria. Hampton lideró la soldadura submarina en plataformas petroleras en el Golfo de México cuando Yeni acudió a él con su proyecto. Hampton recuerda: "Dijo: tengo cuatro millones de dólares y una idea loca, ¿quieres unirte?"

Hampton no pudo resistirse. En enero de 2015, voló para ver la instalación realizada por Yeni. Ella no era particularmente impresionante. Yeni mostró su centrífuga de escritorio y las hojas de cálculo. Sin embargo, Hampton se interesó en esto: se dio cuenta de que SpinLaunch sería un "proyecto genial" y se inscribió para el puesto del primer empleado.

Yeni tenía ideas y Hampton tenía experiencia en la construcción de diferentes plantas, pero aún necesitaban ingenieros aeroespaciales. Unos meses más tarde, en un cálido día de primavera, la pareja se subió a Cessna Yeni y se dirigió al borde del desierto de Mojave, donde decenas de estudiantes universitarios se reunieron para probar sus misiles. El dúo esperaba contratar empleados allí.

Uno de sus objetivos era David Rennes de la Universidad de San Diego. Pasó varias semanas entrevistando a SpinLaunch por teléfono, y para entrevistas con una presencia personal, las circunstancias fueron desfavorables. "En ese momento, no dormí 36 horas, así que estaba un poco loco cuando conocí a Jonathan", recuerda Rennes. Sin embargo, la reunión fue bien. Tomó un permiso universitario y fue a San Francisco para trabajar en SpinLaunch, donde trabaja como ingeniero mecánico jefe.

Hampton dice que los primeros días de diabetes le recuerdan la vida en una plataforma petrolera. Los empleados vivían y trabajaban en una antigua fábrica de microprocesadores ubicada cerca de Googleplex. A la llegada de Rennes, las condiciones de vida eran escasas. "Entonces nuestra cocina era una mesa de plástico con microondas", dice. "Necesitábamos personas con grandes ideas o aquellos que no tenían nada que perder". En su tiempo libre, el equipo de SpinLaunch trabajó en una mecedora improvisada, vio películas en el "cine en casa" o se relajó sentado en una hoguera, servida por la primera centrífuga de mesa de Yeni.

El equipo enfrentó rápidamente desafíos de diseño. La centrífuga que crearon tenía que estar en una enorme cámara de vacío para eliminar la turbulencia del aire y mejorar la estabilización. Y cuando hicieron un pedido para construir dicha cámara, solo un contratista respondió, con un precio de $ 20 millones.

Luego, el equipo de SpinLaunch decidió construir la cámara por su cuenta. Hampton, especialista en soldadura subacuática, se convirtió en un experto en la creación de costuras herméticas, que se correspondían bien con la nueva tarea. Yeni ordenó bombas de vacío en eBay y compró acero por un valor de $ 500,000, después de lo cual el equipo comenzó a construir la sexta cámara de vacío más grande del mundo. Les llevó ocho meses hacer esto. "Creo que todos comenzamos a entender cuánto más queda por aprender en el mundo de la ciencia y la ingeniería, simplemente porque la gente no ha intentado esto antes", dice Yeni.

En 2016, completaron la construcción de la primera centrífuga. Tenía 12 metros de diámetro y era demasiado pequeño para lanzar un cohete al espacio, pero en esencia su diseño era el mismo. Una palanca larga, o correa, se extiende desde un rodamiento bien lubricado que hace girar el motor. La carga útil se adjunta al final de la correa. Para soportar cargas extremas, el arnés debe estar hecho de materiales extremadamente duraderos como Kevlar y fibra de carbono.

Después de casi dos años de trabajar 12 horas al día y seis días a la semana, el equipo de SpinLaunch estaba listo para lanzar la primera centrífuga verdadera. "Todos nos apiñamos en una habitación llena de monitores y cámaras, ubicada a 15 metros de distancia", dice Yeni. Verificaron que el sistema estaba en buen estado y comenzaron a comenzar. "Hicieron clic en el gas y rompieron el récord mundial de velocidad de los sistemas de rotación".

En los próximos años, el equipo realizó cientos de pruebas de alta velocidad. La mayoría eran necesarios para estudiar y mejorar el sistema, y ​​algunos se hicieron para tranquilizar a los inversores escépticos y a los clientes potenciales que no creían que la carga útil resistiría los impactos extremos. El equipo aceleró a altas velocidades paneles solares, radios, lentes de telescopio, baterías, módulos GPS y computadoras de control; Todo el equipo pasó la prueba con poco o ningún daño. En una prueba, Yeni conectó un iPhone a una correa y lo hizo girar a tal velocidad que experimentó una fuerza 10.000 veces mayor que la gravedad. Después de eso, llamó a un colega en FaceTime. Y cada prueba fue un pequeño paso hacia el espacio.


El primer prototipo de 12 metros de la centrífuga SpinLaunch se construyó en la antigua sede de Sunnyvale.

El peor cohete de la historia


En el centro del almacén de SpinLaunch en forma de cueva, Yeni se acercó al objeto y le quitó una lona. Esto, dijo con orgullo, es "el peor cohete de todos".

El cohete en forma de gota tiene 8 metros de largo, todo negro con una punta plateada brillante, se ve un poco pesado en comparación con las formas delgadas en forma de flecha de los cohetes convencionales. Por lo general, solo una pequeña parte de la masa de un cohete puede ser su carga útil; la mayor parte consume combustible. Por lo tanto, compañías como SpaceX requieren cohetes del tamaño de un edificio para poner en órbita un objeto del tamaño de un automóvil de pasajeros. En los círculos aeroespaciales, esto se llama la "tiranía de la ecuación del chorro ".

Pero Yeni se dio cuenta de que si lanzas un cohete al borde del espacio que no necesita transportar todo el combustible necesario para despegar a tal altura, puedes hacerlo en cuclillas y darle la mayor parte de su masa a la carga útil. Lo que es aún mejor, su motor no tiene que ser muy bueno. Los cohetes orbitales convencionales están diseñados para exprimir toda la eficiencia de los motores hasta una caída para maximizar la carga útil mientras se supera la gravedad, la centrífuga hará todo el trabajo más difícil para lanzar el cohete SpinLaunch.

En el proyecto SpinLaunch, el cohete se desenrollará para alcanzar la velocidad de lanzamiento, y luego, por una fracción de segundo, la salida se abrirá y el cohete volará. Según las patentes de la compañía, en el mismo momento, un contrapeso que gira frente al cohete se separará para que la centrífuga no se suelte y se rompa. El cohete continuará volando durante aproximadamente un minuto, y a una altitud de aproximadamente 61 km arrancará el motor. A esta altitud, la atmósfera prácticamente no resistirá el cohete, por lo que para llevarlo a la primera velocidad espacial de 28,476 km / h, no tomará más de un minuto de operación del motor. Otro arranque de motor de 10 segundos lanzará un cohete en órbita alrededor de la Tierra.


Ingenieros alrededor del primer cohete orbital SpinLaunch; Se ve una centrífuga en el fondo.

Al menos, según las declaraciones de Yeni. Durante mi visita, el prototipo de la centrífuga aún no estaba ensamblado, y Yeni no podía mostrarme videos dondequiera que estuviera en el trabajo. Insistió en que los cálculos de los ingenieros de SpinLaunch son correctos. Los principales inversores, Airbus Ventures, Kleiner Perkins y GV (parte de Alphabet), también dieron su bendición al invertir $ 80 millones en la compañía. El año pasado, el Departamento de Defensa de EE. UU. Emitió un contrato con SpinLaunch para ayudar a construir su centrífuga. Y, sin embargo, debido a la falta de evidencia de la operatividad del proyecto, la mayor parte solo debe pensarse.

Juan Alonso, un ingeniero aeroespacial de Stanford que ha estado haciendo controles de seguridad para uno de los inversores de SpinLaunch, entiende mi precaución. "Esta es una tecnología exótica, y por primera vez al enterarse de ella, piensan que, en principio, no puede funcionar", dice. Pero después de verificar todos los cálculos, Alonso dio luz verde a la inversión.

Aunque SpinLaunch tiene dificultades para compartir cálculos precisos, dos patentes emitidas por la compañía en 2018 y 2019 arrojan algo de luz sobre esta increíble física. Pero, cuando mostré patentes a varios ingenieros aeroespaciales de las principales universidades de investigación, la mayoría de ellos se mostraron escépticos de lo que vieron.

La crítica más seria de los ingenieros se refería a las sobrecargas que el cohete tendrá que soportar en una centrífuga. Durante la rotación, el cohete experimentará cargas de 10,000 veces más que la gravedad. Un cohete ordinario, cuando entra al espacio, tiene que lidiar con impactos que son 5-7 veces más altos que la gravedad. "Ningún cohete puede sobrevivir a esto, como la electrónica en un cohete", dice Dan Erwin, ingeniero aeroespacial de la Universidad del Sur de California.

Un ex empleado, bajo condición de anonimato causado por la firma de un acuerdo de confidencialidad, reconoció la brecha entre la teoría y la realidad. Describió el prototipo de la centrífuga SpinLaunch como una máquina bastante simple que "cualquier equipo de ingenieros de tamaño medio podría ensamblar". El empleado dijo que ampliarlo a un lanzador orbital funcional sería "muy difícil", dados los recursos de SpinLaunch. También señaló la falta de experiencia entre algunos líderes. "La capacidad de predecir la aparición de una multitud de problemas que seguramente aparecerán carecía claramente", dijo.

Yeni había escuchado tales críticas antes. Él cree que la falta de tal experiencia en la industria está en su mejor momento. "Reunimos un equipo de ingenieros, en su mayor parte demasiado jóvenes para afirmar que SpinLaunch no funcionaría", dijo. "Tienen mucha energía y entusiasmo asociados con el deseo de saber qué sucede".

En cuanto a los impactos, señala una larga historia de naves espaciales que han sobrevivido a un viaje al espacio en condiciones similares a las que la nave espacial tendrá que soportar en SpinLaunch, incluidos los cañones gigantes del Ejército de EE. UU. Y los misiles de referencia modernos que pueden resistir fuerzas miles de veces mayores que la gravedad. Además, dijo, su cohete será más fuerte que el dispositivo promedio: será más como un misil de combate que el Falcon 9 de SpaceX.

Como muestra la demostración del iPhone, los componentes electrónicos también pueden tolerar impactos extremos durante la aceleración, aunque pueden ser necesarias algunas modificaciones para dispositivos electrónicos particularmente sensibles. Por ejemplo, la compañía ya ha registrado patentes para paneles solares y módulos de control más duraderos que los satélites usan para orientarse en el espacio.

"SpinLaunch no está haciendo algo fundamentalmente nuevo, solo seguimos los pasos de desarrollos anteriores", dice Yeni. Más adelante este año, planea probarlo durante el primer lanzamiento suborbital, que su sistema debe llevar a cabo.


Los empleados de SpinLaunch estudian el interior de un prototipo de centrífuga de 12 metros

Largo camino al espacio


La física no es el único obstáculo para la empresa. SpinLaunch eventualmente necesitará una plataforma de lanzamiento en la costa para que sus misiles no representen un peligro para el público. Encontrar el lugar correcto fue más difícil de lo que Yeni había esperado. En abril de 2018, Hampton y Rafael Feldman, el gerente del proyecto, volaron a Hawai para obtener permiso para construir sus instalaciones en la Isla Grande. Inicialmente, las autoridades estatales los apoyaron e incluso desarrollaron un plan de inversión de $ 25 millones que permitiría a los hawaianos invertir en la compañía a través de obligaciones de deuda garantizadas por el gobierno. Sin embargo, durante una tensa reunión en el ayuntamiento en el Centro Comunitario de Naalehu en la Isla Grande, cerca del lugar donde SpinLaunch planeaba construir su sitio, los residentes locales provocaron una serie de críticas de los funcionarios locales,acusándolos de corrupción y preocupados de que el sitio SpinLaunch destruya la naturaleza local y se convierta en una amenaza para los residentes locales.

"Si de alguna manera se asigna un lugar para este proyecto mal concebido y crudo, entonces te diré dónde puedes encontrarme", dijo un residente local. "Puedes encontrarme en las puertas de esta empresa, que ha pavimentado lugares sagrados y tuberías de lava, y estaré encadenado a estas puertas con castillos y cadenas de kriptonita hasta que salgas de aquí".

El ambiente sombrío en el ayuntamiento condujo al hecho de que no se obtuvieron fondos, y SpinLaunch tuvo que abandonar Hawai. Mientras tanto, se están realizando búsquedas de otros sitios de lanzamiento en alta mar, la compañía está construyendo un nuevo sitio de prueba en el continente.

En mayo, SpinLaunch comenzó a trabajar en el puerto espacial "América"en Nuevo México, donde ahora está construyendo una centrífuga tres veces más grande que la de Los Ángeles. Yeni espera poder realizar la primera prueba suborbital este año y lanzar objetos que pesen hasta 50 kg en el campo de tiro de White Sands. Las pruebas serán un paso significativo en comparación con el lanzamiento de la carga de cinco kilogramos con la que han trabajado hasta ahora. En los últimos meses, Hampton, con un par de docenas de empleados, ha vivido cerca de un puerto espacial en una ciudad temporal de contenedores de carga. Tienen un jacuzzi, un campo de tiro con arco y una sala de realidad virtual: pequeñas actividades diseñadas para facilitar la vida en medio del desierto.

Yeni dice que confía en que su sistema funcionará dentro de las expectativas y que pronto estarán listos para la cola de los clientes. Un viaje al espacio en SpinLaunch costará $ 500,000 por lanzamiento, y Yeni dice que está listo para trabajar solo con compañías que desean lanzar docenas o incluso cientos de satélites.

El lanzamiento de uno de esos satélites en órbita será un gran logro. La historia de las compañías espaciales privadas es en su mayor parte una historia de fracaso, sin embargo, como si la era espacial Sísifo, a Yeni parece gustarle las dificultades. La exploración espacial requiere coraje para asaltar lo desconocido, y en el caso de SpinLaunch, el campo de lo desconocido es bastante vasto. Sin embargo, como recompensa será posible recibir, ni más, ni menos, una nueva puerta al espacio.

More articles:


All Articles