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SpaceX busca solucionar el suministro de combustible para Starship

Para que SpaceX pueda realizar los vuelos de Starship con la frecuencia deseada, necesita más que cohetes y plataformas de lanzamiento. En su instalación de Starbase, ubicada en la costa del Golfo de Texas, la compañía ha construido una extensa fábrica conocida como Starfactory, diseñada para producir un Starship por día. A pocos kilómetros al este, SpaceX ha construido una plataforma de lanzamiento y se prepara para activar una segunda.

Con Starship, SpaceX busca cambiar el enfoque tradicional. Históricamente, camiones cisterna han entregado propulsor a las plataformas de lanzamiento en los principales centros espaciales de Florida y California. Sin embargo, SpaceX ha utilizado el mismo método durante sus primeros años de operaciones en Starbase.

El tamaño de Starship es significativamente mayor al de otros cohetes, con más de 400 pies de altura y capacidad para más de un millón de galones de metano líquido y oxígeno líquido. Además, SpaceX emplea grandes cantidades de nitrógeno líquido para enfriar y purgar el sistema de carga de propulsantes de Starship.

La compañía ha recibido autorización de la Administración Federal de Aviación para lanzar Starships hasta 25 veces al año desde Texas y busca aprobación regulatoria para realizar hasta 120 lanzamientos desde nuevas plataformas en la costa espacial de Florida. A largo plazo, SpaceX aspira a realizar lanzamientos diarios de Starship, o incluso más, a medida que despliegue una flota de naves hacia la órbita terrestre baja, la Luna y Marte.

Vista del “estación de descarga orbital” de SpaceX, donde los camiones entregan propulsores líquidos para los lanzamientos de Starship.

Crédito:
Stephen Clark/Ars Technica

Sin embargo, existen numerosos cuellos de botella para alcanzar una cadencia de lanzamientos tan rápida. Uno de ellos es logístico, ya que se requieren más de 200 camiones cisterna que viajan desde refinerías distantes para entregar metano, oxígeno líquido y nitrógeno líquido para un lanzamiento de Starship. Los funcionarios de SpaceX reconocen que este método no es eficiente, ya que consume tiempo, emite contaminación y congestiona las carreteras. La única carretera de dos carriles que conecta Starbase con Brownsville, Texas, presenta baches y grietas en el pavimento debido al uso excesivo por parte de camiones pesados.

Solución in situ

Para abordar algunos de estos problemas, SpaceX planea construir plantas para generar fluidos criogénicos. La compañía ha recibido aprobación de las autoridades locales para construir una planta de separación de aire al otro lado de la carretera, justo al norte de las plataformas de lanzamiento de Starbase. La construcción de esta planta comenzó este verano. Una vez en funcionamiento, la instalación tomará aire, lo condensará y lo separará en oxígeno y nitrógeno, que fluirán aproximadamente 1,000 pies a través de una tubería hacia tanques de almacenamiento en el sitio de lanzamiento.

No obstante, la planta de separación de aire solo resolverá parcialmente el cuello de botella del propulsor. SpaceX aún necesita metano para alimentar los 39 (eventualmente 42) motores Raptor que impulsan el cohete Super Heavy y la etapa superior de Starship. La solución a este problema es la construcción de un par de instalaciones de licuefacción de metano para convertir gas natural, que inicialmente será entregado por camión o por un futuro oleoducto, en metano líquido puro, además de una planta de generación de metano ubicada junto a las plataformas de lanzamiento de Starbase.

SpaceX ha considerado la idea de plantas de generación de propulsantes en Starbase anteriormente, pero esta es la propuesta más cercana a hacerse realidad. Un aviso público emitido por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. el 27 de agosto describe los planes de SpaceX, y un mapa adjunto ilustra los cambios que se avecinan en el sitio de lanzamiento de Starbase.

Este mapa publicado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. muestra la expansión propuesta por SpaceX en Starbase. La huella existente del sitio de lanzamiento está en azul, y la expansión propuesta está en blanco.

Crédito:
Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU.

El Cuerpo de Ingenieros está solicitando comentarios del público sobre las propuestas de SpaceX. El cuerpo indica que la expansión propuesta por SpaceX cubre aproximadamente 21 acres, incluidos 18 acres de “humedales emergentes” y “planicies de viento y marea” a aproximadamente un cuarto de milla de la playa.

La expansión también incluirá nuevas áreas de almacenamiento para propulsores y equipos en tierra, plataformas de preparación, caminos internos y una nueva pared de seguridad alrededor del perímetro sur del sitio de lanzamiento.

El proyecto ha sido diseñado para reducir la huella de expansión del área de lanzamiento y los impactos propuestos en los humedales, incorporando muros de explosión en toda la infraestructura, lo que permite que las instalaciones se ubiquen más cerca de las plataformas de lanzamiento existentes. Se instalará una cerca de sedimentos alrededor de los límites de disturbio permitidos para minimizar la erosión y los impactos de sedimentación en las aguas receptoras y garantizar que el equipo de construcción permanezca dentro de los límites del proyecto permitidos.

Los planes para futuras plataformas de lanzamiento de Starship en Florida, que aún están en revisión ambiental, muestran que SpaceX también tiene la intención de producir su propio propulsor allí. El aviso público del Ejército sobre los planes de SpaceX en Starbase no incluyó detalles sobre cómo funcionarán la unidad de separación de aire y la instalación de licuefacción de metano. Sin embargo, un borrador de declaración de impacto ambiental publicado por la Administración Federal de Aviación el mes pasado detalla cómo SpaceX implementará la capacidad de generación de propulsantes en el Centro Espacial Kennedy de la NASA.

Inicialmente, el gas natural será entregado a la plataforma de lanzamiento de Florida por camión, y un sistema de pretratamiento eliminará impurezas para producir un flujo de metano gaseoso de mayor pureza. Luego, SpaceX enfriará el gas hasta convertirlo en líquido antes de bombearlo al cohete. “El gas natural sobrante se utilizará para trabajo de proceso, generación de energía o se ventilará como un gas natural”, indicaron los funcionarios en la declaración de impacto ambiental.

La unidad de separación de aire deshumidificará, licuará y separará el aire en sus componentes principales: oxígeno y nitrógeno, que luego se transferirán a tanques de almacenamiento. Los gases residuales de nitrógeno, oxígeno y argón se ventilarán de nuevo a la atmósfera.

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