SpaceX pone a prueba el futuro de los cohetes reutilizables. ¿Qué puede salir mal?

Una prueba crucial esta semana podría acercar a SpaceX a revolucionar los vuelos espaciales o generar nuevas dudas sobre las ambiciones más audaces de la compañía.

Por primera vez, SpaceX intentará traer de vuelta a tierra firme —intactas— todas las partes de su enorme Starship, el cohete más potente jamás construido, durante una misión cuyo lanzamiento está previsto para el viernes entre las 5:45 p.m. y las 7:00 p.m., hora de Miami.

El objetivo es desarrollar un sistema de lanzamiento totalmente reutilizable, una meta que la empresa ha calificado como el “santo grial” de la cohetería porque eliminaría la necesidad de desechar componentes de cohetes valorados en millones de dólares después de una sola misión. Esto, a su vez, podría reducir drásticamente el costo de cada lanzamiento —en varios órdenes de magnitud, según espera el CEO de SpaceX, Elon Musk— y abrir nuevas posibilidades para la exploración espacial.

Pero, para hacer realidad su visión, SpaceX necesita resolver cómo traer la mitad superior de Starship —una nave espacial de unos 52 metros de altura— desde la órbita hasta un aterrizaje seguro, en posición vertical, entre los brazos de la torre de lanzamiento de la compañía en el sur de Texas.

Nunca antes se ha demostrado una maniobra de este tipo.

Sin embargo, SpaceX lleva tiempo dejando claro que recuperar y volver a utilizar todo el vehículo Starship es indispensable para alcanzar algunos de sus objetivos más audaces y, como señaló en un comunicado, “aprovechar todo el potencial de Starship”.

La compañía pretende que el gigantesco cohete aborde una amplia variedad de ambiciosos proyectos fuera de la Tierra, como ayudar a la NASA a establecer una presencia humana permanente en la Luna, ampliar su red de internet satelital Starlink, lanzar un centro de datos orbital y “extender la luz de la conciencia a las estrellas y hacer que la vida sea multiplanetaria”, según un comunicado de la empresa. Esta última expresión alude al objetivo que Musk persigue desde hace tiempo: utilizar Starship para colonizar Marte.

Si todo sale según lo previsto durante la prueba del viernes, SpaceX ofrecerá un espectáculo extraordinario que comenzará apenas unos minutos después del despegue. Será entonces cuando se espera que la mitad inferior de Starship, el propulsor Super Heavy, se separe de la nave superior.

A continuación, el propulsor intentará realizar un aterrizaje de precisión de regreso en la torre de lanzamiento. SpaceX ya ha demostrado esta maniobra en algunos vuelos de prueba anteriores de Starship, pero nunca con la versión actual del vehículo, denominada V3, que debutó en mayo.

La empresa ya ha sido pionera en la reutilización de propulsores de primera etapa con sus cohetes Falcon, lo que le ha permitido ahorrar una cantidad no precisada de millones de dólares.

Pero intentar recuperar y volver a utilizar la etapa superior de un cohete —como SpaceX pretende hacer en esta próxima prueba de la nave Starship— plantea numerosos riesgos y desafíos nuevos, además de posibles beneficios.

Un vuelo de prueba que mantiene en vilo

Tras separarse del propulsor Super Heavy, la nave encenderá sus propios motores e intentará alcanzar la órbita terrestre, un paso que SpaceX logró por primera vez, por un margen muy estrecho, en septiembre, durante su último vuelo de prueba. Esto exige que la nave vuelva a encender sus motores y alcance velocidades superiores a unos 27.400 kilómetros por hora, equivalentes a 20 veces la velocidad del sonido.

Esta fase por sí sola entraña numerosos riesgos. Cada vez que SpaceX envía una nave Starship a órbita, los equipos de la misión deben extremar las precauciones para garantizar que el vehículo también pueda regresar a la Tierra de forma controlada. De lo contrario, la nave podría realizar un descenso impredecible y poner en peligro a personas o bienes.

“Starship está diseñada, obviamente, para ser un vehículo de lanzamiento reutilizable y para resistir la reentrada atmosférica”, afirmó Jeremy Pedro, director de sistemas de propulsión de Starship en SpaceX, en un video publicado recientemente por la compañía. “Por eso es muy importante que no dejemos el vehículo en órbita, ante la posibilidad de que reingrese de forma imprevisible y regrese sobre masas terrestres o zonas pobladas”.

Si la nave Starship alcanza la órbita y el vuelo continúa, completaría unas 14 vueltas alrededor del planeta durante 22 horas. En ese tiempo, desplegaría 26 satélites Starlink V3 de SpaceX, diseñados para aumentar la capacidad de la red de servicios de internet de la compañía.

Mientras Starship recorre su órbita, los controladores de la misión también tendrán varias oportunidades de traerla de vuelta a la Tierra antes de lo previsto si detectan algún problema, dirigiéndola hacia un amerizaje en el océano.

Si todo sale según lo planeado, SpaceX afrontaría el sábado por la tarde el tenso proceso de guiar la nave de regreso a las densas capas inferiores de la atmósfera terrestre, conocido como reentrada. Esta etapa del vuelo genera una violenta onda de compresión y una acumulación de plasma que pueden elevar las temperaturas en el exterior de la nave a más de unos 1.093 °C.

Después, cuando se aproxime al aterrizaje, Starship tendrá que “entrar por la costa oeste de Estados Unidos, de modo que sobrevolará tierra firme, cuando normalmente, en la mayoría de estas misiones, se sobrevuela agua”, explicó Joseph Gonzalez, profesor asociado de práctica de ingeniería aeroespacial en la Universidad de Illinois. El paso sobre zonas habitadas convierte esta fase en un momento de especial riesgo.

SpaceX explicó en su sitio web que Starship utilizará cuatro alerones para realizar “pequeños giros” y desviar deliberadamente su trayectoria sobre zonas “escasamente pobladas” del norte de México y el sur de Texas, con el fin de reducir el riesgo de una catástrofe si algo sale mal.

Incluso después de la reentrada, los controladores de la misión podrán optar por no intentar el aterrizaje en las instalaciones de Starbase de SpaceX. Tendrán la posibilidad de dirigir el vehículo hacia un amerizaje en el golfo o de ordenar su autodestrucción, para evitar que la nave completa, de un tamaño comparable al de la Estatua de la Libertad, se estrelle en tierra firme.

Pero, si la misión transcurre sin contratiempos, en los últimos momentos antes del histórico intento de aterrizaje, Starship sobrevolará la parte norte de la isla del Padre Sur, frente a la costa sur de Texas, antes de girar hacia la torre de lanzamiento Mechazilla de SpaceX y completar una maniobra acrobática de descenso horizontal. Durante su descenso final, sin paracaídas, la nave utilizará sus motores y su sistema de control de precisión para intentar regresar a los brazos de la torre de lanzamiento.

“No creo que la gente comprenda la importancia de esto”, afirmó Gonzalez. “Si este fin de semana se obtienen resultados muy positivos, creo que podrían conseguir un cohete totalmente reutilizable en los próximos 2 o 3 años”.

Pero los errores, conocidos en la terminología de la cohetería como “anomalías”, son una posibilidad muy real.

Fiabilidad y “anomalías”

SpaceX ha tenido una serie de problemas durante los vuelos recientes de Starship con la confiabilidad de los motores Raptor que propulsan tanto al Super Heavy como a la nave. Algunos motores han dejado de funcionar espontáneamente o no han vuelto a encenderse cuando debían hacerlo.

Estos problemas fueron especialmente evidentes durante la última prueba, en septiembre. Denominada Vuelo 14, la misión marcó la primera vez que SpaceX intentó enviar Starship a una trayectoria orbital en lugar de una suborbital “pasivamente segura”, en la que sería más probable que la nave cayera al océano si perdiera el control.

SpaceX había aclarado que necesitaba comprobar que el vehículo funcionaba según lo previsto antes de autorizar a la nave a dirigirse a la órbita. Pero, pocos minutos después del despegue, uno de sus motores se apagó prematuramente y permaneció fuera de servicio durante el resto del vuelo.

Inicialmente, los controladores de la misión —e incluso el presentador de la transmisión en vivo de SpaceX— dijeron que la compañía prescindiría de un segundo encendido de los motores para evitar el riesgo de enviar el vehículo a órbita.

Sin embargo, Musk instó a los controladores de vuelo a reconsiderar la decisión, de acuerdo con el video publicado por SpaceX el 6 de noviembre.

“En el momento en que perdimos el motor, todos supimos, de alguna manera, que ese era el final de la misión para la nave. Habíamos pensado: ‘Oye, no sigamos adelante si algo sale mal’”, explicó Pedro, de SpaceX, en un video publicado por la compañía. “Y Elon realmente cuestionó los requisitos y nos preguntó: ‘¿Hay algo que realmente nos impida continuar?’”.

Finalmente, los controladores de la misión ordenaron a la nave que continuara hacia la órbita.

Las decisiones de SpaceX estuvieron “dentro de los criterios de vuelo aprobados”, según una declaración enviada por correo electrónico a CNN el 10 de noviembre por la Administración Federal de Aviación (FAA, por sus siglas en inglés), que autoriza los lanzamientos de cohetes comerciales.

“La FAA supervisó todas las actividades relacionadas con la realización del lanzamiento y la reentrada autorizados”, indicó el organismo.

El Vuelo 14 terminó unas horas antes de lo previsto originalmente, pero finalmente concluyó sin mayores contratiempos. La nave realizó un amerizaje controlado en el océano Índico, aunque el contacto con el agua no fue tan limpio ni suave como los que la empresa había logrado anteriormente.

SpaceX lleva tiempo afirmando que incorpora redundancia en sus vehículos de lanzamiento, lo que significa que están diseñados para seguir funcionando de forma segura incluso si fallan algunos motores.

Pero intentar guiar la nave sobre zonas pobladas y lograr un aterrizaje de precisión en esas circunstancias es algo completamente distinto.

Por qué el regreso de una nave es un acontecimiento monumental y arriesgado

SpaceX ya se ha consolidado como la fuerza impulsora de una carrera más amplia por recuperar y volver a utilizar propulsores de primera etapa. El primer éxito de la compañía, el aterrizaje de un propulsor de primera etapa de un Falcon en 2015, impulsó su ascenso como fuerza dominante en el mercado mundial de lanzamientos.

Solo otras 2 empresas —Blue Origin, de Jeff Bezos, y la compañía china LandSpace— han logrado aterrizar propulsores de primera etapa. Ambas lo consiguieron por primera vez durante el último año, más de una década después del éxito inicial de SpaceX.

Aun así, recuperar un propulsor de primera etapa es algo más sencillo que intentar recuperar la etapa superior de un cohete.

El propulsor Super Heavy alcanza velocidades de unos 6.000 kilómetros por hora antes de iniciar el regreso para aterrizar.

La nave Starship, en cambio, viajará a velocidades orbitales que pueden superar los 27.000 kilómetros por hora.

Los vehículos diseñados para viajar al espacio y regresar de forma segura a la Tierra suelen ser pequeñas cápsulas, como las naves Dragon de SpaceX o los módulos de mando de las misiones Apolo. Viajan a órbita sobre un cohete. Pero la sección superior de Starship es, en sí misma, un cohete.

“En el mundo espacial, tienes cohetes o tienes naves espaciales”, explicó Lars Blackmore, ingeniero principal senior de SpaceX especializado en aterrizajes en Marte, en el video promocional de la compañía. “Intentamos crear algo que sea un cohete, pero que pueda funcionar como una nave espacial”.

La nave Starship es tan grande que en su espacio interior completamente vacío cabrían más de 100 módulos de mando del programa Apolo.

En este sentido, Starship se parece más a los orbitadores del transbordador espacial de la NASA. Pero los transbordadores iban acoplados a cohetes independientes y parcialmente reutilizables para el lanzamiento. Además, el transbordador nunca llegó a ser reutilizable de forma rápida o sencilla, como había esperado el organismo espacial.

Cada lanzamiento de un transbordador costaba, en promedio, unos US$ 1.500 millones —cientos de millones más de lo que la NASA había previsto al inicio del programa— y requería semanas de reacondicionamiento entre vuelos.

Starship aspira a superar las limitaciones de los transbordadores.

Una diferencia fundamental está en las técnicas de aterrizaje. Los transbordadores espaciales de la NASA aterrizaban en pistas, de forma similar a los aviones, señaló Gonzalez. Esta maniobra exigía equipar los orbitadores con un tren de aterrizaje, que quedaba expuesto a temperaturas extremas cuando la nave regresaba a gran velocidad a la atmósfera.

“Si algo sale mal, podrían entrar gases calientes en la zona donde se encuentra el tren de aterrizaje”, explicó. “Eso implica mucho más riesgo”.

El tren de aterrizaje también añade peso al vehículo, agregó Gonzalez. Y, en la cohetería, cuanto más ligero, mejor.

“Pero las grandes cosas tienen un comienzo”, dijo Gonzalez, “y ese comienzo fue el transbordador espacial”.

El aterrizaje de Starship sigue siendo una operación arriesgada. Una norma de la Administración Federal de Aviación exige que SpaceX demuestre, en sus solicitudes de aprobación para el Vuelo 15, que la probabilidad de que se produzca una víctima sería inferior a 1 entre 1 millón.

No obstante, la compañía también tuvo que demostrar que cumpliría ese mismo requisito antes de un lanzamiento de 2025, cuando Starship explotó sobre las Islas Turcas y Caicos durante un vuelo de prueba. Los restos golpearon un automóvil, pero no se reportaron heridos.

La empresa afirmó que confía en poder traer a Starship de vuelta en este vuelo sin contratiempos.

“Con mejoras constantes de un vuelo a otro”, señaló la compañía en un comunicado del 7 de noviembre, “el equipo de SpaceX ha demostrado que Starship puede realizar su reentrada desde el espacio de forma segura y confiable”.