Primera prueba de fuego caliente del motor de cohete Prometheus reutilizable alimentado con metano de Europa

Primera prueba de fuego caliente del motor de cohete Prometheus reutilizable alimentado con metano de Europa

Marca de tiempo: 28 de junio de 2023 5:38 a.m.
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Un prototipo del motor Prometheus reutilizable de Europa cobra vida en el banco de pruebas en Vernon, Francia, el 22 de junio de 2023. Imagen: ArianeGroup.

Europa completó con éxito la primera prueba de fuego caliente de su cohete Prometheus reutilizable, una quema de 12 segundos mientras se integraba al demostrador de primera etapa Themis en el sitio de ArianeGroup en Vernon, Francia.

Prometheus y Themis son componentes del nuevo programa de lanzamiento europeo 'Ariane Next', que se centra en desarrollar una flota de cohetes reutilizables para entrar en servicio en la década de 2030.

El programa es un esfuerzo conjunto entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Francesa (CNES) con ArianeGroup como contratista principal.

El motor Prometheus de 100 toneladas de empuje funciona con oxígeno y metano, pero para alinearse con los esfuerzos ambientales de ArianeGroup, la primera prueba de fuego caliente el 22 de junio de 2023 incluyó un combustible de biometano.

“Nuestro lanzamiento fue un hito crucial en el viaje hacia un producto operativo con todos los objetivos de prueba en términos de puntos de operación y duración logrados”, dijo Jérôme Breteau, director de los sistemas de transporte espacial del futuro en la ESA.

“Se planean más actividades para mejorar y completar el motor. Por ejemplo, la configuración del motor no incorporó la extensión de la boquilla y algunas tecnologías de fabricación de elementos de combustión que se están desarrollando en paralelo aún no están completas”, agregó.

Ariane Next forma los cimientos de las ambiciones de Europa de desarrollar vehículos de lanzamiento reutilizables más allá de Ariane 5, Ariane 6 y Vega, con Prometheus y Themis entre los primeros componentes que se desarrollarán y probarán.

Una vista de cerca del motor Prometheus alimentado con metano durante su encendido de 12 segundos. Imagen: Grupo Ariane.

Una diferencia clave entre Prometheus y el motor Vulcain impulsado por oxígeno e hidrógeno que impulsa el Ariane 5, y Vulcain 2.1 que impulsará al Ariane 6, es que Prometheus quemará oxígeno y metano.

Este último, que es líquido a una temperatura similar al oxígeno, se considera una opción más barata y más fácil de manejar que el hidrógeno.

Según CNES, el nuevo motor será reutilizable hasta cinco veces y podrá entregar empujes variables de hasta 100 toneladas.

Aunque proporcionará un empuje menor que el Vulcain 2.1, que entrega 130 toneladas en el vacío, el componente de combustible de metano es seis veces más denso que el hidrógeno y permitirá etapas de cohetes más "compactas" que son más fáciles de recuperar.

El diseño básico reencendido de Prometheus lo hace adecuado para aplicaciones de núcleo, refuerzo y etapa superior. También podría servir como precursor de las mejoras de Vulcain 2.1.

Según CNES, Prometheus ofrecerá economías significativas al reducir diez veces los costos de producción con respecto al motor Vulcain, que tiene un costo unitario de un millón de euros, gracias a la nueva arquitectura, el uso extensivo de la impresión 3D y una tasa de producción de 50 motores por año.

Está previsto que las pruebas del motor Prometheus continúen a finales de este año en el banco de pruebas del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) en Lampoldshausen, Alemania.

Más adelante en el programa de pruebas, un motor Prometheus y una etapa Themis combinados intentarán una serie de "pruebas de salto", elevándose unos metros sobre el suelo para comprobar la capacidad de vuelo y aterrizaje.

Prometheus dispara en el demostrador de primera etapa Themis en el sitio de ArianeGroup en Vernon, Francia. Imagen: Grupo Ariane.

La ESA comenzó a desarrollar su etapa de cohete reutilizable Themis en diciembre de 2020 bajo un contrato con ArianeGroup por 33 millones de euros y dice que su objetivo es completar las pruebas al principio del ciclo de desarrollo a través de un enfoque "ágil y basado en costos".

Según la ESA, la 'Fase inicial de Themis' sigue un cronograma del proyecto de 2020 a 2025, pero aunque Themis completó las pruebas de tanque en diciembre de 2021, la última prueba de fuego caliente estaba ligeramente retrasada con respecto al cronograma planificado.

La próxima campaña de prueba para Themis es en Suecia y será parte de un programa Horizon Europe de la Unión Europea (UE) llamado SALTO (tecnologías y operaciones de lanzadores espaciales estratégicos reutilizables).

ArianeGroup fue seleccionado por la UE en julio de 2022 para supervisar tanto el proyecto SALTO como el proyecto ENLIGHTEN (European iNitiative for Low cost, Innovative & Green High Thrust Engine), que están diseñados para desarrollar y producir motores reutilizables a partir de Prometheus.

La ESA considera que la reutilización de las etapas de los cohetes es un método clave para reducir los impactos medioambientales de la industria de lanzamiento y, aunque todavía queda casi una década para que los vehículos Ariane Next entren en servicio, se espera que la tecnología proporcione a Europa una ventaja competitiva para las opciones reutilizables.

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