Programa Vulkan-Energía
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Durante los años 70 fue proyectado en la Unión Soviética el que podría considerarse su segundo programa lunar tras el fracaso del programa lunar N1/L3. Tras los pasos de este proyecto se encontraba Valentín Petrovich Glushkó, quien se había hecho con el control de la principal oficina de diseño espacial de la URSS: la OKB-1 (TsKBEM), fundada por el fallecido Ingeniero Jefe Serguéi Pávlovich Koroliov.
Principios
Glushkó había sido junto con Koroliov uno de los pioneros de la cohetería soviética y fue el creador de la mayor parte de motores que habían llevado el programa espacial de la URSS hasta la gloria. Sin embargo, su enfrentamiento con Koroliov sobre la elección de los combustibles idóneos a emplear en los lanzadores espaciales había sido una de las causas del desastre del N1.
Nada más hacerse con el control de la OKB-1 y fusionarla con su oficina OKB-456, Glushkó decidió aplicar una política de tabula rasa. El plan de alunizaje N1-L3 fue cancelado fulminantemente, a pesar de que todos los ingenieros que trabajaban en el proyecto estaban de acuerdo en que sólo era cuestión de tiempo antes de que el N1 demostrase su valía.
Pero Glushkó odiaba con todas sus fuerzas el N1 y todo lo que representaba. Era una prueba palpable de que se podía construir un cohete gigante sin necesidad de su colaboración. Los motores NK-15 y NK-33 de Kuznetsov habían resultado insuficientes para la magnitud del desafío que suponía un alunizaje, pero eran unas maravillosas piezas de ingeniería que ponían en evidencia las carencias de la oficina de Glushkó.
Tras la cancelación del N1, la nueva oficina de diseño, ahora conocida como NPO Energía, se embarcó en la construcción de una nueva familia de cohetes, pero esta vez desde cero. Esta familia se denominaría RLA y las versiones más grandes serían capaces de poner hasta 150 toneladas en órbita baja. Debían estar equipados con los motores cohete más potentes de la historia, todo un desafío a la altura del ambicioso Glushkó.
De entre todas las versiones del RLA destacaba el cohete Grozá (RLA-110/125), una especie de Saturno V ruso que debía sustituir a las versiones mejoradas del N1 (N1-F y N1-M) que había planeado introducir a mediados de los 70 Vasili Mishin, el predecesor de Glushkó al mando de la OKB-1.
Pero Glushkó tenía planes aún más grandiosos que iban más allá de la familia RLA. El sueño del veterano ingeniero tenía un nombre, el cohete Vulkan. Este monstruo debía haber tenido capacidad para colocar en órbita baja 230 toneladas de carga útil, o 22 toneladas en la superficie lunar, superando cualquier lanzador en servicio. El Vulkan permitiría además poner un cosmonauta en la Luna sin necesidad de recurrir al complicado esquema de misión usado con el N1. Efectivamente, gracias al Vulkan se podría lanzar una nave en trayectoria directa hacia nuestro satélite sin acoplamientos en órbita lunar como requería el programa Apolo o el N1-L3.
La familia de lanzadores RLA, antecesora del Energía
Cohetes "lunares" soviéticos: N1F, Vulkan y Energía
La nave LEK
El equipo de Konstantin Bushuev sería el encargado de diseñar la nueva nave lunar para el Vulkan. Y como resultado nacería el LEK (Lunni Ekspeditsionni Korabl, "Nave Expedicionaria Lunar"), un extraño vehículo que parecía salido del cruce entre un módulo lunar Apolo y una nave Soyuz. El LEK debía tener una masa de 21,5 toneladas y unas dimensiones de 9,7 x 11,3 metros. Estaba dividido en una etapa de alunizaje cuyo diseño recordaba la sección inferior del LM de la NASA, aunque de mayor tamaño, y una etapa superior o Bloque de Habitación OB (Obitaemi Blok) con una esclusa para salir al exterior. Lo realmente curioso es que dentro del OB estaba localizada la cápsula SA (Spuskaemi Apparat) que debían emplear los cosmonautas para volver a la Tierra. La SA tenía la misma forma que la cápsula de la nave Soyuz para simplificar los cálculos aerodinámicos, aunque era ligeramente más grande.
El LEK. Se aprecia la cápsula SA dentro del BO
LEK. 1: etapa de ascenso; 2: cobertura térmica; 3: cápsula basada en la Soyuz; 4: módulo de equipamiento; 5: motor de la etapa de ascenso; 6: etapa de descenso con el tren de aterrizaje; 7: motor de la etapa de descenso
Etapa de ascenso OB. Destaca la esclusa para EVAs
Etapa de ascenso OB. Destaca la esclusa para EVAs
Etapa de ascenso OB con la cápsula SA en el interior
Etapa de descenso del LEK
Después de despegar hacia la Luna mediante el Vulkan, los tres cosmonautas saldrían de la cápsula por una escotilla interior para acceder al OB. Una vez cerca de nuestro satélite, el LEK usaría la etapa superior (Bloque V o Bloque "Vesubio") del Vulkan para frenar su velocidad. Poco antes del alunizaje, la etapa se separaría del LEK de forma muy similar al sistema empleado por el módulo lunar LK del proyecto N1-L3. Se trataba de una maniobra muy arriesgada, porque la etapa inferior del LEK debía encenderse a poca altura sobre la superficie.
Si algo salía mal, los cosmonautas se estrellarían contra la Luna. Para ayudar a la tripulación en esta etapa final de alunizaje, el OB estaba dotado de dos ventanillas orientadas hacia la superficie lunar. La etapa inferior estaba equipada con varios cohetes de combustible sólido que se encenderían en el momento del contacto con la superficie para evitar que la nave rebotase en la baja gravedad lunar. Una vez en la superficie, la tripulación usaría un pequeño lunojod para explorar la Luna del mismo modo que los astronautas del Apolo emplearon su rover para desplazarse.
El LEK dentro de la cofia del Vulkan con la etapa superior Blok V
Cohete Vulkan con el LEK
Versión final del Vulkan
Tras pasar entre 5 y 15 días en la Luna, la etapa superior se encendería y los cosmonautas se dirigirían a la Tierra directamente sin pasar por la órbita lunar. La SA se separaría del OB cerca de la atmósfera terrestre y durante el descenso la cápsula realizaría una doble reentrada para minimizar la deceleración. El esquema de misión era muy parecido al fallido plan que Vladímir Cheloméi concibió para su nave lunar LK-700, que también debía haber despegado a bordo de un lanzador gigante. Eso sí, el cohete UR-700 de Cheloméi pretendía usar peligrosos combustibles hipergólicos, mientras que el Vulkan usaba propergoles criogénicos.
La base lunar
Glushkó tenía claro que limitarse a repetir los éxitos del Apolo diez o quince años después no tenía mucho sentido, así que concibió un plan mucho más complejo. El LEK sólo sería la primera fase de una base lunar permanente formada por cuatro elementos:
- el LEK (Lunni Ekspeditsionni Korabl) propiamente dicho.
- un módulo laboratorio-vivienda LZhM (Laboratorno-Zhiloi Modul).
- un Lunojod presurizado para expediciones de larga duración.
- un módulo fábrica LZM (Laboratorno-Zavodskoi Modul) cuyo fin era investigar las propiedades del regolito lunar.
La tripulación de la base llegaría a la Luna en el LEK y viviría dentro del LZhM durante la mayor parte del tiempo, pero se movería por la superficie usando el lunojod presurizado, alejándose de la base un máximo de 200 kilómetros. Además, el lunojod iría equipado con un taladro para explorar las capas geológicas superficiales. Por otro lado, dentro del LZM se estudiaría la posibilidad de usar el regolito lunar para crear oxígeno y otras materias primas (ISRU). Para generar electricidad durante la noche lunar se emplearía un reactor nuclear.
Base lunar soviética. 1: LEK; 2: LZhM; 3: lunojod; 4: etapa de descenso; 5: estación de energía nuclear; 6: LZM
LZhM: módulo vivienda para la Luna. 8 x 9 metros y 160 metros cúbicos. 1: esclusa; 2: baño; 3: camarotes de la tripulación; 4: laboratorio; 5: almacén; 6: camarote adicional; 7: sección de control; 8: fase de descenso
Lunojod presurizado. 8,2 toneladas y capacidad para dos personas. 3,5 x 4,5 metros y 5 metros cúbicos. 1: pala; 2: centro de control; 3: esclusa; 4: esclusa; 5: panel solar; 6: taladro; 7: superficie de carga; 8: ruedas
Módulo fábrica LZM. 4,5 x 8 metros, 100 metros cúbicos y 15,5 toneladas. 1: esclusa; 2: invernadero; 3: sección para la generación de oxígeno a partir del regolito; 4: sección del laboratorio físico-químico; 5: etapa de descenso
Módulo LZhM modelado en 3D
La construcción de la base lunar se llevaría a cabo en una primera fase mediante tres lanzamientos del Vulkan. Tras el alunizaje del lunojod presurizado y el módulo LZhM, con víveres para soportar una tripulación de tres cosmonautas durante año y medio, se lanzaría el primer LEK con tres personas. Posteriormente, otros dos lanzamientos mandarían a la Luna un nuevo LZhM y otra tripulación a bordo de un LEK para relevar a los primeros ocupantes seis meses después. El segundo LZhM permitiría a la tripulación sobrevivir más tiempo en la Luna en caso de emergencia a la espera de una misión de rescate. Tres meses más tarde despegaría un tercer Vulkan para situar el LZM en la superficie. A partir de ese momento, se mantendría el esquema de relevos mediante el lanzamiento anual de dos Vulkan con un LEK y un LZhM.
Se estanca el proyecto
La base lunar de Glushkó no logró llamar la atención de los líderes soviéticos, más interesados en buscar un programa que pudiese contrarrestar al nuevo transbordador espacial norteamericano. Glushkó pronto ofrecería a los militares su familia de cohetes RLA como sistema de lanzamiento de la nueva lanzadera soviética. En 1976 daría oficialmente comienzo el programa Energía Burán y la familia RLA se metamorfosearía en los lanzadores Energía y Zenit.
Los trabajos en la familia RLA cesarían alrededor de 1978. Finalmente, la oficina NPO Energía se olvidaría del Vulkan mientras concentraba sus esfuerzos en el programa Energía Burán. Aunque a finales de los 80 surgiría una nueva propuesta del Vulkan basada en el Energía, el monstruoso lanzador nunca se pudo materializar.
Intentos posteriores de relanzar el programa
Bien entrados los años 80, Glushkó volvió a intentar una vez más sacar adelante su programa lunar, pero esta vez decidió usar el cohete Energía. Puesto que la capacidad de este lanzador era inferior a la del todopoderoso Vulkan, NPO Energía introdujo cambios en los planes originales del LEK. Según el nuevo proyecto, cada misión requeriría el lanzamiento de dos lanzadores Energía. La nave LEK sería sustituida por dos nuevos vehículos de 29 toneladas cada uno, el LOK (Lunni Orbitalni Korabl, "Nave Orbital Lunar") y el LK (Lunni Korabl, "Módulo Lunar").
Es decir, el esquema de ascenso directo del LEK sería sustituido por la más tradicional técnica LOR (Lunar Orbit Rendezvous) de los programas Apolo o N1-L3. La LOK tenía un diseño muy similar al LEK, pero sin etapa de descenso, e igualmente contaba con una cápsula SA dentro del compartimento OB. Por su parte, el LK sería casi idéntico al LEK original, pero obviamente no tenía cápsula de descenso, aumentando así el volumen interno de forma considerable.
LK (2) en la superficie lunar, obsérvese la misión empleando un pequeño lunajod (3). En órbita la nave LOK (1)
LOK. 9,6 x 5,4 metros (11,5 metros de envergadura). 1: cápsula; 2: sección de equipamiento; 3: módulo de servicio; 4: paneles solares
LK. 9,8 x 8,4 metros. 1: etapa de ascenso; 2: protección térmica; 3: sección de equipamiento; 4: motor de la etapa de ascenso; 5: motor de la etapa de descenso
LK (izquierda) y LOK (derecha)
Un primer lanzamiento del Energía pondría al LK en órbita lunar. Posteriormente, el LOK despegaría desde Baikonur con cinco cosmonautas a bordo. El LOK se acoplaría con el LK en órbita lunar usando un sistema andrógino y dos cosmonautas pasarían al LK para descender hasta la superficie. Después de 5 o 10 días explorando nuestro satélite, la etapa superior del LK con los dos cosmonautas volvería a la órbita lunar para acoplarse con el LOK. Esta nave permanecería un mes completo alrededor de la Luna antes de dirigirse hacia la Tierra.
Lamentablemente, ninguno de estos planes vería la luz. La crisis económica que asoló el país a finales de los 80 impediría el desarrollo de este y otros muchos programas. Mientras el país se descomponía, estaba claro que la exploración de la Luna no era un asunto prioritario. Glushkó fallecería en 1989 sin poder ver su sueño hecho realidad y la URSS perdió así su última oportunidad de poner un cosmonauta en la Luna.