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La Agencia Espacial Europea (ESA) completó con éxito la segunda prueba de carga criogénica de Themis, un prototipo de cohete reutilizable desarrollado para despegar y aterrizar verticalmente sobre patas, como el Falcon 9 de SpaceX. El ensayo se realizó el 29 de septiembre en el Centro Espacial Esrange, al norte de Suecia, y sus resultados se comunicaron recientemente. Durante la prueba, los equipos llenaron los tanques del vehículo con nitrógeno líquido a temperaturas cercanas a los -200 °C y comprobaron el funcionamiento de sus sistemas antes de avanzar hacia su primer vuelo experimental, que buscará demostrar la capacidad europea de recuperar y reutilizar una etapa de cohete.
La prueba fue realizada por ArianeGroup, el grupo europeo y contratista principal de Themis, junto con SSC Space, empresa que opera el centro espacial sueco. Se trató del segundo ensayo de este tipo, después de una prueba realizada el 23 de julio.
En esta oportunidad, se cargó nuevamente al vector con el combustible criogénico y se volvieron a ensayar las operaciones que normalmente se realizan durante la preparación de un lanzamiento. Además, los técnicos también evaluaron la fase final automatizada de la cuenta regresiva y probaron parte de los sistemas robóticos que tienen la función de intervenir después del aterrizaje.
ArianeGroup confirmó que los resultados permitirán continuar con la campaña de ensayos. Por ahora, no se ha establecido una fecha para el primer despegue.
Cómo es Themis y qué se comprobó durante la prueba
Themis es un demostrador de etapa principal reutilizable, es decir, es un prototipo que sirve para probar tecnologías y ayudar a desarrollar la primera etapa del cohete final. Tiene unos 28 metros de altura y 3,5 metros de diámetro, y su objetivo es validar las tecnologías necesarias para que un cohete regrese a tierra después de despegar y pueda volver a utilizarse.
Su sistema de propulsión está basado en Prometheus, un motor europeo diseñado para funcionar con metano y oxígeno líquidos, que puede regular su empuje y volver a encenderse durante el vuelo. El motor pertenece a una clase de 120 toneladas de empuje y puede ajustar su potencia entre el 30% y el 110% de su valor nominal. Esta capacidad resulta fundamental para un vehículo reutilizable, que necesita modificar su empuje para controlar el ascenso, reducir la velocidad durante el descenso y realizar un aterrizaje vertical.
El metano también ofrece ventajas frente a otros combustibles. Requiere temperaturas menos extremas que el hidrógeno líquido, facilita ciertas operaciones de almacenamiento y produce menos depósitos de hollín que los combustibles derivados del petróleo, lo que puede simplificar el mantenimiento del motor.
Durante el ensayo de septiembre, Themis no utilizó sus combustibles habituales ni encendió su motor. En cambio, los técnicos cargaron los tanques y las tuberías con nitrógeno líquido enfriado hasta unos -200 °C, un fluido que permite reproducir condiciones criogénicas sin los riesgos de inflamabilidad asociados al metano y al oxígeno.
De esta manera, se evaluó cómo responden los depósitos, las conexiones, las válvulas y los sistemas de alimentación frente a temperaturas extremadamente bajas y condiciones de presión elevadas. También se practicaron las operaciones de preparación y cuenta regresiva para comprobar que el vehículo y las instalaciones terrestres funcionan de manera coordinada antes de un lanzamiento real.
Una de las novedades del ensayo fue la incorporación de pruebas vinculadas con las operaciones automáticas posteriores al aterrizaje. Themis está diseñado para regresar a una zona de apenas 20 x 20 metros, donde un conjunto de robots deberá acercarse al vehículo, conectarse a sus sistemas y retirar de forma segura el combustible y el oxidante que permanezcan en sus tanques. Estas operaciones buscan reducir la intervención de personal cerca de un cohete recién aterrizado, que todavía puede contener sustancias criogénicas y presurizadas.
Los robots también están previstos para realizar conexiones de servicio que normalmente dependerían de instalaciones fijas de lanzamiento. En esta segunda prueba se verificaron algunos elementos de ese procedimiento, aunque la recuperación completa del vehículo todavía deberá demostrarse durante los futuros vuelos.
El primer vuelo de Themis y los planes europeos de reutilización
El siguiente gran objetivo del programa será realizar un Hop Test, una prueba de vuelo vertical en la que Themis despegará, ascenderá hasta una altura prevista de 100 metros y descenderá para aterrizar de forma controlada. Durante esta maniobra, el motor Prometheus deberá mantener su funcionamiento y modificar su potencia para regular el movimiento del vehículo. El ensayo permitirá evaluar conjuntamente los sistemas de propulsión, guiado, navegación, control y aterrizaje, además de las operaciones necesarias para asegurar el cohete una vez recuperado.
La ESA también contempla campañas posteriores de mayor complejidad, con vuelos más altos y maniobras que incluyan el apagado y reencendido del motor durante el descenso. Entre los objetivos futuros se estudian vuelos que podrían superar los 20 kilómetros de altitud.
Themis forma parte de la estrategia europea para desarrollar lanzadores capaces de recuperar sus primeras etapas, una tecnología que permite evitar la fabricación de un vehículo completamente nuevo para cada misión y que ya se utiliza comercialmente en otros programas espaciales. El proyecto fue desarrollado inicialmente por la ESA, con ArianeGroup como contratista principal, y su campaña de vuelos se lleva adelante mediante SALTO, una iniciativa financiada por la Unión Europea que reúne a 25 socios de 12 países. El objetivo es validar tecnologías que puedan incorporarse posteriormente a nuevos lanzadores europeos, incluidos sistemas con varias unidades del motor Prometheus.
Con dos ensayos de carga criogénica completados, el programa continúa preparando las pruebas necesarias para comprobar si Themis puede realizar un despegue y un aterrizaje vertical controlados, el paso fundamental antes de demostrar la reutilización de la etapa.
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