Se dice que el motor cohete más potente de Blue Origin requiere la mitad de piezas

Según la descripción general del motor de Blue Origin, el Northstar tiene 3.181 kilonewtons de empuje, lo que equivale a 715.000 libras de fuerza. Allí el BE-4 alcanza los 2.846 kilonewtons, por lo que el nuevo motor cohete aumenta aproximadamente un 12%. Hasta ahora, el BE-4 era el único motor propulsor de la empresa espacial fundada por el fundador de Amazon, Jeff Bezos. Siete ejemplares alimentan la primera etapa reutilizable del New Glenn, otros dos se encuentran en la primera etapa del cohete Vulcan del proveedor estadounidense United Launch Alliance. Sin embargo, en la etapa superior de la versión 7×2 de New Glenn, hay dos BE-3U reencendidos que queman hidrógeno líquido en lugar de gas natural; en la versión más grande 9×4 hay cuatro.

El nuevo motor fue presentado por el director de la empresa, Dave Limp, en la conferencia UP.Summit en el Centro Espacial Kennedy en Florida. En el comunicado de prensa de Northstar, Blue Origin lo describe como un segundo motor propulsor que se suma al BE-4 y completa la línea de motores para las primeras etapas, etapas superiores y operaciones espaciales. Limp calificó a Northstar como una versión simplificada pero más poderosa del BE-4, según la revista estadounidense de tecnología Ars Technica, y describió el impulso de Northstar como una base. La revista también informa que Northstar reemplazará el BE-4 en la primera etapa de New Glenn a largo plazo, mientras que Blue Origin continuará construyendo el motor más antiguo para el cohete Vulcan, según Limp. Según Ars Technica, la empresa espera poder producir Northstars por una cuarta parte del coste de un BE-4. Según la revista, New Glenn quiere lanzar algún día estas innovaciones más de 1.000 veces al año. «Para ir al espacio a un coste más bajo, necesitamos examinar cada parte del cohete», afirmó el director de la empresa a la revista. La propia Blue Origin no ha anunciado qué cohete Northstar volará primero y cuándo.

Blue Origin imprime la mayor parte del motor del cohete

Según el resumen, más del 65% de la masa del motor proviene de la fabricación aditiva, en la que los componentes se construyen capa por capa en lugar de fresarse a partir de un bloque. Según la empresa, la impresión se realiza en sus propias fábricas, por lo que el fabricante omite componentes por completo o los combina en uno común, reduciendo así el número de piezas y la masa. La empresa no revela qué tecnología de impresión, qué materiales y qué ensamblajes hay detrás. La aleación de cobre GRCop-42 de la NASA muestra cómo las piezas de cohetes impresas con sensibilidad reaccionan a los detalles de fabricación, para lo cual una IA de la Universidad Estatal de Washington filtró seis configuraciones de trabajo entre más de 100 millones de posibles configuraciones de impresión en solo 40 pruebas del mundo real. El informe FuW sobre la impresión 3D de metal para cohetes con ayuda de IA describe por qué no sólo la elección del material, sino también el control preciso del proceso determina la resistencia de un componente.

Northstar adopta el ciclo de combustión BE-4

Al igual que su modelo, Northstar quema oxígeno líquido con gas natural licuado, que es principalmente metano. Según el comunicado de prensa, el motor también conserva dos elementos clave del desarrollo de propulsión de Blue Origin: la combustión por fases rica en oxígeno y una turbobomba, cuya turbina y bombas para ambos combustibles están ubicadas en un solo eje. En su descripción general del programa Hydrocarbon Boost, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. llama al prequemador el corazón de dicho motor porque su gas caliente impulsa la turbina antes de contribuir con el empuje a la cámara de combustión principal. Debido a que, en última instancia, todo el combustible genera empuje, el ciclo funciona de manera más eficiente que los diseños que expulsan una porción no utilizada después de que se encienden las bombas, como el motor F-1 del cohete lunar Saturn V.

Debido a que el prequemador funciona con un exceso de oxígeno, los componentes encuentran oxígeno caliente a alta presión, que es donde la mayoría de los metales se queman o se funden, según la AFRL. Según el laboratorio, cuanto mayor sea la presión del gas propulsor, más eficientemente funcionará todo el motor, mientras que los materiales más comunes sólo funcionan con menor presión y, por tanto, con menor eficiencia. Rusia lleva décadas invirtiendo en este ciclo; su RD-180 se utilizó en el cohete estadounidense Atlas V. Blue Origin describe el BE-4 como el primer motor fabricado en Estados Unidos con combustión por fases rica en oxígeno. El mismo centro de investigación de la Fuerza Aérea probó un prequemador de este tipo en el contratista Aerojet Rocketdyne en el Centro Espacial Stennis de la NASA y, según sus propias declaraciones, alcanzó una presión más alta que cualquier otra cámara de combustión en un motor de cohete estadounidense. El laboratorio pone a disposición de toda la industria de cohetes estadounidense los datos de diseño y medición de este prequemador, pero la prueba se realizó con queroseno en lugar de gas natural y, por lo tanto, proporciona datos sobre el principio, no sobre Northstar.

Pasaron once meses antes de las pruebas de desarrollo.

Según Blue Origin, este es el tiempo desde el lanzamiento del programa hasta el inicio de las pruebas de desarrollo. La empresa ve este proceso como prueba de su capacidad para desarrollar y entregar unidades rápidamente. Según el anuncio, los avances en la fabricación también han reducido significativamente los tiempos de producción y han permitido el montaje en menos de un día. Ars Technica, sin embargo, informa que la empresa afirma que este valor sólo se alcanzará en el futuro.

Los motores de la compañía se fabrican en Huntsville, Alabama, y ​​Kent, Washington, y se prueban en el sitio de lanzamiento uno en el oeste de Texas y en el banco de pruebas 4670 en el Centro Marshall de vuelos espaciales de la NASA en Huntsville. Blue Origin no especifica dónde ni cuánto tiempo ha estado activo Northstar hasta ahora. La etapa principal del cohete lunar SLS de la NASA mostró en 2021 hasta qué punto estos viajes en tierra se aclaran antes del primer vuelo. Durante la prueba de los motores del cohete SLS, cuatro motores RS-25 debían recrear un ascenso de ocho minutos, pero se apagaron después de 67 segundos porque, según la NASA, un sistema hidráulico había excedido deliberadamente los límites de prueba cuidadosamente establecidos. Según la agencia espacial, esta lógica de apagado sólo se aplica al banco de pruebas; durante el vuelo las demás unidades auxiliares continuaron aportando energía al mando de rotación de los motores.

El BE-4 se puede reducir a 978 kilonewtons

Blue Origin enumera este valor, aproximadamente un tercio de su rendimiento máximo, para el motor más antiguo. Para Northstar, la descripción general solo habla de la capacidad de limitación en general y no especifica un límite inferior. Para las primeras etapas reutilizables, este alcance es importante porque AFRL describe una fuerte aceleración como un requisito previo para el aterrizaje de propulsores nuevamente después del lanzamiento. Cómo se ve esto en la práctica lo demuestra el motor BE-3PM más pequeño de Blue Origin, que acelera a 90 kilonewtons cuando el cohete suborbital New Shepard regresa para aterrizar suave y verticalmente en su lugar de aterrizaje.

Se dice que Northstar está diseñado para vuelos de regreso rápidos

Blue Origin describe específicamente a Northstar como un motor propulsor de primera etapa reutilizable. Según la descripción general del motor, se deben lograr ahorros en piezas y masa sin sacrificar la vida útil para una rápida reutilización. La AFRL generalmente atribuye a la combustión rica en oxígeno una combustión más limpia, lo que debería permitir un mantenimiento y un reinicio más rápidos. Blue Origin no ha cuantificado cuántos vuelos sobrevive un solo Northstar o cuánto tiempo permanece en el taller entre dos misiones.

Blue Origin, presentación de Northstar: un nuevo motor propulsor con más empuje y menos masa

Origen azul, motores.

Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, Programa de Desarrollo Tecnológico de Impulso de Hidrocarburos (HCB).

Construido con el apoyo de inteligencia artificial.