Raúl Torres, cofundador y director de lanzamientos de PLD
El año en el que un cohete español voló al Espacio: "El Miura 5 está más avanzado de lo que se piensa"
Raúl Torres, cofundador y director de lanzamientos de PLD Space, repasa el 2023 sobre el hito del Miura 1 y adelanta sobre el Miura 5.
23 diciembre, 2023 02:37El lanzamiento del Miura 1 en octubre de este año hizo historia para la industria aeroespacial española. El instante culmen de un 'sueño' que hace más de una década dos ingenieros recién licenciados de Elche tuvieron y por el que apostaron todo. Noches de trabajo sin dormir, buenos momentos cuando las cosas marchaban según lo previsto y otros donde el precipicio del fracaso se acercaba demasiado rápido; todo eso y mucho más condensado en unos pocos minutos de vuelo frente a las costas de Huelva el pasado 7 de octubre.
En el caso de PLD Space, la compañía que ha desarrollado de principio a fin el cohete, el popular refrán español se cumplió y a la tercera fue la vencida. Los ilicitanos lo intentaron la primera vez el 31 de mayo, pero los vientos en altura no acompañaron y se retiraron. La segunda se produjo el 17 de junio, la meteorología era buena y el responsable de que la misión se abortara fue un "simple" error de software de una de las conexiones —umbilicales— que unían el cohete con la plataforma de lanzamiento.
"De hecho, el umbilical se desconectó, solo que tardó 100 milisegundos más de lo que debería", cuenta Raúl Torres, cofundador y director de lanzamientos de PLD Space, a EL ESPAÑOL - Omicrono. "Pero el software tenía unos corredores de verificación muy estrechos que provocaron que el sistema entendiese que no se había soltado a tiempo". Y mandó la orden de detener la alimentación del motor y, con ello, toda la operación.
Despegue del cohete Miura 1
A pesar de no conseguir su propósito en esa ocasión, el intento sirvió como un gran ensayo para todo el equipo. Llevaron a cabo todo el proceso de puesta a punto del cohete en el Centro de Experimentación de El Arenosillo —dependiente del INTA— la carga de propelentes, la supervisión de los sistemas de tierra y vuelo, la coordinación con los servicios de emergencia y hasta evaluaron el rendimiento del propulsor del cohete.
El Miura 1 es un microlanzador de una sola etapa con una capacidad de 150 kilogramos —sin posibilidad de despliegue de la carga— y de alcance suborbital. El primogénito de PLD Space llega a 12,5 metros de largo por 0,7 de diámetro y fue diseñado para ser un demostrador tecnológico del Miura 5, ya con capacidad de ser reutilizado tras cada vuelo. Este último, de 34 metros de largo y 2 de diámetro, tiene la mira puesta en ser el primer lanzador comercial privado español con la posibilidad de desplegar satélites en órbita.
El día D
Los preparativos para el lanzamiento comienzan 24 horas antes con el cohete todavía en horizontal. "Se realizan inspecciones, se purgan los circuitos de combustible, se verifica que todas las etiquetas del remove before flight se encuentren en su sitio y se hace una comprobación de los sistemas neumáticos e hidráulicos que van alrededor de la rampa".
En el despegue inaugural, que se produjo a eso de las 2:20 de la madrugada, el cohete se puso en vertical a las 15:00 horas del 6 de octubre, el día anterior. Los ingenieros y técnicos de la compañía iniciaron entonces la lista de comprobaciones prevuelo: la aviónica, el software, empezaron a cargar el nitrógeno, luego el queroseno, el helio y finalmente el oxígeno líquido. "Se va llenando por partes y se empiezan a hacer purgas, enfriamientos... Hasta que finaliza todo el proceso previo y comienza la secuencia automática de lanzamiento".
Esta tarea se monitoriza desde el centro de control aledaño a la rampa donde se recibe la información captada por los sensores en tiempo real. Durante los test de encendido en las instalaciones del Aeropuerto de Teruel, donde PLD Space tiene un centro de pruebas, "aprendimos a tener ese feeling de cuando algo iba bien y cuando no", detalla Torres. "Cuando un sensor se salía de una lectura correcta y daba igual porque no era peligroso ni delicado. Por eso con el lanzamiento del Miura 1 fuimos a tiro hecho".
Las horas anteriores al vuelo inaugural transcurrieron sin ningún contratiempo. Las sondas meteorológicas enviadas a gran altitud daban buen estado atmosférico y la carga de los propelentes —otro de los puntos delicados que había dado problemas en otras ocasiones— marchaba según lo previsto. Así que el momento de darle al botón de la cuenta atrás llegó y el sistema autónomo del cohete se hizo cargo de la situación, no sin la fina monitorización de Raúl Torres como director de lanzamiento y de todo el personal desplazado hasta Huelva.
"¡Vamos, Miura!": el primer cohete español hace historia y es lanzado al espacio con éxito
"Hay una sensación como de efecto túnel, que debe ser una adaptación del cerebro cuando la tensión es extrema", señala cuando describe la situación. "Sólo te centras en aquello que es importante para ti y el resto desaparece de tu vida". Torres estaba rodeado del equipo de PLD Space, donde cada uno tiene un papel muy específico, y asistido por los trabajadores del INTA que tienen sistemas de seguimiento en la zona. "Por línea interna nos iban diciendo que todo iba bien, pero no recuerdo prácticamente nada".
El éxito del primer despegue fue rotundo. El Miura 1 completó cada una de las fases del vuelo a excepción de la recuperación, aunque esto último, según comentaron desde la compañía, era algo secundario. Lo que sí se produjo fue algo de confusión respecto al plan de vuelo seguido. En la información publicada por la propia PLD Space se indicaba que el cohete iba a ascender hasta los 80 kilómetros de altitud, pero finalmente se quedó en unos 47.
"Esto es algo que teníamos planeado desde el segundo lanzamiento en junio", asegura Torres. Analizaron la operativa desde el punto de vista de la seguridad con el fin de asegurarse de que, si el cohete fallara, no se saliera del perímetro. "Si llega a explotar en mil pedazos, nuestras simulaciones de dispersión indicaban que los trozos podrían desplazarse muchos kilómetros fuera de los límites" debido al viento en altura.
Sin embargo, al seguir una trayectoria a menor altitud el cohete encara los vientos con mucha más velocidad horizontal y los posibles fragmentos generados tras la explosión se dispersarían en menor medida. "Hasta que llega el invierno, los vientos en altura en la zona de Huelva suelen apuntar siempre hacia Sevilla, la peor dirección en términos de seguridad". De ahí que se decidiera cambiar el plan de vuelo.
Miura en la plataforma de lanzamiento en El Arenosillo (Huelva)
"Después del despegue nos abrieron un bar de copas en Mazagón a las tantas de la madrugada, no sé quién consiguió el número del sitio". Torres explica que a la media hora de estar allí, "me salí y me senté en una silla que había a la salida porque me puse a ver el vídeo del lanzamiento en bucle". Era una "sensación extraña, no me lo creía y a día de hoy me sigue pasando. Sigo sin asimilar que saliera todo tan bien".
Miedos y telemetría
"Nosotros sabíamos que el cohete iba a despegar porque tenemos unos sensores de presión en unos cilindros hidráulicos que aguantaban al cohete" en vertical. "En el intento de lanzamiento anterior, cuando el motor arrancó y estuvo a punto de ascender, lo que vimos es que la presión dentro de los cilindros aumentó". Ese era el punto máximo a donde los ingenieros de PLD Space habían llegado, "todo lo que iba a suceder después era desconocido".
"La parte de controlar el cohete, que fuese por su camino e hiciera lo que tenía que hacer era lo que más nos preocupaba", asegura Torres. "Tampoco sabíamos si el motor iba a poder dar todo el rendimiento que había mostrado en el banco de pruebas, porque esos test se realizan con el propulsor parado" y en un entorno tan controlado como un banco de pruebas científico.
Motor TREPEL-B del Miura 1 en pleno ascenso
Ese último punto es esencial. "En vuelo la presión de propelente que alimenta al motor no es fija como en las pruebas estáticas, hay que tener en cuenta la aceleración". Cada vez el propelente debe entrar más rápido para que el motor rinda según lo esperado y, en el caso del Miura 1, todo funcionó según las simulaciones.
"También nos preocupaba mucho qué pasaría cuando el cohete durante la fase de vuelo transónica, cerca de la velocidad del sonido pero sin traspasarla". En ese escenario, el aire empieza a comportarse como un fluido diferente. "Aparecen las ondas de choque, que también habíamos simulado, pero no sabíamos lo que iba a pasar".
Una vez concluido el lanzamiento y la fiesta de rigor en Mazagón, el equipo de ingenieros de PLD Space comenzaron a estudiar todos los datos de telemetría recogidos por el Miura 1. Como primer despegue, la compañía equipó con un buen número de sensores todo el cohete para así aprender lo máximo posible sobre su comportamiento en el aire y luego aplicar todo ese conocimiento extraído al desarrollo del Miura 5.
"La verdad es que nos hemos sorprendido porque, una vez analizado, casi todo se ha parecido mucho al plan original y a las simulaciones", confirma Raúl Torres. "Tan sólo hay pequeñas variaciones de eventos que ocurren con dos o tres segundos de diferencia respecto a nuestros cálculos". Salvo algo que no tenían previsto.
Durante buena parte del vuelo, el Miura 1 experimentó un tipo de movimiento similar al alabeo de un avión que rota una cierta cantidad de grados a un lado y al otro respecto a su eje longitudinal. "Es muy malo porque el combustible se empieza a mover en el interior del cohete, se produce sloshing" u oleaje, de su traducción directa al castellano. "El problema es que puede generar una burbuja de gas dentro del tanque y que entre en las tuberías de alimentación". Si ocurre eso el propulsor explota. "Podría haber sido un problema serio durante el vuelo".
"La fuerza que perturbaba al cohete en ese giro era mucho mayor de la que esperábamos y todavía estamos analizando qué ocurrió ahí". El sistema de control vectorial del cohete —que puede dirigir la propulsión con un margen de grados— junto con el sistema RCS (Roll Control System o Sistema de Control de Alabeo) lograron tomar el control del Miura 1, aunque este último de forma limitada. "El motor del cohete realizó los movimientos oportunos de guiñada y cabeceo para compensar el movimiento en el otro eje", explica.
Foto de larga exposición del lanzamiento del Miura 1
A pesar de ser un punto negativo, en el caso del cohete español "funcionó". Por suerte, el movimiento inesperado era relativamente lento, "si hubiese girado más rápido habríamos entrado en bucle y fracasado". Todo esto ocurrió durante la primera fase del vuelo, "cuando entramos a supersónico el problema desapareció".
El Miura 1 que se lanzó en octubre tiene un hermano —conocido como SN2— listo para el despegue. "Nos hemos dado de plazo hasta final de enero para determinar la conveniencia de lanzar este número 2". Tal y como indica Raúl Torres, "lanzar un cohete tiene muchas implicaciones en el apartado de recursos y estamos ahora mismo centrados en Miura 5".
"La parte positiva de poder hacer un segundo vuelo sería intentar llegar a más altura, que es lo único que nos falta". En cambio, la parte negativa es que con la información que actualmente tiene PLD Space, no cambiaría prácticamente nada.
Desarrollo de Miura 5
El cohete reutilizable Miura 5 es el verdadero objetivo de la compañía para los próximos años. El único motivo de la existencia del Miura 1 es servir como demostrador tecnológico de toda la ingeniería que se aplica en el más grande de los lanzadores de Elche.
Técnicos trabajando en la integración del cohete
"El desarrollo del Miura 5 está mucho más avanzado de lo que la gente se piensa", recalca. Buena parte de los componentes ya se están fabricando y otros se están probando también en Teruel". En este sentido, desde PLD Space indican que no revelan mucha más información debido a que se encuentran inmersos en el concurso por un PERTE con Pangea Aerospace como contrincantes directos. "En esta fase intentamos primar la confidencialidad".
La cronología que se maneja en la compañía pretende tener al cohete instalado en Kourou (el Puerto Espacial de la ESA, situado en la Guayana Francesa) dentro de dos años. "Queremos que en 2025 se lleve a cabo el primer lanzamiento orbital del cohete".
En lo relativo a los retos que está suponiendo trabajar con el Miura 5, Raúl Torres indica el tamaño como el más importante de todos. "Antes, cuando íbamos a Teruel con el Miura 1, podíamos alquilar un furgón y llevar partes de la estructura o un tanque, ahora para cualquier pieza importante necesitamos un tráiler". El nuevo lanzador mide como un edificio de 11 plantas, "es enorme y todas sus piezas van en consonancia".
La gran diferencia respecto a su hermano menor es que el Miura 5 se compone de dos etapas. La primera de ellas, propulsada por un total de 5 motores, será la encargada de levantar el cohete e impulsarlo durante los primeros compases del vuelo. La segunda se centrará en la última parte del vuelo, ya en terreno espacial. Esto supone un desafío para PLD Space, ya que la separación de las etapas es un momento crítico que marca el éxito o el fracaso del lanzamiento.
El siguiente paso es el encendido del único motor que protagoniza la segunda etapa. "No puede fallar el encendido de este propulsor, es esencial y complejo debido a que la ignición debe realizarse en un entorno con microgravedad". Donde los propelentes a bordo no se comportan de igual manera que en la superficie terrestre.
"La segunda etapa debe funcionar durante 6 minutos para llegar a órbita y, una vez allí, apagarse y soltar el satélite". Esta última maniobra supone nada más que un "golpecito" respecto a todas las fuerzas que ha tenido que soportar durante la fase de ascenso "y esto también es una complejidad".
Sin margen para el fallo
Cuando la primera etapa del Miura 5 esté lista irá directamente a Kourou, mientras que la segunda etapa sí se probará en Teruel por los requerimientos y necesidades tan particulares que tiene. Una vez finalizada la campaña emprenderá el mismo viaje hacia la Guayana Francesa. Allí las integrarán y harán todo tipo de comprobaciones, incluido un test de carga de propelentes, antes de colocar la carga de pago.
"Estamos todavía en la fase de determinar si haremos un ensayo estático para verificar el arranque y ver que todos los motores funcionan bien", añade en referencia a la primera etapa. Y en esta ocasión no hay vuelos de prueba, PLD Space hará un all in.
Representación por ordenador de Miura 5
El primer lanzamiento del Miura 5 será también su estreno comercial. "Ya tenemos mucha información para proceder de esta forma". Torres también indica que ya tiene lista de espera: "yo sé que tengo que preparar 12 unidades de Miura 5". Tal es la sed de cohetes a nivel internacional que ya tienen programados y cerrados la primera docena de lanzamientos.
"Los dos primeros Miura 5 que saldrán de sus instalaciones de Elche serán gemelos, pero el tercero recibirá información de ellos y puede ser susceptible a tener cambios", afirma Torres. Esas dos primeras unidades no serán reutilizables, "en esa parte nos centraremos a partir del tercero".
"Hay una hoja de ruta de subsistemas que pueden mejorar". Torres pone el ejemplo de incrementar el empuje de los motores, aumentar la capacidad de combustible... "Entonces tocará hacer estructuras más grandes y empiezas a jugar con eso". A la pregunta de si habrá algo más allá de Miura 5, Raúl Torres responde entre risas: "sí, hay algo".
