Además de los pequeños lanzadores, Europa necesita contar con tecnología propia capaz de poner cargas pesadas en órbita. Esto pasa por la creación de programas conjuntos con compañías capaces de desarrollar todos y cada uno de los sistemas necesarios para tal fin. Siguiendo esta misma línea, la ESA acaba de seleccionar a la compañía Pangea Aerospace, con sede en España, para llevar a cabo los preparativos del futuro motor europeo de alto empuje.

El proyecto consiste en identificar las tecnologías de mitigación de riesgos, diseñar un motor de cohete de muy alto empuje para futuros lanzadores europeos y definir su modelo de negocio en base a un acuerdo público-privado para su desarrollo, explican desde la compañía a EL ESPAÑOL - Omicrono.

"Los retrasos con el cohete Ariane 6 y los problemas que han habido con Vega han puesto en dificultades al sector del lanzamiento europeo", ha explicado Xavier Llairó, cofundador y responsable de la parte comercial, estrategia, comunicación y marketing de Pangea Aerospace Además, "las diferentes agencias, incluida la ESA, han visto que es un poco complicado que puedan ser competitivos contra SpaceX".

Uno de los puntos claves dentro de esta ecuación de competitividad "son los motores", prosigue Llairó. Pangea ya trabajó en el pasado en un consorcio impulsado por la ESA y conformado por actores de primer orden como Thales Alenia Space o la rama aeroespacial de Dassault. Durante ese periodo analizaron la era después del cohete Ariane 6 para identificar "qué sistema de lanzamiento había que desarrollar, ver los tipos de misiones y cuáles eran las tecnologías clave".

"Ahí es donde apareció la idea de los building blocks, es decir, bloques de construcción tecnológicos básicos que permitan llegar hasta sistemas de lanzamiento", afirma. "Y donde los distintos actores acordamos que hay una necesidad de propulsión de alto empuje para los próximos lanzadores institucionales con inversión privada en paralelo".

El gran motor europeo

Desde su fundación, una de las tecnologías en la que Pangea Aerospace ha invertido más recursos es en la tobera tipo aerospike. Se trata de una idea original de la NASA que los ingenieros estadounidenses abandonaron hace décadas por su gran complejidad en la fase de construcción, pero que desde la compañía española han rescatado con éxito al emplear tecnologías actuales como la fabricación aditiva antes mencionada.

Para la tobera de Kronos, como han denominado al motor que resultará de este programa, todavía no hay nada en firme. Emplear una tobera aerospike "es una posibilidad, pero estamos abiertos a otros formatos". "Ahora mismo nos encontramos estudiando hasta qué punto es eficiente una tipo aerospike para motores de tan alto empuje".

Lo que sí está claro es que "todo el trabajo que hemos hecho con Arcos [así se llama su propulsor tipo aerospike] en las fases de fabricación, en el sistema de inyección, en la combinación de metano y oxígeno son tecnologías que no mucha gente tiene".

También que Kronos será un motor reutilizable y "seguramente con retropropulsión". Esta cualidad es la misma que emplea SpaceX en sus lanzadores para hacerlos regresar de forma segura a la superficie terrestre con un reencendido del propulsor para frenar la caída. "Tiene unas implicaciones técnicas importantes".

"Parece que la combinación de metano y oxígeno viene para quedarse por una serie de razones de reutilización, coste, eficiencia y sostenibilidad". Se trata de un par de moléculas químicas en las que Pangea Aerospace ya ha trabajado para el motor Arcos y va en la línea de mejorar la combustión para que los motores se dañen menos durante su funcionamiento y puedan volver a despegar en menor tiempo.

En cuanto al empuje, desde la compañía se habla de alrededor de 2 MN (Mega Newtons), muy similar a los motores Raptor de SpaceX que integra en su vehículo Starship y que rinden 1,8 MN. Cuando se cree el propulsor, el consorcio de compañías también establecerá una serie de configuraciones de motores tanto para la primera etapa de lanzamiento como para las sucesivas.

Este motor, asegura Llairó, "va orientado a lanzadores medianos, pesados y potencialmente súperpesados"; que van desde las 6 toneladas a más de 20. "Para el mediano podría ser dos, tres o cuatro motores y habría que ir sumando las configuraciones a medida que crece". Para ponerlo en contexto, SpaceX monta un total de 39 motores Raptor en toda la Starship.

El horizonte que manejan desde Pangea Aerospace para poder ver incorporado su motor Kronos en un lanzador es del año 2031 al 2033. Junto con la compañía española están trabajando Safran y Sabca proporcionando la tecnología de subsistemas de propulsión; Apco Technologies encargándose de la logística e integración; Spacedreams para la parte de pruebas; Empa y el Politécnico de Milán en la rama de materiales y fabricación aditiva y, por último, Latitude como proveedor de servicios de lanzamiento.

El próximo cohete europeo

La ESA sacó una licitación pública a la que cualquier actor de la industria aeroespacial podía responder. Se denominó Very High Propulsion Thrust Building Block, que en español se puede traducir como Bloque de Construcción de Propulsión de Empuje Muy Alto al que Pangea aplicó, al igual que lo hicieron otras compañías como la francesa Ariane Group o la italiana Avio.

La agencia planeaba seleccionar a dos consorcios en un primer momento, aunque finalmente se quedaron únicamente con el liderado por la compañía española. Todo el proceso de licitación llevó sólo unos meses. "Tuvimos la respuesta en mayo tras presentar la propuesta en abril y empezamos a trabajar en junio".

El proyecto se puede dividir en tres patas principales. "La primera es la que podríamos definir como un análisis de mercado en el que nosotros hablamos con todos los proveedores de servicios de lanzamiento, las compañías detrás de todos los cohetes actuales y futuros", apunta Llairó. Con el foco puesto en entender cuáles son sus planes a futuro y sus necesidades de propulsión, "sobre todo centrándonos en la de alto empuje".

Por ejemplo, si cualquier compañía tiene planeado la creación de un cohete para lanzar cargas pesadas, "conocer si tiene intención de adquirir los propulsores a un tercero, cuándo tiene previsto poner en funcionamiento el cohete o qué tipo de satélites quieren poner en órbita".

"Hay una segunda parte del proyecto que es la descripción conceptual del motor", prosigue Llaidró. A partir de ese momento "trabajamos con los socios para definir los elementos claves que tenemos que desarrollar". El cofundador de Pangea Aerospace reconoce que "será un proyecto caro y dilatado en el tiempo".

El equivalente que manejan desde este nuevo consorcio es similar al motor Raptor que protagoniza el lanzador Starship de SpaceX. Se tratará de propulsor con un elevado empuje con el objetivo de incluir a Europa entre las regiones mundiales con capacidad plena de lanzamiento y desprenderse de la necesidad de acudir a los servicios de compañías estadounidenses para establecer cualquier tipo de carga pesada en órbita.

Para ello tendrán que levantar, prácticamente desde cero, algunas infraestructuras como puede ser la encargada de probar los motores de gran tamaño, algo que no hay en Europa. También han identificado algunas necesidades clave como la industria de fabricación aditiva —lo que popularmente se conoce como impresión 3D— empleando materiales metálicos o todo lo relacionado con el combustible y comburente, que presumiblemente será metano y oxígeno.

La primera y la segunda fase, según ha explicado Llairó, se están llevando a cabo en paralelo, mientras que la tercera saldrá del resultado de las dos anteriores. "Como último punto, definimos juntamente con la Agencia Espacial Europea un modelo de negocio público-privado". El objetivo de la ESA es replicar en parte la fórmula estadounidense de participación pública con inversiones importantes de compañías.