Sea Dragon, un cohete realmente GRANDE

¿Cuál es el tamaño máximo que puede alcanzar un cohete usando tecnología convencional? En 1962, un ingeniero llamado Robert Truax quiso averiguar la respuesta a esta pregunta y se embarcó en un proyecto que daría lugar al mayor lanzador espacial jamás concebido: Sea Dragon. Diseños de cohetes gigantes hay muchos, pero la mayoría son simples fantasías o bonitos pero irreales modelos creados por ordenador. No es el caso de Sea Dragon, diseñado para ser construido usando tecnología de los años 60. ¿Y cómo de grande era este cohete? Pues, para que nos hagamos una idea, un sólo lanzamiento del Sea Dragon podría poner en órbita la masa útil de cinco misiones lunares Apolo. O, expresado de otra forma, sería posible realizar una misión a Marte con solamente dos o tres unidades de este monstruo.


El Sea Dragon al lado del un portaaviones: el tamaño importa (www.astronautix.com). 


Robert Truax, el padre de Sea Dragon (fuente).

Robert Truax, que trabajaba por entonces en la empresa Aerojet, decidió estudiar los factores que limitaban el tamaño de un cohete convencional de combustible líquido. Obviamente, a mayor tamaño, mayor será el coste del lanzador. Pero Truax llegó a la conclusión de que ésta no era una simple relación lineal. La complejidad era un factor igual de importante. Cuantas más etapas, motores y subsistemas tenga un cohete, más caro será. El primer objetivo del equipo de Truax fue por tanto diseñar el cohete más grande y simple posible. Como resultado, Sea Dragon sólo tendría dos etapas y dos motores gigantescos. Por supuesto, la simplicidad trae consigo una importante penalización: la pérdida de eficiencia. El reto de Truax era diseñar un cohete simple que fuese al mismo tiempo lo suficientemente eficiente como para poner en órbita una fracción significativa de su peso inicial.






Diseño del Sea Dragon (NASA).


Características de Sea Dragon.


Detalle del monstruoso motor de la primera etapa y el sistema de lastre (NASA).


 Aislamiento de los tanques del lanzador (NASA).

Muy pronto en la etapa inicial de diseño, Truax se dio cuenta de que la mayoría del presupuesto invertido en un lanzador se destina al mantenimiento de las instalaciones de lanzamiento. Un cohete realmente masivo requerirá una plataforma de lanzamiento y un edificio de ensamblaje gigantescos. La solución a este problema fue clara: prescindir por completo de la infraestructura de lanzamiento. Sea Dragon sería ensamblado y transportado sobre el agua, como un gigantesco puzzle acuático. ¿Pero cómo lanzar un cohete sin plataforma de lanzamiento? No hay problema, pensó Truax. El cohete se colocaría en posición vertical usando lastres similares a los de las plataformas petrolíferas antes de cargar sus tanques. Llegado el momento, Sea Dragon despegaría desde el océano con la primera etapa sumergida en el agua.

Al eliminar las restricciones de masa debidas al transporte y montaje, el Sea Dragon podría ser construido usando aluminio y acero convencional en vez de las costosas y ligeras aleaciones propias de la industria aeroespacial. Sería un cohete monstruoso, con un peso al lanzamiento de veinte mil toneladas y unas dimensiones de 163 x 23 metros (el Saturno V tenía 111 x 10 metros). Su capacidad en órbita baja alcanzaría las 500 toneladas, frente a las 120 toneladas del Saturno V. Veinte mil toneladas no son poca cosa. El casco del Titanic tenía una masa de unas 24000 toneladas. Estamos hablando de un cohete del tamaño de un trasatlántico. De hecho, Sea Dragon se construiría en un astillero de forma muy parecida a los submarinos nucleares de la época y podría poner en órbita grandes naves construidas en acero de forma robusta y simple. Y es que, en realidad, Sea Dragon se parecía más a un ingenio salido de una novela steampunk que a un moderno lanzador espacial.


Montaje del lanzador en el astillero (NASA).


Instalación del sistema de lastre (NASA).


Esquema de ensamblaje y construcción (NASA).


Construcción de la primera etapa (NASA).



Instalaciones navales necesarias en Cabo Cañaveral para el lanzamiento de Sea Dragon (NASA).


Traslado al área de lanzamiento frente a Florida (NASA).


Sistema de carga de combustible en alta mar (NASA).



Ascensor de servicio para mantenimiento y traslado de la tripulación (NASA).

El principal problema de Sea Dragon estaba en su sistema de propulsión. El enorme motor de la primera etapa era un orden de magnitud más grande y potente que el F-1 del Saturno V. Diseñar una bestia de estas características hubiese sido todo un desafío para la tecnología de la época, pero el equipo de Truax llegó a la conclusión de que su construcción era técnicamente posible, aunque los problemas de inestabilidad en la combustión hubiesen sido apabullantes a la hora de llevarlo a la práctica. No en vano, hablamos de una cámara de combustión del tamaño de una casa. Para simplificar el diseño -recordemos que simple era el lema del proyecto-, el motor de la primera etapa sería de kerolox (queroseno y oxígeno líquido), al igual que el F-1. La alimentación de combustible se llevaría a cabo mediante un sistema de presión externa similar al empleado en motores pequeños.


Sistema de lastre para el lanzamiento en alta mar (NASA).

Normalmente, esta técnica no se puede emplear en motores de grandes dimensiones, ya que sólo permite presiones muy pequeñas. Puesto que la presión de los tanques debe ser superior a la que existe en la cámara de combustión, la presurización de los tanques en motores de alto rendimiento se lleva a cabo usando gas derivado de la propia combustión de los propergoles, un sistema que requiere un complejo sistema de trubobombas. En el caso del Sea Dragon, el gigantesco tamaño de la cámara de combustión permitía usar presiones increíblemente bajas sin reducir significativamente el impulso específico (242 segundos a nivel del mar), lo que a su vez hacía posible introducir un sistema de presurización simple. El tanque de queroseno estaría presurizado mediante una reserva de metano, mientras que el tanque de oxígeno usaría un generador de gas alimentado por el motor, pero sin turbobombas.


Sistema de presurización de los tanques de la primera etapa (NASA).


Presurización de los tanques de la segunda etapa (NASA).

Debido a su alto coste por lanzamiento, Truax supuso que sólo un sistema parcialmente reutilizable podría despertar el interés del gobierno en el Sea Dragon. Por este motivo, la primera etapa sería reutilizable, aunque no se incorporaría ningún sistema de paracaídas. Para reducir la velocidad de impacto de la primera etapa con la superficie del océano, se incluyó una estructura para aumentar el rozamiento atmosférico y reducir la velocidad a 100 m/s. La segunda etapa sería criogénica y emplearía un sistema de presurización similar al usado para el tanque de oxígeno en la primera etapa.


Fases del lanzamiento del Sea Dragon (NASA).

Cuando Truax contactó con varios ingenieros de la NASA para verificar la idoneidad de su diseño, se encontró con un muro de rechazo en la agencia espacial. "No se puede construir", le dijeron. Paradójicamente, varias empresas navales -entre ellas los astilleros Todd- mostraron un inusitado interés por la propuesta, ya que la construcción y ensamblaje del fuselaje entraba dentro de sus capacidades técnicas. Pese a sus posibilidades, Sea Dragon no seguiría adelante, ni siquiera en versión reducida. El Saturno V era más que suficiente para poner un hombre en la Luna y la NASA no tenía ni tiempo ni ganas para invertir en este proyecto. Robert Truax abandonaría Aerojet para fundar Truax Engineering, pero nunca dejó de trabajar en el Sea Dragon. En los 80 propuso un lanzador intermedio, el Excalibur. Con una capacidad en LEO de 55 toneladas, Excalibur hubiese servido para poner a prueba muchas de las tecnologías involucradas en el Sea Dragon.


Última versión del Sea Dragon y el Excalibur con el transbordador a escala (Truax Engineering)..

Sea Dragon hubiese sido un desafío tecnológico en los años 60, pero sin duda podría ser construido hoy en día. Las estimaciones actuales sitúan el coste de este monstruo en mil millones de dólares por lanzamiento, pero su enorme capacidad de carga permitiría reducir a una tercera parte el precio de cada kilogramo puesto en órbita.

Lamentablemente, el problema principal de Sea Dragon en los años 60 y en la actualidad es el mismo: no hay demanda para semejante capacidad de carga. Si algún día decidimos viajar por el Sistema Solar, quizás necesitemos un lanzador de este tipo. Entonces, Sea Dragon podría ser una realidad.

Más información:

• Sea Dragon, Mark Wade.
• Sea Dragon Concept Volume 1 (Summary), NASA (1963).
• Sea Dragon Concept Volume 3 (Preliminary program plan), NASA (1963).