SpaceX y la importancia de la seguridad en el proceso de diseño

Por si por algo es conocida SpaceX, es porque después de un exitoso lanzamiento a la órbita terrestre, son capaces de hacer aterrizar suavemente de forma vertical el cohete de lanzamiento, ya sea sobre tierra firme o sobre una barcaza a unos 50km de la costa, el famoso Falcon 9.

No es tarea sencilla, no en vano son la única organización que lo ha conseguido hasta la fecha, el objetivo se complica si contamos con que se mueve a una velocidad de casi 6.000km/h, mide 43m de altura, pesa 100T y va cargado de combustible.

SEGURIDAD Y PREVENCIÓN

La NASA impone fuertes restricciones a los protocolos o trayectorias que los lanzamientos deben cumplir para garantizar la prevención de accidentes y seguridad de los trabajadores, astronautas y poblaciones cercanas con el objetivo de minimizar los riesgos derivados de una gran explosión, que en ocasiones pueden alcanzar la misma capacidad explosiva que un arma nuclear táctica (1.8kt).

Debido a la peligrosidad, en la industria aeroespacial los aspectos de seguridad deben tomarse en consideración desde la parte del proceso de diseño de un vehículo espacial o perfil de misión, ya que es igualmente importante que la misión se finalice con éxito de forma eficiente como que no ocurra ningún accidente, ni siquiera en un evento no controlado como ocurrió el 5 de Diciembre en el lanzamiento CSR-16 en el que la primera etapa cayó sin control desde una altura de 140km.

Pero, ¿Por qué no cayó en una zona poblada cercana o alrededor de la zona de aterrizaje provocando una fuerte explosión?
Precisamente porque se aplicó el security by design en el plan de vuelo, reduciendo los riesgos en una tasa superior al 95%. De hecho, nunca han ocurrido accidentes relevantes que afecten a zonas pobladas en los lanzamientos de empresas y agencias de primer nivel de Estados Unidos y Europa, y si que han ocurrido en agencias con sistemas de seguridad mas laxos en Rusia y China.

PROCESO DE LANZAMIENTO DE SPACEX

El proceso de un lanzamiento con posterior aterrizaje de la primera etapa es relativamente simple:

T+00:00:00s: Cuando la cuenta atrás llega a cero, los 9 motores Merlín 1D se encienden a máxima potencia. Al llegar a una determinada altura el cohete gira poco a poco para apuntar en dirección Este. No asciende de forma vertical, por lo que se aleja de la zona de lanzamiento sobrevolando zonas no pobladas, siendo preferible las trayectorias que lo hacen sobre el océano. Esta ya es de por sí, una decisión de security by design por si el cohete fallara en el despegue.

T+00:02:24s: Se termina el combustible de la primera etapa y se separa de la etapa superior. En los lanzamientos habituales sin aterrizaje, en este punto la etapa superior continuaría ascendiendo hasta llegar a la órbita, y la primera etapa caería sin remedio en medio del océano para perderla para siempre.

T+00:02:36s: Como en este caso vamos a recuperar la primera etapa, (recordemos, una estructura de 43 metros y casi 4 metros de diámetro), en este punto los motores de posición dan la vuelta al cohete y se vuelven a encender los motores para viajar en sentido contrario, apuntando como objetivo una zona determinada del mar, previamente desalojada, cercana a la pista de aterrizaje.

SECURITY BY DESIGN

Este es el punto de seguridad clave que se ha introducido en la fase de diseño. Si durante el descenso ocurre un fallo en cualquier sistema, el cohete simplemente no podrá desviarse en los últimos metros a la pista de aterrizaje, cayendo sin remedio en la zona controlada.
Recordemos que el descenso es un evento rápido en el que no hay tiempo para la reacción, en el que además, las velocidades hipersónicas, el calor de la reentrada o condiciones inesperadas conspiran para afectar al cohete de algún modo.

No importa la naturaleza del error, si falla el motor caerá con fuerza sin frenar en el agua, o si falla el sistema hidráulico que mueve las aletas que hacen posicionar al cohete, como el pasado 5 de diciembre, nunca podrá acercarse a la pista.

Concretamente, se estancó la bomba que mueve el fluido del sistema hidráulico de dos de las cuatro aletas de vuelo, haciendo ingobernable el vuelo, pero dejando caer suavemente el cohete sobre el agua.
Cabe decir que este no es el único sistema de seguridad by design de los que se utilizan en cada lanzamiento, además se aplican otros protocolos que funcionan sobre otros parámetros, como por ejemplo en caso de que el cohete se saliera de su ruta prevista, ya sea al ascenso o al descenso, éste es detonado automáticamente a una altura segura.