Estudio de viabilidad sobre la recuperación de etapas superiores de vehículos lanzadores orbitales

Abstract

[ES] El trabajo consiste en estudiar la viabilidad de recuperar las etapas superiores de distintos tipos de lanzadores, a fin de poder ser reutilizados y mitigar la generación de basura espacial. Se pretende estudiar la recuperación en su totalidad, desde la órbita de servicio hasta el correspondiente amerizaje. La primera fase consta de una maniobra propulsiva que permita el deterioro orbital de la etapa mediante la resistencia aerodinámica en capas altas de la atmósfera. Una vez la órbita haya decaído, se estudiará la aero-mecánica de la reentrada, usando para ello herramientas de CFD y dimensionando el correspondiente escudo térmico. Finalmente, se diseñarán los paracaídas y su mecánica de despliegue necesarios para evitar cargas estructurales elevadas. Una vez realizado el estudio técnico, se valorará el impacto que tendría la recuperación de la etapa superior en la economía del lanzamiento, ejemplificado mediante la aplicación de estas herramientas en distintos lanzadores actuales.

[EN] The study consists in studying the viability of recovering the upper stages of different orbital launchers, in order to be reused and to avoid the generation of space debris. It is intended to study the entire recovery process, starting from its initial service orbit until splashdown. The first phase consists in a propulsive de-orbit manoeuvre that allows for a fast orbital decay of the upper stage by means of the air drag suffered in the upper atmosphere. Once the orbit has decayed, the aero-mechanics of the atmospheric reentry will be studied with CFD-tools, thereby dimensioning the corresponding heat shield. Finally, the necessary parachutes and their deployment mechanics will be designed to avoid high structural loads. Once the technical study has been performed, the impact of the upper stage recovery on the launch economics will be assessed. For that purpose, the study will be performed on different currently operative launching vehicles.