Starship es el primer cohete de acero inoxidable que llega al espacio desde el programa Atlas de los años 50. SpaceX no siempre ha tenido en sus planes usar este material: fue una apuesta arriesgada de Elon Musk que ha acabado saliéndole increíblemente bien.
Un cohete reutilizable. La Starship 29 sobrevivió a la reentrada atmosférica del vuelo 4 a pesar de la fricción con el aire a 20.000 kilómetros por hora. Perdió numerosas losetas térmicas y gran parte de un alerón cuando el plasma empezó a filtrarse por las juntas del cohete.
Sin embargo, reencendió sus motores, se puso en vertical y simuló un aterrizaje en el océano Índico, con ayuda del alerón medio fundido. La reentrada no logró desintegrar el cohete reutilizable a pesar de la pérdida de parte del escudo térmico de cerámica. El acero resistió.
De BFR a Starship. Más o menos por la misma época en la que el cohete cambió de nombre a Starship, Elon Musk anunció que había decidido abandonar el fuselaje de fibra de carbono del Big Fucking Rocket por uno nuevo de acero inoxidable, concretamente de la aleación 301.
Los primeros modelos de la nave tenían un aspecto chapucero debido a las arrugas del material ensamblado a martillazos, pero Musk defendía que el acero era la mejor elección para un cohete 100% reutilizable.
Las ventajas del acero. En una entrevista de 2019 con Popular Mechanics, Musk enumeró las razones del cambio:
- El acero soporta temperaturas de 810 ºC, frente a los 149 ºC de la fibra de carbono y el aluminio, que habrían sido frágiles en la reentrada
- El acero se vuelve más fuerte a temperaturas criogénicas, como las del metano líquido que usa Starship como combustible
- El acero resiste mejor las microfracturas, como las que puede sufrir un cohete diseñado para aterrizar y volar muchas veces
- Y sobre todo, el acero cuesta $3/kg frente a los $200/kg de la fibra de carbono
El escudo térmico. El diseño de Starship ha seguido evolucionando desde 2019. Estaba previsto que en lugar de un escudo térmico reentrara sobre su propio cuerpo de acero refrigerado activamente con metano, pero esa idea fue descartada porque hacía que el cohete fuera más pesado.
Al final, SpaceX añadió miles de losetas hexagonales de cerámica sobre el cuerpo de Starship a modo de escudo térmico. Son muy ligeras y resistentes a las grietas, pero capaces de aguantar el frenado atmosférico, aunque transpiren calor al acero que tienen debajo.
Una aleación propia. Otro cambio importante es que dejaron de usar el acero tipo 301 en favor de una aleación propia patentada por SpaceX.
El acero inoxidable comercial daba problemas de «tenacidad interlaminar»: no aguantaba bien la propagación de grietas entre sus capas a temperaturas criogénicas; como las del despegue, cuando el cohete está lleno de metano y oxígeno líquido.
El cohete más barato. No está claro cuánto invierte SpaceX en este material, pero ya van varias decenas de prototipos, y Elon Musk es muy optimista en sus proyecciones sobre el coste del programa.
SpaceX aspira a fabricar miles de Starship para colonizar a Marte, financiando el desarrollo del cohete con lanzamientos de Starlink y otros satélites, además de los contratos de la NASA para las misiones lunares.
Gracias a su diseño 100% reutilizable, Musk calcula que el precio por kilogramo de Starship estará muy por debajo de los 100 dólares, 20 veces menos de lo que cuesta lanzar un kilogramo en un Falcon 9.