Motor Raptor

El Raptor es el motor de cohete reutilizable de SpaceX, el que propulsa Starship, el sistema de lanzamiento totalmente reutilizable que la empresa ha diseñado para llegar a Marte. Quema metano líquido y oxígeno líquido, una mezcla conocida como metalox, y es el primer motor de su tipo que ha volado. Su misión es abaratar tanto el acceso a la órbita que un viaje a Marte pase a ser una partida más del presupuesto.

¿Qué es el motor Raptor?

El Raptor es un motor de cohete de metano y oxígeno pensado para encenderse, recuperarse y volver a encenderse en poco tiempo. El propulsor Super Heavy, la primera etapa de Starship, lleva 33 motores Raptor, y la nave, la etapa superior, lleva seis: tres ajustados para funcionar a nivel del mar y tres diseñados para el vacío del espacio, los Raptor de vacío (RVac), con toberas de campana más anchas para el aire enrarecido de las grandes alturas. SpaceX eligió el metano frente al queroseno que quema el Falcon 9, su cohete parcialmente reutilizable, por un motivo que apunta directamente a Marte. El metano arde de forma más limpia y deja menos hollín (la llamada coquización, que obstruye el motor y complica su reutilización), y algún día se podrá fabricar en la superficie de Marte a partir del dióxido de carbono y el agua que ya hay allí.

Por qué existe el Raptor

El problema que ataca el Raptor es que el espacio siempre ha tenido precio de presupuesto nacional. Antes de que los cohetes pudieran reutilizarse, poner un kilo en órbita terrestre baja costaba cerca de 10.000 dólares, y eso hacía de la órbita un coto privado de gobiernos y de algún que otro milmillonario. A un ingeniero corriente o a un aspirante a astronauta, ese precio le cerraba la puerta por completo, y al conjunto de la sociedad le ponía techo a lo que la humanidad podía siquiera plantearse fuera del planeta. Elon Musk parte del objetivo de una ciudad autosuficiente en Marte y planifica a la inversa: cada pieza, y el Raptor más que ninguna, se juzga por si acerca el coste a esa meta.

Cómo funciona

La combustión escalonada de flujo completo hace pasar todo el combustible y todo el oxidante por dos prequemadores (precámaras de combustión), uno rico en combustible y otro rico en oxidante, antes de que lleguen a la cámara principal, así que no se desperdicia nada y las turbinas funcionan a menor temperatura. Este tipo de motor se diseñó por primera vez con el soviético RD-270, en la década de 1960, pero aquel motor nunca llegó a volar, y el Raptor es el primero de su clase que lo ha hecho. La presión en la cámara del Raptor, de unos 300 a 350 bar, supera los 267 bar del RD-180 de fabricación rusa, y a más presión, más empuje con un motor del mismo tamaño. En tres generaciones, el empuje a nivel del mar ha subido alrededor de un 50 %, de 185 a 280 toneladas.

Las mejoras no salieron de hacer el motor más grande. Cada generación pesó menos a la vez que empujaba más: la masa en seco bajó de 2.080 kilos en el Raptor 1 a 1.525 en el Raptor 3, alrededor de un 27 % menos. El Raptor 3 integra el escudo térmico y las tuberías exteriores en el propio motor y prescinde de piezas que antes iban atornilladas por fuera, con lo que su relación empuje/peso supera los 180 a 1. En una etapa que tiene que levantar todo lo que lleva encima, sacar más empuje con menos peso lo es todo.

Las cuentas del Raptor

El reparto de los motores explica las cuentas. Una Starship completa lleva 39 motores Raptor, pero no a partes iguales. El propulsor Super Heavy se encarga del trabajo pesado: abrirse paso por las capas bajas de la atmósfera, las más densas, y por eso lleva muchos más motores que la nave que va encima. En el propulsor de la versión 3, los 33 motores Raptor 3 se encienden a la vez y dan unos 80,8 meganewtons de empuje en el despegue, según las cifras de SpaceX: unas 8.240 toneladas, o 18,2 millones de libras de fuerza, más del doble de lo que generaba el Saturno V que llevó las misiones del programa Apolo a la Luna. Como el propulsor necesita sus 33 motores en cada vuelo, cada generación más ligera y potente se nota en todos los lanzadores que monta SpaceX, y el coste por motor, de cerca de un millón de dólares en el Raptor 1, va camino del objetivo de unos 250.000 dólares.

Situación actual del Raptor

La producción total supera ya los 600 motores, y solo el Raptor 2 suma más de 226.000 segundos de funcionamiento en pruebas: horas de encendido que, prueba a prueba, convierten un prototipo en un producto real. El impulso de finales de 2021 fue una prioridad de toda la empresa, porque Elon Musk convirtió el aumento de la producción de motores en el objetivo principal de SpaceX. El ritmo de fabricación acabó subiendo hasta rondar un motor al día en 2024, y de la línea de McGregor (Texas) salen ya unidades del Raptor 3 con números de serie de tres cifras.

Lo que viene

El Raptor 3 es la versión de producción, con un diseño integrado pensado para sobrevivir a la reentrada y volver a despegar con muy poco mantenimiento entre un vuelo y otro. Un motor que pueda encenderse, volver a casa y encenderse otra vez sin pasar por el taller es lo que permitiría que el coste por kilo siguiera bajando a medida que se multiplican los lanzamientos. El Raptor 3 debutó en el vuelo 12 de Starship, el 22 de mayo de 2026. En los vuelos 12 y 13, los reencendidos del propulsor para el regreso pasaron sus primeras pruebas con la versión 3, y en el vuelo 14 la nave llegó a la órbita después de que uno de sus motores de vacío se apagara antes de tiempo.

Balance

En el Raptor se juntan el objetivo de ingeniería y el económico, porque cada kilo que se le quita al motor abarata el acceso a la órbita. Su próxima prueba es la reutilización: capturar un propulsor de la versión 3 y volver a volar con sus motores.