X-Bow: Líder a la carrera

X-Bow Systems ha entregado al Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. (AFRL - Air Force Research Laboratory) su dispositivo móvil de Impresión 3D recientemente desarrollado.

Fundada en 2016, X-Bow Systems está especializada en el desarrollo de propulsores sólidos y motores de cohetes impresos en 3D. La compañía con sede en Nuevo México se dio a conocer en marzo de 2022, cuando ya había creado una cartera de pequeños vehículos de lanzamiento adecuados para lanzamientos orbitales y suborbitales.

Desde su fundación la empresa captó el interés de la industria militar, y su lista de clientes incluye al AFRL, al AFWERX, al Laboratorio Nacional de Los Álamos, al Laboratorio Nacional Sandia y a la Agencia de Proyectos de Investigación de Defensa (DARPA).

La solución presentada se denomina Pathfinder I y fue desarrollada en colaboración con el programa Eternal Quiver del AFRL. Esencialmente, se trata de una solución móvil diseñada para imprimir en 3D componentes de motores de cohetes de propulsante sólido así como los propulsores sólidos para impulsarlos.

Como sugiere el nombre, los motores de cohetes de propulsante sólido funcionan con propulsores que vienen en forma granular sólida y la compañía afirma que estos motores fabricados mediante manufactura aditiva son más eficientes y económicos que sus contrapartes convencionales, combinando capacidad de respuesta, flexibilidad y confiabilidad.

En palabras de Jill Marsh, gerente del programa RFIB en X-Bow, “La tecnología de propulsión avanzada, la fabricación avanzada y nuestro talentoso y dedicado equipo de ingeniería son fundamentales para el desarrollo de soluciones de misiles de próxima generación. Durante los próximos años, X-Bow tiene como objetivo trabajar con el AFRL para identificar proyectos y tecnologías enfocadas a mejorar la capacidad del Pathfinder I para su uso en defensa y otras aplicaciones”. 

La unidad de producción Pathfinder I está diseñada en última instancia para resolver los desafíos tradicionales de creación de prototipos de cohetes. Según el AFRL, los cohetes de propulsante sólido para demostraciones de tecnología suelen tardar hasta diez años en llegar a las pruebas con fuego real, mientras que una variante operativa puede tardar hasta 20 años en producirse por completo. Por lo tanto, se necesitan procesos de fabricación bajo demanda más rápidos y optimizados para acelerar la transferencia de tecnología.

La solución móvil de impresión 3D producida por X-Bow permite una "propulsión de cohete asequible en cualquier momento y en cualquier lugar" al eliminar muchas de las limitaciones de diseño y tiempo que presenta la fabricación convencional. La unidad tiene varios módulos, el primero de los cuales se ocupa de la síntesis de combustible. Aquí, la composición del combustible se crea utilizando reactores de microfluidos para controlar las propiedades del combustible de alto nivel. Luego, un mezclador acústico resonante homogeneiza la composición propulsora mediante vibración. Después, el módulo principal de fabricación aditiva se usa para imprimir en 3D los granos de propulsor sólido, así como la cabeza del motor del cohete. Luego, el combustible se combina con la carcasa estructural del misil y se utilizan herramientas integrales de imágenes para evaluar los misiles de manera no destructiva. 

Aerojet Rocketdyne: La pandilla maravilla

Aerojet Rocketdyne ha sido seleccionada por Lockheed Martin Missiles and Fire Control para construir un propulsor de motor de cohete sólido avanzado, con destino a la segunda etapa de un sistema de armas hipersónicas desarrollado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa de EE. UU. (DARPA), conocido como Operational Fires u OpFires.

En palabras de Eileen Drake -CEO y presidente de Aerojet Rocketdyne- “Seguimos ampliando los límites en nuestras tecnologías de propulsión hipersónica, ya sea mediante el desarrollo de un motor de cohete sólido de alto rendimiento que se puede apagar cuando se lo ordenan, como OpFires, o mediante la incorporación de Fabricación Aditiva en nuestros motores scramjet para mejorar la asequibilidad. Esperamos aprovechar nuestras tecnologías hipersónicas avanzadas para el equipo de Lockheed Martin y apoyar el esfuerzo de la DARPA a fin de brindar mayor flexibilidad y letalidad a nuestros combatientes”.

OpFires tiene como objetivo desarrollar un sistema de misiles lanzados desde tierra, que permita que las armas hipersónicas de impulso y deslizamiento penetren las defensas aéreas enemigas modernas y ataquen de forma rápida y precisa objetivos críticos sensibles al tiempo desde una plataforma de lanzamiento altamente móvil. Según afirma Jason Reynolds -vicepresidente de Programas Avanzados de Lockheed Martin Missiles and Fire Control- "A medida que continuamos trabajando activamente con el programa OpFires de la DARPA para demostrar una solución a largo plazo para la capacidad de rango medio del Ejército, el innovador motor de cohete de rango variable de Aerojet Rocketdyne ahora permite a OpFires entregar cargas útiles en todo el espectro de rango medio con un solo misil hipersónico. ”

Lockheed Martin Missiles and Fire Control lidera el esfuerzo de integración para la tercera fase del programa, que se centra en el diseño y la maduración de misiles, el desarrollo de lanzadores y la integración de vehículos. Aerojet Rocketdyne se une al equipo OpFires dirigido por Lockheed Martin, que incluye a Dynetics, Electronic Concepts & Engineering, Inc. y Northrop Grumman. Antes de ser seleccionado para la Fase 3, Aerojet Rocketdyne construyó y probó con éxito un motor de cohete avanzado a gran escala para la DARPA en apoyo de la Fase 2 del programa OpFires. Durante la serie de pruebas, la compañía demostró la capacidad del motor de cohete sólido para desarrollar el empuje cuando se le ordena.

Además de los propulsores de motores de cohetes sólidos, Aerojet Rocketdyne ofrece una amplia gama de capacidades para apoyar el desarrollo de misiles hipersónicos, incluyendo asimismo ojivas y scramjets. Después de haber proporcionado los sistemas de propulsión líquida y sólida que impulsaron el Air Force-DARPA-NASA X-51A para el éxito del vuelo hipersónico, Aerojet Rocketdyne ahora está desarrollando carcasas de motores de cohetes sólidos livianas y robustas e incorporando la Fabricación Aditiva en sus sistemas de toma de aire de alto rendimiento.

China acelera la Manufactura Aditiva de piezas para misiles

China Aerospace Science and Industry Corp. (CASIC), el mayor fabricante de misiles de China, está aprovechando la tecnología de fabricación aditiva (AM) para acelerar el diseño y la producción de misiles de crucero.

Esto no tiene nada de extraño pues la fabricación tradicional de cada pieza metálica de un misil representa un coste y plazo de entrega muy elevados porque implica una sucesión de procesos de mecanizado, fundición y soldadura.

Sin embargo, las tecnologías existentes hoy día para manufactura aditiva permiten recortar los costes y tiempos necesarios para realizar cada pieza convirtiendo los meses en semanas, las semanas en días, y los días en horas.

Pero no sólo permite recortar costes y tiempos: también permite un mayor alcance gracias a que las piezas pueden ser optimizadas para manufactura aditiva, de manera tal que pesen menos pero conserven toda su resistencia mecánica.

Additive Manufacturing, Arms Control and Delivery Vehicles: Challenges and Ways Forward

Nuclear arms control remains a priority for the foreseeable future for many stakeholders, and proposals have emerged to focus on capping nuclear warheads of the main nuclear-weapon states.

However, delivery vehicles are another source of instability and arms race dynamics. Whether they are coupled with weapons of mass destruction or considered exclusively in the context of their use with conventional weapons, missiles are increasingly transferred, produced, modernized, and used in military conflicts.

One important element in that increase is the development of technologies for advanced additive manufacturing. The importance of this technology has already been demonstrated in the civilian sector as Rocket Lab announced that parts of its Electron rocket would be produced through additive manufacturing (Winick 2019). In 2015, the weapon manufacturer Raytheon tested a design produced 80% through additive manufacturing (Raytheon News 2015). Using this technology could lower the cost of a missile program as well as, in the long term, the expertise required (Shaw 2017).

The development of offensive capabilities can also lead to a negative regional or global spiral with the increased deployment of defensive systems, and in response, new efforts to procure offensive weapons. It is therefore useful to keep thinking about ways to limit the destabilizing effect of these weapon systems. Some legal instruments currently exist in unilateral, bilateral or multilateral forums. Their focus may be limited to nonproliferation or they may cover a broader range of issues and address the behavior of states acquiring these delivery vehicles.

This article:

https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/25751654.2022.2047360

will discuss ways in which these instruments can evolve to better respond to current trends and dynamics regarding missiles, but also will suggest new initiatives, particularly confidence-building measures, that could be useful to reduce the destabilizing effect of these systems.

North Korea: Red Alert

The Biden administration says two North Korean missile launches in recent weeks were test firings of a powerful new long-range ICBM, and warned that a full-range test could soon follow.

The tests were of a missile reportedly larger than an ICBM North Korea launched in 2017 that was assessed to be capable of reaching the United States.

American missile defence and reconnaissance forces in the Pacific have been placed in a state of “enhanced readiness” in preparation for a full-range test, a senior administration official said.

The official outlined the US intelligence assessment of the recent launches on the condition of anonymity: “The purpose of these tests, which did not demonstrate ICBM range, was likely to evaluate this new system before conducting a test at full range in the future, potentially disguised as a space launch,” said Pentagon press secretary John Kirby in a statement.

North Korea has claimed the March 4 and February 26 launches were merely to test cameras to be installed on a future spy satellite. Multiple UN Security Council resolutions prohibit North Korea from firing ICBMs, and the US will announce a new round of sanctions meant to make it more difficult for the country to access technology needed for its weapons programmes, the official said.

The 2017 launch was part of a series of tests that prompted then-president Donald Trump to threaten North Korea’s leaders with “fire and fury” and brought the two countries to the brink of more serious conflict.

The new missile was first revealed to the public in 2020 during celebrations marking the 75th birthday of North Korea’s Communist Party in Pyongyang.

(Source: AP)

Manufactura Aditiva en Relativity Space: una pasada

Relativity Space planea hacer uso de la manufactura aditiva para construir cohetes bastante pequeños, capaces de poner satélites en órbita de una manera rápida y económica. El proyecto no parece descabellado a juicio de los inversores, pues la compañía ha recaudado alrededor de 1.200 millones de dólares en solo ocho meses, lo cual representa un nivel frenético de inversión disfrutado por muy pocos en la industria aeroeespacial.

¿Qué planea imprimir?

Relativity planea imprimir en 3D casi todos los componentes de sus cohetes orbitales de 60 metros de altura, llamados Terran 1. Según sus previsiones, la fabricación aditiva les permitiría construir un cohete en menos de un mes, y es por ello que inversores de alto perfil, tales como Black Rock y Fidelity, han decidido apostar fuerte por el proyecto hasta el punto de que su valor se haya disparado hasta superar los 4.000 millones de dólares, convirtiéndose de esta manera en una de las empresas más valiosas en el floreciente sector aeroespacial comercial.

¿Es la única empresa que imprime cohetes en 3D?

Es cierto que otras fábricas de cohetes utilizan impresoras 3D para desarrollar ciertos componentes, pero no para su fabricación final, que es subcontratada a través de una cadena de suministro compleja. Por el contrario, en Relativity Space el 90% de las piezas del cohete están construidas casi en su totalidad mediante robots de un solo brazo, que van depositando y fundiendo polvo metálico hasta construir piezas de diseño intrincado que pueden reemplazar cientos de piezas diminutas: Relativity dice que puede usar menos de 1.000 piezas donde los cohetes tradicionales usan más de 100.000, y su piedra angular es la Stargate, una imponente impresora 3D que, según Relativity Space, es la más grande del mundo e imprime con aleaciones metálicas patentadas.

¿Qué planes tiene a corto, medio y largo plazo?

La ganancia inesperada de efectivo le ha dado a la compañía un impulso muy fuerte, y a corto plazo planea mudarse de su actual factoría en Long Beach a un hangar de 10.000 kilómetros cuadrados donde Boeing solía construir aviones de carga C-17. De igual manera, su fuerza laboral se ha disparado de unas 100 personas a aproximadamente 600, contratando a ingenieros clave de prestigiosas compañías como Blue Origin, Microsoft o SpaceX, entre otras.

Actualmente, la compañía está enfocada actualmente en garantizar que su primera misión Terran 1 sea un éxito, pero no es el único objetivo de la empresa pues está planeando construir un cohete mucho más grande, llamado Terran R, que espera lanzar en 2024. Y para más adelante, la compañía pretendería construir y desplegar una estación espacial en órbita terrestre baja, según archivos publicados por la NASA.

China: Más presión

China afirma haber superado ya a los Estados Unidos en el desarrollo de misiles hipersónicos de búsqueda por calor, que podrían enfocarse hacia todo tipo de objetivos incluidos portaaviones.

Esta noticia, que probablemente agregará intensidad a la carrera armamentista en curso entre China, Estados Unidos y Rusia, se produce después de que Beijing haya negado haber probado un misil hipersónico con capacidad nuclear.

El proyectil, que dio la vuelta al planeta, generó preocupación entre los funcionarios de Estados Unidos, pero China insistió en que ese lanzamiento correspondía a una nave espacial para uso civil. Sin embargo, ahora los investigadores de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de China afirman haber desarrollado una tecnología específica para que un misil hipersónico encuentre un objetivo en función de su firma de calor.

De ser cierta esta noticia, ello significaría que China habría desarrollado un sistema de búsqueda por calor, capaz de funcionar a velocidades hipersónicas. Y esto que es muy fácil de escribir, supone un reto extremadamente complicado por la sencillísima razón de que el rozamiento del misil con la atmósfera genera un calor capaz de interferir con el detector de calor hasta dejarlo inutilizado por completo.

Este desarrollo se produce en medio de una carrera armamentística basada en la hipervelocidad, campo en el de momento se sabe que que están trabajando China, Estados Unidos y Rusia.

AM para WMD: Qué si, y qué no

La fabricación aditiva (AM - Aditive Manufacturing) frecuentemente denominada con el término Impresión 3D, es una tecnología de fabricación relativamente novedosa, que se basa en la agregación de materiales capa sobre capa, de acuerdo con un modelo diseñado en 3D mediante un ordenador provisto del software adecuado.

Este novedoso método productivo contrasta en gran medida con el método convencional, basado en la retirada de material a partir de un bloque hasta lograr el diseño final, ya que permite obtener geometrías tan complicadas que serían imposibles de obtener si no fuera mediante fabricación aditiva. Además de esa ventaja, presenta otra ventaja no menos importante como es la reducción de residuos, ya que no se basa en la retirada de material que luego va a la basura.

Desde sus inicios en la década de los 80, la fabricación aditiva ha venido avanzado de manera lenta pero constante, si bien hay que dejar muy claro que es poco probable que reemplace a los métodos de fabricación tradicionales, cuando se trata de una producción a gran escala. Ahora bien: ¿Hasta qué punto puede ser utilizado este método para la fabricación de armas de destrucción masiva (WMD - Weapons of Mass Destruction)? Esta pregunta no es ociosa en modo alguno, pues ciertos informes de expertos en la materia han concluido que la combinación de fabricación aditiva y web oscura podría favorecer un aumento del riesgo de proliferación.

Ante esta posibilidad, la primera preocupación que se plantea es que pudiera permitir a entidades no estatales la producción de este tipo de armas, gracias a la sustracción de los pertinentes ficheros 3D. Afortunadamente para todos, hay que decir que esto no es tan simple de llevar a cabo por la sencilla razón de que los materiales esenciales no están disponibles ni son aptos para la impresión 3D. Quiero decir que no es posible producir un arma nuclear, química o biológica completa conectando un ordenador a una impresora 3D y presionando el botón de inicio.

¿Quiere esto decir que estamos entonces exentos de riesgo? No y sí: En el mejor de los casos, algunos componentes de las armas podrían imprimirse en 3D y otros componentes podrían adquirirse o producirse por otros medios. Pero aun así, es necesario contar con personas que aporten un imprescindible conocimiento y experiencia en el diseño y la producción de este tipo de armas, para unir todas las piezas hasta conseguir algo que sea verdaderamente utilizable. Por tanto, merece la pena no gastar más tiempo en esta hipótesis y centrarnos en cómo la fabricación aditiva puede ser una ayuda para que las entidades estatales puedan conseguir este tipo de armas de manera más eficiente.

Armas nucleares

Consideremos en primer lugar las armas nucleares. A este respecto, sólo puedo afirmar que hoy y ahora no conozco forma alguna de imprimir con seguridad núcleos de material fisionable. Como mucho, podría ser utilizada para la fabricación de piezas con destino a centrifugadoras. Pero el núcleo fisionable, no. Hoy y ahora desde luego no.

Armas químicas

En términos de armas químicas, hoy y ahora existen ciertas tecnologías de manufactura aditiva que podrían ser utilizadas para obtener microrreactores con los que sintetizar productos químicos a muy pequeña escala, de una manera segura y eficiente. Desde luego no todos los compuestos utilizados para la fabricación de armas químicas podrían obtenerse mediante esos microrreactores, pero otros productos químicos peligrosos podrían ser obtenidos. Esto plantea un riesgo de proliferación moderado en algunas aplicaciones de armas químicas.

Armas biológicas

En el campo de las armas biológicas, la manufactura aditiva puede ser utilizada hasta cierto punto para la producción de armas biológicas, al menos como posibilidad técnica a futuro, ya que podrían utilizarse bioimpresoras para cultivar agentes biológicos. ¿Cuál es el problema hoy y ahora? Pues que las impresoras para materiales biológicos actualmente son muy caras, requieren un gran conocimiento y experiencia, y no son en modo alguno tan accesibles como el resto de impresoras.

Misiles

El área relevante para las armas de destrucción masiva que puede verse más favorecida a corto plazo por la manufactura aditiva es el de los vehículos de transporte; más concretamente, misiles. En este sentido, la manufactura aditiva ya se utiliza ampliamente en las cadenas de suministro relacionadas con la industria aeroespacial, para imprimir componentes de misiles y cohetes. ¿Qué componentes? Fundamentalmente, componentes de motores: El problema de los motores o al menos uno de sus problemas, es que cuantos más componentes forman el motor, más puntos de ruptura añadimos al motor. Sin embargo, la manufactura aditiva permite diseñar y fabricar conjuntos de una sola pieza, eliminando así -o al menos disminuyendo- los puntos de ruptura. Además, al simplificar el conjunto disminuye en gran medida el peso del motor, lo cual supone tambien un cierto ahorro de combustible y un mayor alcance, por no hablar del recorte de costes y tiempos en el proceso de fabricación. 

Estados Unidos en el Pacífico: ¿Sin rumbo?

Según lo declarado en fechas recientes por el general Joel Vowell, comandante del ejército de Estados Unidos en Japón, el ejército de Estados Unidos estaría virtualmente ya fuera de combate en el Pacífico occidental, pues no cuenta con suficientes capacidades para defender sus bases en la zona. En palabras del general Vowell, "I don’t think we have enough right now."

¿Qué está pasando? Pues está pasando lo que tenía que pasar: que por un lado están desfasados en el desarrollo de misiles hipersónicos, y que por otro lado el enemigo en esa zona se ha convertido ya en un dragón de tres cabezas: China, Rusia y Corea del Norte.

China y Rusia van ya por delante de Estados Unidos en misiles hipersónicos, y Corea del Norte podría pronto contar con ese tipo de misiles. Por si esto no bastase, China y Rusia cuentan cada uno con armamento suficiente para destruir todos los buques norteamericanos en el Pacífico, así como avanzados sistemas antiaéreos capaces de poner en jaque a los aviones de la USAF.

¿Qué está haciendo Estados Unidos para tratar de contrarrestar esta amenaza? Poco o nada: que sepamos, está probando en Guam el Iron Dome israelí para tratar de que sirva como un complemento a los Patriot, pero no parece nada claro que pueda hacer mucho más.

Esperemos que no haya un enfrentamiento en esa zona. Por el bien de Estados Unidos, y por el bien del mundo: Las guerras se sabe como empiezan, pero no cómo acaban.

China: Paso Firme

Este domingo, la fuerza aérea de Taiwan ha detectado la presencia de 26 aviones militares chinos dentro de su zona de identificación de defensa aerea (ADIZ, por sus siglas en inglés).

Más concretamente, se detectaron "18 aviones de combate, cinco bombarderos H-6 con capacidad nuclear, y un avión de reabastecimiento de combustible Y-20" según lo afirmado por un portavoz del ministerio de defensa.

Taiwan envió aviones de combate para advertir a los aviones chinos, mientras que se desplegaron sistemas de misiles para monitorearlos, dijo el ministerio. No ha habido comentario oficial alguno por parte de China.

Taiwan, reclamada por China como parte de su territorio, lleva denunciando durante el último año la incursión cada vez más frecuente de aviones militares chinos en su ADIZ, calificando las incursiones como guerra de "zona gris", diseñada tanto para desgastar a las fuerzas de Taiwan -haciéndolas entrar en alerta aleatoriamente-, como para probar sus capacidades de respuesta.

Más concretamente y sin ir más lejos en el tiempo, durante un período de cuatro días que comenzó el 1 de octubre -día nacional de la República Popular- Taiwan denunció que casi 150 aviones militares del Ejército Popular de Liberación ingresaron en su ADIZ.