Orbital Sciences, que utiliza 2 motores rusos NK-33 en su propulsor Antares, ha estado demandando a Lockheed Martin/ULA por violaciones antimonopolio, ya que no permitían que Orbital comprara motores RD-180, que alimentan el propulsor Atlas V.
El NK-33 es el motor construido en la década de 1960 para el cohete lunar N-1, con el impulsor Soyuz-2-1v y Orbital Antares utilizando el stock que queda de la década de 1960. (Lo cual es bastante interesante en sí mismo).
Pero el NK-33/AJ-26 tiene un motor de empuje de aproximadamente 330 Klb (nivel del mar), y dos que tienen un empuje de alrededor de 660 Klb.
El RD-180 es un motor de empuje de 860 Klb, que es un gran crecimiento de 660 Klb, y puedo imaginar que esto requerirá un rediseño sustancial.
Esto NO es un reemplazo directo, y parece que daría como resultado un refuerzo funcionalmente nuevo.
Por otro lado, Yuzhnoye Design Bureau está construyendo la primera etapa para Orbital, y también construyen la primera etapa de Zenit, que utiliza el motor RD-170, del cual el RD-180 es un derivado de tamaño medio. (RD-170 también se usó en los propulsores de correa para el cohete Energia)
Pero, ¿cómo es uno un reemplazo para el otro? Claro, los mismos combustibles, RP1/LOX, pero más allá de eso, un cambio bastante grande en el diseño.
La respuesta final depende de los márgenes estructurales utilizados en la construcción de la primera etapa. Es posible que haya sido sobrediseñado con este interruptor en mente, en cuyo caso simplemente podrías reemplazar los motores.
De lo contrario, como señala osgx, el RD-180 es regulable, por lo que simplemente podría reducirse al 76 % para alcanzar los 660 klbf. Sin embargo, en su rango más bajo (47 %), el empuje es de 404 klbf, pero el NK-33 solo se puede reducir al 55 % [1], lo que se traduce en 363 klbf de dos de ellos.
La razón por la que es importante es porque dice aquí [2] que el Antares acelera hacia el final del vuelo para mantener los límites estructurales del cohete. Sin embargo, no está claro hasta qué punto se reduce. Si solo se redujera al 61%, eso coincide con el extremo inferior del RD-180, por lo que no sería necesario un rediseño estructural de la primera etapa.
Incluso si requiriera un rediseño estructural del cohete, aún podría ser un reemplazo razonable porque, como observa, el motor ya no está en producción. Si seguían usándolo, tendrían que pagar para reiniciar la línea de producción, lo que podría ser mucho más costoso que un rediseño estructural del cohete. El RD-180 está en producción para el Atlas V, como también mencionaste.
Otra cuestión es el gimbaling, que es el proceso de mover ligeramente las toberas para corregir el rumbo del cohete. Esto no es realmente un problema, ya que el NK-33 puede girar hasta 6 grados [3], y cada una de las boquillas del RD-180 puede girar hasta 8 grados [4]. Como señaló osgx, un solo RD-180 tiene dos boquillas y cada NK-33 tiene una, por lo que el número de boquillas está bien. Si el RD-180 tuviera más límites en su cardán, Orbital necesitaría una nueva solución para dirigir el cohete en su camino hacia arriba.
En cualquier caso, Orbital tiene tiempo para encontrar una solución. Compraron suficientes motores para cumplir con sus obligaciones con la NASA en virtud de su acuerdo de Servicios de reabastecimiento comercial [5], y hasta la fecha nadie más se ha registrado para usar el Antares para su carga útil [6]
1) http://www.spaceandtech.com/spacedata/engines/nk33_specs.shtml
2) http://www.spaceflight101.com/antares-a-one-mission-updates.html
3) http://spaceflightnow.com/antares/cots1/countdowntimeline.html
4) http://www.vuelosespacialesahora.com/atlas/ac201/000514rd180.html
5) http://www.spaceflightnow.com/news/n1403/20ulaorbital/#.Uy-ue_ldV8E
osgx
geoffc
Vikki