Directo a las estrellas, en el Northrop N-205 Aerospace Trainer

Representación artística del N-205 volando hacía el espacio. La cabina cerrada recuerda a la del X-15. Fuente: Northrop Grumman.

Ir al espacio es caro, muy caro. Parte de este costo proviene de los vectores de lanzamiento, esas máquinas que generalmente llamamos "cohetes" y que básicamente son descartables. Al menos, así lo eran en los años 60. Para abaratar dicho costo, la USAF propuso un diseño de una nave reutilizable que se materializó en el Boeing X-20 Dynasoar. 

Desarrollar una aeronave que pudiese operar tanto fuera como dentro de la atmósfera iba a requerir un entrenamiento especial, junto con una plataforma que le permitiese entrenar dichas habilidades. Esta es la historia del N-205 Space Talon, una versión del Northrop T-38 Talon propuesta para este cometido.

En su visión original del programa espacial, la USAF anticipaba un futuro con bases permanentes en la Luna y estaciones espaciales orbitando la Tierra. Si bien hubo contratiempos, especialmente cuando la URSS lanzó el Sputnik, la USAF decidió continuar con la construcción de su visión del espacio.

El primer paso fue una solicitud de propuestas por una aeronave que pudiera operar tanto dentro como fuera de la atmósfera, un "space plane" como era conocido. Este diseño iba más allá de ser un mero demostrador tecnológico, ya que debía ser capaz de realizar misiones de reconocimiento e incluso funcionar como un vector estratégico de armas nucleares.

Nueve oferentes presentaron sus propuestas en marzo de 1958, quedando los diseños de Boeing y el binomio Bell-Martin en la preselección. En junio del año siguiente cuando la propuesta de Boeing fue seleccionada como la ganadora, pasando a ser denominada como X-20 Dyna-Soar (Dynamic Soarer).

Northrop, a pesar de haber sido descalificado en la primera ronda, vio una oportunidad en el X-20; después de todo, esta aeronave iba a requerir un nuevo tipo de entrenamiento y una plataforma donde sus futuros tripulantes pudiesen practicar las nuevas técnicas de vuelo, con un costo de operación bastante bajo. 

Lo que iba de maravillas con la pasa elección, en octubre de 1956, de su diseño N-156T como el nuevo avión de entrenamiento supersónico de la USAF. Este avión estaba pronto a entrar en servicio como el T-38 Talon y ampliar sus capacidades al entrenamiento de astronautas era una manera de asegurar que las líneas de montaje permanezcan abiertas.

Tras solo dos meses después de que el X-20 fuese seleccionado como finalista en mayo de 1958, Northrop presentó una variante del Talon, con la denominación interna N-205, acompañada con el nombre muy "marketinero" de “Aerospace Trainer”.

Esta ilustración del N-205 fue publicada en la revista "The Aeroplane" en Abril de 1953. En el inserto de la esquina superior izquierda se puede ver la plataforma para el lanzamiento vertical de la aeronave. Fuente: The Aeroplane.

De la Tierra al Espacio

Las modificaciones necesarias para transformar un T-38A en el N-205 afectaban a alrededor del 25% de la célula. Empezando por los motores, una batería de tres motores cohete Rocketdyne AR-4 ocupaban el lugar de los General Electric J85-GE-5. Estos tenían una potencia máxima de 33,000 lbf (146 kN) al nivel del mar, utilizando una mezcla de 90% peróxido de hidrógeno y 10% de JP-5. Solo a modo de comparación, cada J85 generaba 5,000 lbf (22 kN) a máxima potencia con postquemador.

Volar el N-205, iba a ser toda una experiencia. Para empezar, estaba diseñado para despegar de manera casi vertical, desde una plataforma en un ángulo de 80º. Tras el despegue la aeronave alcanzaba en 90 segundos, una velocidad de Mach 3.2  y 90,000 ft (27,432 m) para luego llegar al apogeo de una trayectoria balística alcanzando los 200,000 ft (60,690 m) en la Estratosfera, antes de retornar a la base. Unos toberas de maniobra, instaladas en la nariz y puntas alares servían para el control del N-205 fuera de la atmósfera.

El reingreso se hacía descendiendo a Mach 2.6, desacelerando paulatinamente hasta a Mach 1.26, donde estabilizaría la trayectoria fijando un ángulo de planeo óptimo hasta alcanzar la pista, aterrizando a una velocidad algo mayor a la del T-38A. De manera opcional, se podía instalar un motor cohete de 1,000 lbf (4.4 kN) de empuje para aumentar el margen de seguridad.

Desafortunadamente, la USAF no mostró ningún interés en este diseño, a pesar de que Northrop envió una propuesta haciendo hincapié en los beneficios de este tipo de aeronave a finales de agosto de 1959.

Lejos de darse por perdidos, la empresa revisó y amplió su oferta original, siendo presentada nuevamente en 1963. Para ese tiempo, la USAF y la Armada estaban realizando un programa conjunto de investigación de aeronaves espaciales con el North American X-15. (Nota del autor: Vale la pena recordar que uno de los pilotos del X-15 fue Neil Armstrong).

La decisión de la USAF de renombrar la Experimental Flight Test Pilot School de la Base Edwards a Aerospace Research Pilot School (ARPS) poniendo el foco en el vuelo espacial, no hizo otra cosa que foguear los esfuerzos de Northrop por comercializar el N-205, del cual se anticipaba un mercado potencial de entre 30 y 40 unidades. 

Especialmente, cuando en un esfuerzo por utilizar el material existente, se propuso convertir la flota de F-104 Starfighters de la ARPS en aviones de entrenamiento para vuelo espacial. El resultado, fue el NF-104A, equipado con un motor cohete auxiliar Rocketdyne AR2-3, capaz de realizar trayectorias balísticas de hasta 120,000 ft (36,576 m). 

Al temer que su oferta fuese archivada y olvidada, Northrop presentó, el 29 de abril de 1963, una nueva propuesta en un informe técnico llamado: “ST-38 Aerospace Trainer Study”. Este diseño también sería conocido como N-205B y presentaba varias mejoras en cuanto a la propuesta original.

Corte esquemático del ST-38 (N-205B) donde se pueden ver la disposición interna de la cabina y los motores cohete. Fuente: Tony Chong Collection.

Más alto y más rápido...

Para empezar, la idea del lanzamiento vertical fue totalmente descartada en favor de un despegue desde una pista convencional con el empuje de los motores cohete. Debido al aumento del peso al despegue comparado con el de un T-38, de 11,000 a 21,000 lb (4,989 a 9,529 kg respectivamente), el ST-38 utilizaría el tren de aterrizaje reforzado del F-5.

Con respecto a los motores, seguían siendo los AR-4, los cuales podían ser encendidos todos al mismo tiempo o de manera independiente durante el despegue. Tras el despegue y el repliegue del tren, el piloto realizaría una trepada a máxima potencia con un ángulo de ataque de 85º hasta alcanzar una velocidad de Mach 3.3 a una altitud de 285,000 ft (86,868 m); suficiente para que los pilotos calificaran como astronautas según los parámetros de la USAF de ese momento.

Durante el reingreso, la aeronave realizaría una transición desde vuelo balístico a un planeo a los 40,000 ft (12,192 m), para a continuación, hacer un rizo para invertir el curso y aterrizar en la pista. Esta vez, no había previsión para la instalación de un motor cohete auxiliar.

Sin embargo el ST-38 sufría de una limitación en su diseño. La aeronave llevaba una aleta en la parte inferior trasera del fuselaje, resabio del N-205 original. Mientras que la misma no representaba un problema para el despegue vertical, limitaba el ángulo de ataque durante la rotación en despegue convencional a no más de 9º, el mismo que tenían ambos diseños para el aterrizaje.

Esto redundaba en una carrera de despegue más larga, pero no parecía que esto fuese a ser un problema, ya que el ST-38 requería de 1,357 m de pista con un solo cohete y solo 350 m con los tres encendidos; mientras que la carrera de despegue mínima de un T-38 de serie era de 701 m.

Northrop pretendía utilizar los T-38A del bloque de producción 17 como la base para la conversión; requiriendo, junto con la instalación de los motores cohete, la modificación de las celdas de combustible; los controle; la instalación de las boquillas de maniobra; la aleta ventral y el carenado de las tomas de aire.

...pero no más lejos

La realidad era muy diferente a las expectativas que tenía el equipo de ventas de Northrop. El lanzamiento del Sputnik tuvo un impacto mucho más profundo de lo anticipado en esa visión que tenía la USAF de la carrera espacial, provocando un fuerte cambio de rumbo. 

En octubre de 1958 se crea la NASA por orden del Presidente Dwight Eisenhower, esto cambió el eje del esfuerzo espacial norteamericano del ámbito militar al estrictamente civil. La NASA, optó en el corto plazo por desarrollar cápsulas tripuladas, en lugar de aeronaves. 

Para 1963, el enfoque estaba puesto en el programa Apollo, por lo que no había ni tiempo ni interés en continuar con programa X-20. Sin argumentos para justificarlo, el programa Dyna Soar fue cancelado en diciembre de ese mismo año, tan solo dos meses después que la ARPS introdujese en servicio el primer NF-104. Se estimaba que al momento de la cancelación, el X-20, estaba a un año de realizar su vuelo inaugural.

Sin el X-20, el ST-38, a pesar de verse impresionante en papel; dejó de tener un sentido práctico y una necesidad concreta; por lo que fue cancelado y olvidado en un archivador. No obstante, no deja de ser un tributo a la versatilidad del diseño de la serie T-38/F-5. Después de todo, aquellos que abordaran el N-205 como pilotos, saldrían de su cockpit como astronautas.

Tres vistas del ST-38 (N-205B), medidas expresadas en pies. Fuente: Tony Chong Collection.

Fuentes:

• (Abril 3, 1959). Northrop Space Plane. The Aeroplane.  p.393.
  
• Chong, T. (Septiembre 23, 2012). Talons in Space: Northrop's N-205 Proposal. http://ghostmodeler.blogspot.com/
  Disponible en: http://ghostmodeler.blogspot.com/2012/09/talons-in-space-northrops-n-205-proposal.html