Ciclo operativo

El transbordador cargado se instala en la cámara de lanzamiento cerca de Batanga. Primero se prueban los sistemas de a bordo del transbordador y después los sistemas del acelerador. A continuación se realiza una prueba previa al lanzamiento del portal gasodinámico. Se energizan los superconductores de a bordo, se activa y comprueba la levitación magnética y el túnel permanece al vacío. A la orden, comienza el suministro pulsado de energía a los segmentos iniciales del acelerador.

• 0–330 km. Aceleración longitudinal inicial de ~4g. Una parte importante de la energía se destina a la levitación y a vencer la gravedad.
• 330–~1800 km (tramo descendente de la curva S). La aceleración longitudinal disminuye suavemente desde los 4g iniciales hasta 0. El transbordador atraviesa las curvas subterráneas y soporta cargas de hasta ~4g. La trayectoria se estabiliza mediante los elementos electromagnéticos circundantes.
• ~1800–2050 km (tramo ascendente de la curva S). La aceleración cae a cero al aproximarse al portal. El transbordador recorre por inercia los últimos 50 km a ~11 km/s.

Gracias a su alto punto de partida, el transbordador alcanza una altura de >10 km sobre el nivel del mar ya a ~30 km de la puerta de entrada, minimizando el impacto de la ola de choque en el territorio. El arranque de prueba de las cinturones de la puerta de gas dinámico ocurre un minuto antes del arranque de la transbordador sin abrir la puerta mecánica. Después de pasar por el 45% de la ruta en el túnel, a través del cinturón de la escotilla se pasa un flujo supersonico de aire comprimido acumulado al crear vacío por las bombas de la última sección del túnel. En ~10 segundos antes de que pase la transbordador se produce la entrega de hidrógeno y la activación principal en el modo de combustión del sistema de barrera dinámica de gas, creando un flujo supersonico estable de gas caliente parcialmente ionizado de forma cónica. Con posterior apertura de la puerta mecánica después de 3 segundos después de la activación exitosa de las cinturones y la creación de un cono de barrera-gradiente caliente.

La barrera también evita la pérdida de vacío en el túnel y atenúa el choque térmico inicial. En milisegundos, el transbordador atraviesa una zona previamente preparada de gas enrarecido y calentado. Esta tecnología clave modifica el perfil temporal de la carga aerodinámica inicial y elimina un frente de choque ultracorto durante la transición entre medios.

La barrera dinámica de gas no reduce la fuerza aerodinámica total, sino que desplaza la carga de impacto desde el rango de microsecondas al rango de milisegundos, reduciendo de manera crítica las tensiones locales, las vibraciones y el choque térmico en la estructura del transbordador.

La puerta mecánica se cierra inmediatamente después de que pase el transbordador, después de lo cual los cinturones de chorro se cierran sin demora.

El transbordador sigue una trayectoria balística y utiliza su masa inercial y su estructura resistente para atravesar las capas densas de la atmósfera. Las cargas térmicas y dinámicas máximas se producen durante los primeros 10–20 segundos.

Aclaración fundamental. Tras salir de la zona de la barrera gasodinámica, el transbordador interactúa inmediatamente con la atmósfera normal a la altura especificada (~3400 m). Todos los cálculos de trayectoria, flujos térmicos y sobrecargas se realizan suponiendo una interacción aerodinámica completa con la atmósfera, sin suponer la existencia de un “escudo de gas”, un “canal” ni un volumen enrarecido que acompañe al vehículo.

Tras salir de la atmósfera, se despliegan los radiadores para disipar calor. A continuación, el transbordador activa los propulsores electromagnéticos de plasma de a bordo para efectuar una corrección fina de la trayectoria e insertarse en la órbita objetivo, a menudo directamente más allá de GEO o hacia los puntos de Lagrange. Se despliega la carga útil. En la configuración AstroLiner-S, la inserción final y la corrección orbital se realizan con un sistema de propulsión química.

En la versión plenamente funcional de AstroLiner, la salida de órbita se realiza con propulsores electromagnéticos de plasma. En la configuración AstroLiner-S, el frenado de desorbitado, las correcciones y las maniobras finales se realizan con el sistema de propulsión química.

Sobre el Atlántico, cerca de Gabón, se despliega un sistema de paracaídas de frenado para reducir la velocidad. El transbordador ameriza con un ángulo de ataque pequeño sobre un fondo reforzado, diseñado para soportar el contacto de la superficie calentada con el agua fría. Tras el amerizaje se despliegan hélices o propulsores de chorro de agua.

Los propios motores del transbordador, alimentados por el reactor de a bordo, o los remolcadores de guardia en caso de fallo de sus sistemas, llevan el vehículo al complejo portuario para inspección, mantenimiento, reparación de la protección térmica y preparación para el siguiente vuelo. En la configuración AstroLiner-S, el regreso al puerto se realiza mediante baterías, una unidad de potencia auxiliar o remolcadores de guardia.