Pregunto para los que la tienen mas clara que yo en esta materia. ¿Se justifica utilizar primeras etapas reutilizables? ¿Que porcentaje de la primera etapa se podría reutilizar y que habría que cambiar si o si? ¿Disminuye efectivamente los costos en lanzamientos posteriores? ¿No agrega mayor complejidad y encarece al lanzador, por ende aumenta costos y estadísticas de fallos?
Por ejemplo, con los cohetes aceleradores del space shuttle, que descendían en paracaídas al océano, se recuperaban y se reutilizaban, ¿cuan reutilizables eran en realidad?.
No gastarían tanto dinero, especialmente empresas privadas, tratando de hacer un cohete reutilizables si no estuviera asociado a la expectativa de una significativa reducción de costos.
Leía un tiempo atrás que en el caso de Space X, el combustible representaba sólo un 10% del costo total del cohete Falcon 9 (En su versión desechable). El 90% restante estaría dado por la construcción del cohete, su traslado a la estación de lanzamiento, preparativos etc. Si fuera reutilizable y "sólo" hubiera que cargar combustible, veríamos un ahorro enorme en los costos de lanzamiento.
Recuerdo que para el lanzamiento del ARSAT el 1/3, aproximadamente, del gasto correspondió al lanzamiento desde un cohete Ariane desde la Guyana Francesa. Si hubiese sido un lanzador 100% reutilizable, entonces, el ahorro hubiese sido enorme.
En el caso del proyecto de Space X, utilizan una estrategia incremental. Lo primero que intentan conseguir es que la primera etapa del Falcon 9 sea recuperable. Una vez que alcancen esa meta intentarán que la segunda etapa también sea recuperable, lo cual será mucho más complejo.
Simultáneamente desarrollan la capsula Dragon, de la que también pretenden que sea recuperable.
Recién puse "sólo" entre comillas porque, obviamente, un cohete reutilizable es más complejo y pesado que uno desechable y, por tanto, consume más combustible. Además, están los costos de recuperar el cohete (el barco que rescata el cohete, por ejemplo), la revisión para ver si esta todo OK, el tiempo y horas/hombre que requiere todo eso, volverlo a trasladar a la plataforma de lanzamiento, recuperar la inversión en I&D, etc.
También hay un condicionante. ¿cuántas veces se puede recuperar? una vez que se "gasta" el cohete, por decirlo sinteticamente, tiene que desecharse y construirse un nuevo cohete. Ese desgaste puede, por diseño, no ser uniforme. Por ejemplo, si la memoria no me falla el Shuttle estaba previsto que pudiera lanzarse durante 30 años, pero los cohetes principales (esos tres grandes motores en la parte posterior), estaban diseñados para sólo 10 lanzamientos, luego de lo cual tenían que ser desechados y remplazados por unos nuevos. Los cohetes secundarios que usted menciona soportaban muchos más lanzamientos.
En el caso de la cápsula Dragon, por ejemplo, se prevé que se la pueda reutilizar 10 veces. En términos financieros, suponiendo que todo sale bien, el costo de construir una cápsula Dragon hay que dividirlo por los 10 lanzamientos.
Seguramente una cápsula Dragon desechable cueste menos que una reutilizable. Imaginemos que la versión reutilizable cuesta cinco veces más que la desechable. Ahora bien, como la reutilizable se podrá utilizar hasta en diez lanzamientos, incluso siendo tan cara termina siendo más barato que construir y lanzar diez capsulas desechables.
Respecto a su pregunta sobre ¿qué tan reutilizable eran los cohetes aceleradores del Shuttle? no recuerdo el número exacto, pero me parece que eran varias docenas. A pesar de la falla catastrofica que sufrió uno de los mismos en el lanzamiento del Challenger en 1986, se lo consideraba uno de los componentes más fiables.
Lo que quedaba inutilizado en todos los lanzamientos era el paracaídas y, obviamente, el combustible. Había un detalle menos conocido. Cada cohete secundario esta conformado por varios cilindros, uno sobre el otro. Las juntas en la unión entre cada cilindro se gastaban. Después de la recuperación se tenían que revisar. La mayoría solían estar bien. Algunas se podían gastar excesivamente y tenían que ser remplazadas por nuevas. Tengo entendido que después de cada lanzamiento una o dos juntas tenían que remplazarse, lo que es muy poco comparado con todas las que tienen.
Las juntas también eran una forma de ahorrar, porque los cilindros siempre se reutilizaban. No se gastaban tanto porque, justamente, se gastaban las mucho más baratas juntas.
¿Era más económico todo este proceso? Indudablemente. No es casualidad que se haya implementado este tipo de cohetes en la mayoría de los lanzadores comerciales de todo el mundo (japoneses, europeos, estadounidenses, etc.). Tampoco es casualidad que de todo lo que formaba parte del proyecto el Shuttle, estos cohetes secundarios fueron los únicos que sobrevivieron y hasta fueron potenciados para el programa Constelation (que más tarde también fue cancelado).