Diseño

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El Programa del transbordador espacial fue ideado principalmente como sucesor de las misiones Apolo para dotar a la NASA de un programa espacial tripulado en la década de los 80.

La NASA quería abaratar los costos y necesitaba una nave multifuncional. Uno de sus usos sería traer los satélites que eran lanzados al espacio para su reparación en caso de algún fallo. Otra función sería que fuera reutilizable para evitar la pérdida de miles de millones de dólares en cohetes que se iban separando en fases menores y una vez desechados se quemaban durante la reentrada a la atmósfera. Por último se usaría como transporte a la estación espacial que tenía planeada construir la NASA.

Con todos estos principios durante la década de los 60, la NASA había delineado una serie de proyectos en papel sobre vehículos espaciales reusables para reemplazar los sistemas de uso único como el Proyecto Mercury, el Proyecto Gemini y el Programa Apolo. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) también tenía interés en sistemas más pequeños, con mayor capacidad de maniobrabilidad y estaba realizando su propio proyecto de avión espacial, llamado X-20 Dyna-Soar. Para poder elaborar un estado del arte en la materia, ambos equipos trabajaron juntos.

En la segunda mitad de la década de los 60, el esfuerzo para mejorar el Apolo se estaba diluyendo, y la NASA empezó a buscar el futuro del programa espacial. Su visión fue la de un programa ambicioso que contemplaba el desarrollo de una enorme estación espacial que se lanzara con grandes cohetes, y que fuera mantenida por un "transbordador espacial" reutilizable que pudiera dar servicio a una colonia lunar permanente y que eventualmente pudiera transportar personas a Marte.

Sin embargo, la realidad era otra, ya que el presupuesto de la NASA disminuyó rápidamente. En lugar de retroceder y reorganizar su futuro en función de su nueva situación económica, la agencia intentó salvar tanto como fuera posible de sus proyectos. Se descartó la misión a Marte, pero tanto la estación espacial como el transbordador todavía estaban en pie. Eventualmente solo se pudo salvar uno de ellos, que fue el transbordador por razones económicas y logísticas, ya que sin ese sistema no se podría construir una estación espacial.

A continuación se propusieron una cantidad de diseños, muchos de ellos complejos y diferentes entre ellos. Maxime Faget, diseñador de la cápsula del Mercury, entre otros, creó el "DC-3", un pequeño avión capaz de llevar una carga de 9.070 kg o menos, cuatro tripulantes, aunque con maniobrabilidad limitada. El DC-3 se constituyó en la plataforma básica con la cual se compararían los demás diseños.

Con la desesperación de ver su último proyecto salvado, la NASA pidió la bendición de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF). La agencia hizo la solicitud de que los futuros lanzamientos de la USAF se hicieran con el transbordador en vez de los lanzadores descartables que se estaban usando, como el cohete Titan II. Como retribución, la USAF vería ahorros significativos en la construcción y actualización de sus lanzadores, puesto que el transbordador tendría capacidad más que suficiente para lograr los objetivos

Sin mucho entusiasmo, la USAF asintió, no sin antes pedir un incremento significativo en la capacidad para permitirle lanzar sus satélites espías proyectados. Estos eran grandes, con un peso aproximado de 18.144 kg, y tendrían que ponerse en órbitas polares, lo cual necesita más energía que la que se requiere para poner un objeto en órbita baja (LEO). El vehículo también tendría que tener la habilidad de maniobrar hacia cualquier lado de su huella orbital para ajustarse a la deriva rotacional del punto de lanzamiento mientras estuviera en la órbita polar - por ejemplo, en una órbita de 90 minutos, el punto Vandenberg AFB en California, EE.UU. tendría una deriva de 1.600 km, mientras que en órbitas más alineadas con el ecuador, la deriva sería de menos de 400 km. Para lograr lo anterior, el vehículo debería tener alas más grandes y pesadas.

Con ello, el sencillo DC-3 quedaba fuera de la ecuación debido a su reducida capacidad de carga y habilidad de maniobra. De hecho, todos los diseños eran insuficientes. Todos los nuevos dibujos tendrían que incorporar un ala delta. Y ese no era el único inconveniente, con el incremento de la capacidad del vehículo, los propulsores también debían ser mucho más poderosos. De pronto, el sistema había crecido hasta ser más alto que el cohete Saturno V y sus costos y complejidad se salieron de todos los pronósticos.

Mientras todo esto sucedía, otras personas sugirieron un enfoque diferente: que la NASA utilizara el Saturno existente para lanzar la estación espacial, la cual sería mantenida por cápsulas Gemini modificadas que irían en cohetes Titan II-M, de la USAF. El costo sería probablemente menor, y alcanzaría el objetivo de la estación internacional más pronto.

La respuesta no se hizo esperar: un transbordador reutilizable pagaría con creces el costo de su desarrollo, si se comparaba con el gasto de lanzar cohetes de uso único. Otro factor en el análisis fue la inflación, que fue tan alta en la década de los 70 que cualquier reposición del costo del desarrollo tenía que ser rápida. Se necesitaba entonces una tasa de lanzamientos para hacer que el sistema fuera plausible desde el punto de vista económico. Estas condiciones no las cumplían ni la estación espacial, ni las cargas de la USAF. La recomendación fue, entonces, hacer los lanzamientos desde el transbordador, una vez construido. El costo de lanzar el transbordador tendría que ser menor que cualquier otro sistema, exceptuando los cohetes pequeños y los muy grandes

Con el tema de la plausibilidad solucionado, la NASA se dedicó a obtener fondos para los cinco años que tardaría el desarrollo del proyecto, empresa que no resultó para nada fácil. La inflación y la Guerra de Vietnam amenazaban con dar al traste con el transbordador, pero era el único proyecto viable, y suspenderlo significaba que EE.UU. no tendría un programa espacial tripulado en la década de los 80. Sin embargo, los presupuestos debían ajustarse, lo cual llevó otra vez a la mesa de dibujo. Se abandonó el proyecto de cohete reutilizable en favor de un cohete sencillo que se desprendiera y fuera recuperado posteriormente. El combustible se sacó del orbitador a un tanque externo, lo cual permitió aumentar la capacidad de carga a costa de desechar el tanque

El último escollo de diseño fue la naturaleza de los propulsores. Por lo menos cuatro soluciones se propusieron, y se optó finalmente por la que contemplaba dos cohetes sólidos (en vez de uno grande), debido a menores costos de diseño (aspecto que estuvo permanentemente presente en el diseño del transbordador)