Lanzamiento de la nave de carga Dragon SpX-3 (Falcon 9R)
Hoy viernes 18 de abril de 2014 a las 19:25 UTC la empresa SpaceX ha lanzado la nave de carga Dragon CRS-3 (también denominada SpX-3) a la estación espacial internacional (ISS) mediante el primer cohete Falcon 9R. El despegue tuvo lugar desde la rampa SLC-40 de la Base Aérea de Cabo Cañaveral de Florida. Es la primera vez que una nave Dragon se lanza con un Falcon 9R, la versión reutilizable del Falcon v1.1. Y también por primera vez se ha intentado recuperar la primera fase del Falcon 9, dotada de un tren de aterrizaje formado por cuatro patas desplegables, una maniobra jamás probada con un lanzador espacial operativo. Tras la separación de la segunda etapa, la primera fase inició una maniobra de frenado usando tres motores. Posteriormente, el motor Merlin central se encendió para garantizar un amerizaje suave a unos cientos de kilómetros al noreste de Cabo Cañaveral. Se trata de un paso decisivo para conseguir un aterrizaje controlado de la primera etapa cerca de la rampa de lanzamiento, un objetivo que SpaceX quiere lograr antes de que finalice este año. Sin embargo, en el momento de escribir estas líneas parece que la primera etapa fue incapaz de amerizar con éxito.
Éste ha sido el noveno lanzamiento de un cohete Falcon, el cuarto de un Falcon v1.1 y el primero de la versión 9R. La Dragon SpX-3 lleva 2400 kg de carga a la estación espacial (la mayor cantidad de una nave Dragon hasta la fecha), incluyendo un traje espacial EMU, las piernas del robot Robonaut 2 y cinco CubeSats que serán puestos en órbita de forma independiente. La Dragon SpX-3 será capturada por el comandante de la ISS Koichi Wakata usando el brazo robot Canadarm 2 y será acoplada al puerto nadir del módulo Harmony, donde permanecerá acoplada hasta el próximo mes de mayo.
El lanzamiento de la Dragon SpX-3 estaba originalmente planeado para el mes pasado, pero un problema relativo a una posible contaminación de la sección no presurizada de la nave obligó a posponerlo. Poco después, un cortocircuito en una de las estaciones de radar de la USAF encargadas de seguir el lanzamiento obligó a retrasarlo una vez más. Después del fallo del ordenador MDM Ext 2 de la viga central de la ISS que tuvo lugar el 11 de abril la NASA estuvo a punto de retrasar el lanzamiento, pero decidió seguir adelante. Sin embargo, el intento de lanzamiento del lunes 14 de abril fue abortado una hora antes del despegue por culpa de una fuga de helio en la primera etapa. La tripulación de la estación deberá sustituir el ordenador defectuoso en una próxima EVA que tendrá lugar una vez se acople la Dragon SpX-3 a la ISS.
Dragon SpX-3
La nave Dragon es una cápsula construida por la empresa SpaceX para misiones de carga a la ISS. Tiene 5,9 metros de largo y 3,66 metros de ancho. Su masa exacta al lanzamiento sigue siendo desconocida. La estimación más popular es de unos 6650 kg, aunque en algunas fuentes se estiman 8000 a 9000 kg. La masa en seco del vehículo parece ser de 4,2 toneladas, siendo la masa máxima de combustible de 1680 kg (en la versión lanzada por el Falcon 9 v1.0). La nave está dividida en una cápsula presurizada de 4,4 metros de altura y 3,66 metros de diámetro, además de contar con un “maletero” de 2,8 x 3,66 metros, con una envergadura de 16,5 metros una vez desplegados los paneles solares. La Dragon puede transportar 6000 kg de carga útil a la ISS repartidos entre la cápsula y el maletero. La cápsula puede traer un máximo de 2500 kg de carga a la Tierra, aproximadamente.
El volumen útil presurizado para la carga alcanza los 10 metros cúbicos, aunque también puede llevar hasta 14 metros cúbicos de carga no presurizada en la sección trasera. A diferencia de otras cápsulas tradicionales como la Soyuz o la Apolo, el sistema de propulsión está situado exclusivamente en la cápsula, así que la sección trasera no presurizada actúa más como un portabultos que como un módulo de servicio. Para el control de actitud y las maniobras orbitales, la cápsula está equipada con 18 propulsores Draco agrupados en cuatro conjuntos que usan tetróxido de nitrógeno y monometilhidrazina (MMH) almacenados en varios tanques con una capacidad total de 1290 kg. Los Draco funcionan con un sistema de presión medianet helio. En las maniobras de reentrada o cambio de órbita los motores pueden generar un empuje de 400 N. Un par de paneles solares localizados en la sección no presurizada generan 5 kW de potencia. La Dragon usa el sistema CUCU para comunicarse directamente con la ISS, mientras que la tripulación puede controlar la nave usando el sistema CCP (Crew Command Panel). Además, la Dragon también puede usar el sistema de comunicaciones TDRSS de satélites de la NASA.
La cápsula incluye en su parte delantera un sistema de acoplamiento PCBM (Passive Common Berthing Mechanism) para unirse a los módulos del segmento norteamericano de la ISS. El sistema de acoplamiento está protegido durante el lanzamiento por un cono aerodinámico. La cápsula tiene en su base un escudo térmico primario de ablación construido usando el material PICA-X (Phenolic Impregnated Carbon Ablator) dispuesto en losetas, mientras que el resto de la cápsula está protegida por un material de ablación denominado SPAM (SpaceX Proprietary Ablative Material). Además del acceso frontal, la cápsula posee una escotilla lateral para facilitar el acceso en tierra -o de la tripulación en futuras versiones tripuladas-. Una vez en órbita, la Dragon abre otra escotilla que deja al descubierto las antenas y los sensores de navegación, así como el mecanismo de captura del brazo robot de la ISS. La cápsula dispone además de varios paracaídas piloto y tres paracaídas principales de 35,4 metros de diámetro para el aterrizaje. Está diseñada para sobrevivir a un amerizaje en el océano Pacífico incluso en el caso de perder uno de los paracaídas. La velocidad de descenso final es de 5-5,5 m/s.
Las naves Dragon se montan en la planta de SpaceX de Hawthorne, California, donde también se encuentra el control de la misión de la empresa. El nombre de Dragon fue elegido en honor del personaje de dibujos Puff, el dragón mágico.
La misión SpX-3 es la tercera de las doce misiones a la ISS que SpaceX debe llevar a cabo de acuerdo con el contrato CRS (Commercial Resupply Services) firmado con la NASA en 2008 por un valor de 1600 millones de dólares. Por vez primera la Dragon transportará cuatro cargas útiles en su portabultos.
Manifiesto de carga de la Dragon CRS-3/SpX-3
Carga al lanzamiento: 2400 kg.
Carga presurizada en la cápsula: 1518 kg (unos 500 kg fueron cargados el día antes del lanzamiento en la rampa)
- Carga científica: 715 kg.
- Víveres para la tripulación: 476 kg.
- Equipamiento vario: 204 kg (incluye las piernas del robot Robonaut 2).
- Herramientas para actividades extravehiculares: 123 kg (incluye un traje EMU).
- Equipamiento informático: 0,6 kg.
Carga no presurizada: 571 kg (será retirada por el brazo robot de la estación).
Carga de CubeSats en contenedores P-PODS: 28 kg.
Carga al regreso: 1800 kg.
- Carga científica: 1563 kg.
- Carga de la tripulación: 158 kg.
- Carga varia: 376 kg.
- Herramientas para actividades extravehiculares: 285 kg.
- Equipamiento informático: 4 kg.
Los experimentos científicos más importantes que lleva la Dragon SpX-3 son:
- OPALS (optical Payload for Lasercomm Science): experimento para ensayar nuevas técnicas de transmisión de datos a tierra mediante láser.
- VEGGIE (Vegetable Production System): experimento para suministrar a la tripulación vegetales comestibles.
- T-Cell Activation in Space: experimento para estudiar los efectos de la microgravedad en el sistema inmunológico humano.
- HDEV (High Definition Earth Viewing): iniciativa cuyo fin es situar cuatro cámaras de alta definición en el exterior de la ISS para suministren vídeo en tiempo real.
Fases del lanzamiento
- T- 15 horas 30 minutos: se activa la cápsula Dragon.
- T- 10 horas: se activa el Falcon 9.
- T- 4 h: comienza la carga de queroseno (RP-1) en el Falcon 9.
- T- 3 h 20 min: comienza la carga de oxígeno líquido (LOX).
- T- 3 h 15 min: finaliza la carga de queroseno y oxígeno líquido en el Falcon 9.
- T- 10 min: comienza la secuencia de lanzamiento automática del Falcon 9.
- T- 5 min 30 s: comienza la secuencia automática de la Dragon.
- T- 2 min 30 s: el director de lanzamiento de SpaceX autoriza el despegue.
- T- 2 min: el oficial de seguridad de la USAF (RCO) autoriza el lanzamiento.
- T- 1 min: el ordenador de vuelo se prepara para el despegue y se activa el sistema de supresión de sonido en la rampa mediante agua (sistema Niágara).
- T- 40 s: se presurizan los tanques de propelentes.
- T- 3 s: comienza la secuencia de encendido de los 9 motores Merlin del Falcon 9.
- T- 0 s: despegue.
- T+ 1 min 25 s: máxima presión dinámica (Max Q) sobre el vehículo.
- T+ 3 min: apagado de los motores de la primera etapa (MECO).
- T+ 3 min 5 s: separación de la primera etapa.
- T+ 3 min 12 s: encendido del motor Merlin de la segunda etapa.
- T+ 3 min 52 s: eyección del cono aerodinámico frontal de la Dragon.
- T+ 9 min 11 s: apagado de la segunda etapa (SECO).
- T+ 9 min 46 s: separación de la Dragon.
- T+ 10 min: despliegue de los contenedores P-POD con los CubeSats.
- T+ 11 min 45 s: despliegue de los paneles solares.
- T+ 2 h 26 min 46 s: apertura de la compuerta de los sensores GNC (Guidance and Navigation Control) para guiar los sistemas de navegación de la nave.
Día 2
Encendido de los motores Draco de la cápsula Dragon para circularizar la órbita.
Día 3
- Se activan los sistemas CUCU (COTS Ultra-High Frequency Communication Unit) y de comunicaciones por UHF para comunicarse con la ISS.
- La Dragon enciende los motores y se sitúa a 2,5 km de la estación, donde permanece estacionaria hasta que se decide continuar o no.
- La Dragon enciende los motores y se sitúa a 1,2 km, donde volverá a permanecer estacionaria hasta recibir la autorización.
- Otro encendido introduce la Dragon en el elipsoide de aproximación de la ISS. Otra parada de decisión.
- La Dragon permanece estacionaria a 250 metros mientras los sensores Lídar fijan sus blancos en la ISS para la aproximación final.
- La Dragon se sitúa en la vertical inferior de la ISS (R-Bar) y comienza a aproximarse a la ISS.
- La nave se vuelve a parar a 30 metros de distancia mientras se decide si continuar el acoplamiento.
- La Dragon se sitúa a 10 metros de la estación, donde será capturada por el brazo robot SSRMS de la ISS operado por los astronautas desde el interior.
- La nave es acoplada al puerto nadir del módulo Harmony de la ISS.
Falcon 9R
El Falcon 9R es una versión modificada del Falcon 9 v1.1 dotada de un tren de aterrizaje en la primera etapa para poder reutilizar la primera fase. El Falcon v1.1 es un lanzador de dos etapas capaz de situar 13,15 toneladas en órbita baja (LEO) o 4850 kg en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) lanzado desde Cabo Cañaveral. Tiene una masa al lanzamiento de 505,85 toneladas, una altura de 63,3 metros de altura (con la nave Dragon) y 3,7 metros de diámetro. Quema queroseno (RP-1) y oxígeno líquido en sus dos etapas. El fuselaje está fabricado en una aleación de aluminio-litio, mientras que la cofia y la estructura entre las dos fases está hecha de fibra de carbono. Todos los elementos importantes del cohete han sido fabricados en EEUU por SpaceX. El sistema de separación de etapas y la cofia es neumático y no usa dispositivos pirotécnicos, práctica habitual en la mayoría de lanzadores. De esta forma se minimizan las vibraciones en la estructura y, de acuerdo con SpaceX, se logra una mayor fiabilidad. El Falcon 9 puede ser lanzado desde la rampa SLC-40 de de Cabo Cañaveral (Florida) o desde la SLC-4E de la Base de Vandenberg (California). El precio de cada lanzamiento del Falcon 9 es de 56,5 millones de dólares de acuerdo con los datos suministrados por SpaceX.
El nombre de Falcon viene de la famosa nave Halcón Milenario de las películas de Star Wars. La existencia de la versión Falcon 9 v1.1 fue hecha pública el 14 de mayo de 2012 cuando la NASA anunció que había modificado el contrato con SpaceX en vista de la intención de la compañía de introducir un nuevo diseño mejorado del Falcon 9 distinto al presentado en el contrato original. Oficialmente, la denominación de este lanzador no es Falcon 9 v1.1, sino simplemente ‘Falcon 9 mejorado’ (upgraded Falcon 9), aunque en realidad se trata de un vector distinto.
La primera etapa dispone de nueve motores Merlin 1D de ciclo abierto que generan un empuje de 5885 kN al nivel del mar o 6672 kN en el vacío. Los nueve motores están dispuestos en una configuración octogonal denominada octaweb, con un motor adicional en el centro. Como comparación, en el Falcon 9 v1.0 los nueve Merlin 1C estaban situados en una matriz rectangular de 3 x 3. De esta forma se minimizan los riesgos en caso de explosión de un motor. De acuerdo con SpaceX, los Merlin 1D son más eficientes y baratos que los Merlin 1C. Al igual que éstos, los Merlin 1D tienen capacidad para soportar varios encendidos, lo que permite probarlos en la rampa antes de cada lanzamiento (una práctica única en el mundo) y, eventualmente, permitir la recuperación de la primera etapa. El Falcon 9 puede perder un motor durante el lanzamiento y aún así completar su misión, siendo el único cohete en servicio con esta capacidad. Los nueve motores Merlin funcionan durante 180 segundos.
Para recuperar la primera etapa el Falcon 9R dispone de cuatro patas desplegables. Tras la separación de la segunda etapa, tres motores Merlin se encienden para frenar el descenso. En la etapa final del descenso éste está controlado por el motor central del Octaweb. La segunda etapa dispone de un único motor Merlin 1D adaptado al vacío (Merlin 1D Vacuum) con un empuje de 801 kN. Funciona durante 375 segundos. La cofia mide 13,1 x 5,2 metros y está fabricada en fibra de vidrio. La sección de unión entre las dos etapas está hecha de fibra de carbono unidas a un núcleo de aluminio.
Vídeo del traslado a la rampa:
Comentarios
Publicar un comentario