Lanzamiento del satélite OCO-2, el explorador de CO2 de la NASA (Delta II)
La NASA ha lanzado hoy día 2 de julio de 2014 a las 09:56 UTC el satélite científicoOCO-2 (Orbiting Carbon Obervatory 2) para medir la concentración de dióxido de carbono atmosférico. El lanzamiento tuvo lugar mediante un cohete Delta II 7320-10 que despegó desde la rampa LC-2W de la Base Aérea de Vandenberg, California. El OCO-2 es una réplica del primer OCO, que se perdió durante el lanzamiento en febrero de 2009 al no separarse correctamente la cofia del cohete Taurus-XL. Se trata del primer lanzamiento de un cohete Delta II desde 2011, un vector que aún debe efectuar dos lanzamientos más antes de ser retirado para siempre después de 152 misiones en su haber.
OCO-2
El OCO-2 (Orbiting Carbon Obervatory 2) es un satélite científico de la NASA que tiene como objetivo medir las concentraciones globales de dióxido de carbono desde el espacio. Tiene una masa de 454 kg (131 kg de instrumentos) y unas dimensiones de 2,12 x 0,94 metros, con una envergadura de 9 metros una vez desplegados los paneles solares. Estos paneles, de arseniuro de galio, son capaces de proporcionar 815 W de potencia eléctrica. La misión primaria de OCO-2 durará dos años, para lo cual lleva 45 kg de propelente destinado a ajustar su órbita. Ha sido construido por la empresa Orbital Sciences en Dulles, Virginia, usando la plataforma LEOStar-2, ya empleada en otros satélites de la NASA (como pro ejemplo la sonda Dawn).
Estará situado en una órbita heliosíncrona de 705 kilómetros de altura y una inclinación de 98,2º, con un periodo de 98,8 minutos, lo que permitirá cubrir toda la superficie de la Tierra cada 16 días. OCO-2 es una misión desarrollada y dirigida por el JPL de Pasadena y fue aprobada originalmente dentro del marco el programa ESSP (Earth System Science Pathfinder). Proporcionará datos detallados sobre la variación local y estacional de dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero generado por el ser humano.
OCO-2 será capaz de medir la concentración de dióxido de carbono con una precisión de entre el 0,3% y el 0,5%. Es decir, podrá detectar concentraciones de este gas con una precisión del orden de una o dos partes por millón (ppm). OCO-2 formará parte de la constelación de satélites de la NASA ‘A-train’ para el estudio de la Tierra, formada por los satélites Aqua, CloudSat y Aura, así como el satélite francés CALIPSO y el japonés Shizuku (GCOM-W1). Una vez en órbita complementará las observaciones del satélite japonés Ibuki (GOSAT), también dedicado a la medición de las concentraciones de dióxido de carbono desde la órbita y que fue lanzado en enero de 2009.
OCO-2 lleva un único instrumento científico construido por Hamilton Sundstrand. Dicho instrumento consiste en tres espectrómetros de alta resolución alimentados por la luz de un telescopio común de tipo Cassegrain y relación focal f/1,8. Las dimensiones del instrumento son de 1,6 x 0,4 x 0,6 metros, con un peso de 135 kg. Los detectores CCD de los espectrómetros están refrigerados a -150º C para minimizar el ruido de la electrónica. Los espectrómetros analizan la luz en tres longitudes de onda centradas en 1,61, 2,06 y 0,765 micras respectivamente. La primera es una longitud de onda que el dióxido de carbono absorbe débilmente, pero es muy sensible a su concentración. La segunda es la principal banda de absorción del dióxido de carbono, mientras que la tercera corresponde a la banda A del oxígeno molecular y sirve para calcular la cantidad de oxígeno presente en la atmósfera, lo que permite calibrar las mediciones de dióxido de carbono (es necesaria la medición de un segundo gas atmosférico para calibrar las medidas de dióxido de carbono). OCO-2 deberá ayudar a cuantificar las principales fuentes de dióxido de carbono con una resolución equivalente a la de un pequeño país y, lo más importante, identificar los ‘sumideros’ naturales de CO2 que están absorbiendo más de la mitad del dióxido de carbono generado por las actividades humanas.
El ordenador de a bordo emplea un micro Rad 6000, una versión resistente a la radiación del PowerPC usado en muchas otras misiones de la NASA. Como control de orientación el OCO-2 usa cuatro volantes de inercia y 13 sensores solares, así como un receptor GPS para saber dónde está la superficie terrestre. El sistema de propulsión está formado por cuatro pequeños propulsores de 0,5 newtons de empuje cada uno alimentados por un tanque de 45 kg de hidracina. Después del fracaso en el lanzamiento del primer OCO, la NASA aprobó la construcción del OCO-2 en marzo de 2010. La agencia espacial ha invertido 467,7 millones de dólares en esta misión.
Cohete Delta II
El Delta II 7320-10 es un cohete de dos etapas con tres aceleradores de combustible sólido GEM-40. Tiene capacidad para colocar un máximo de 2450 kg en órbita baja (LEO) y, con tres etapas, 900 kg en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Usando otras versiones el Delta II de la serie 7000 es capaz de poner un máximo de 5430 kg en órbita baja y 2120 kg en GTO. Este vector es comercializado por la empresa ULA (United Launch Alliance), una joint venture de Boeing y Lockheed Martin.
La primera etapa de la serie 7000, construida por ULA en una aleación de aluminio, incluye un motor de LOX/queroseno (RP-1) Aerojet Rocketdyne RS-27A con 890,1-1054,2 kN de empuje y 255-302 segundos de impulso específico (Isp) que fue introducido en 1990 en sustitución del RS-27. El RS-27A incluye dos motores vernier LR-101-NA-11. El control en guiñada y cabeceo se lleva a cabo con el movimiento del motor y el control de giro se realiza mediante dos pequeños vernier. La electrónica de la primera etapa se distribuye en el espacio situado entre el tanque de oxígeno líquido y el de queroseno. La primera etapa tiene un tamaño enorme comparada con el resto del cohete, una de las particularidades de esta familia de lanzadores. Esta etapa se denomina Delta Thor XLT-C -o simplemente Thor-, tiene una masa total de 101,9 toneladas y sus dimensiones son de 26,05 m x 2,44 m.
Acoplados a la primera etapa se encuentran los motores de combustible sólido Graphite-Epoxy Motors (GEM), fabricados por Alliant Techsystems Inc. (ATK). Vienen en dos variedades: GEM-40 (de 40 pulgadas de diámetro) y GEM-46 (en las versiones Heavy del Delta II). El GEM-40 (13064 kg de masa, 446-499,2 kN de empuje y 274 s de Isp) se introdujo en 1990 para sustituir a los antiguos cohetes Castor y también se emplea en interceptores antimisiles. En ambos casos la tobera del cohete es similar y está desviada 10º hacia el exterior del vector. Para este lanzamiento, el cohete fue equipado con tres GEM-40, a base de combustible sólido HTPB. Funcionan durante 64 segundos y se separan 17,5 segundos después del apagado para evitar que caigan sobre las plataformas petrolíferas situadas en la costa oeste de los EEUU.
La segunda etapa (Delta K) emplea combustibles hipergólicos (tetróxido de nitrógeno y Aerozine-50, una versión de la hidracina), lo que hace del Delta II una rareza, pues es poco frecuente que un cohete con una primera etapa de kerolox tenga una segunda etapa con combustibles hipergólicos. Sus dimensiones son de 5,89 m x 1,70 metros y dispone de un motor Aerojet AJ-10-118K (empuje de 43,4 kN y 321 s de impulso específico) que se puede reiniciar hasta seis veces en un lanzamiento (normalmente sólo hacen falta dos encendidos). La segunda etapa utiliza un sistema de orientación redundante a base de nitrógeno (RACS).
Este lanzamiento ha sido un Delta 7320-10. Según la confusa nomenclatura de ULA significa que es un lanzador de la Serie 7000 (primer dígito del código) con tres GEM (segundo dígito), una segunda etapa estándar (tercer dígito) y que carece de tercera etapa (cuarto dígito). La cofia medía 10 pies (3 metros) de diámetro (quinto dígito). En total, la serie 7000 (Delta II) cuenta con tres versiones según el número de cohetes de combustible sólido (3, 4 o 9): Delta 732X, Delta 742X y Delta 792X (la ‘X’ ocupa el ligar de las diversas combinaciones de la tercera etapa).
Vídeos sobre la misión:
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