Lanzamiento de la Dragon SpX-6 y nuevo fallo en la recuperación de la primera etapa (Falcon 9R)
El día 14 de abril de 2015 a las 20:10 UTC la empresa SpaceX ha lanzado rumbo a la estación espacial internacional (ISS) la nave de carga Dragon SpX-6, también denominada CRS-6. El lanzamiento tuvo lugar desde la rampa SLC-40 de la Base Aérea de Cabo Cañaveral de Florida. Una vez más, SpaceX intentó recuperar la primera etapa del Falcon 9 mediante un aterrizaje suave sobre la barcaza ASDS (Autonomous Spaceport Drone Ship) en alta mar.
La etapa, equipada con cuatro aletas estabilizadoras, aterrizó suavemente casi en el centro de la barcaza, pero debido a un exceso de velocidad finalmente cayó de lado y no pudo ser recuperada intacta. Recordemos que durante el último lanzamiento de la Dragon SpX-5 la primera etapa también se estrelló de forma bastante espectacular contra la barcaza. Este ha sido el cuarto lanzamiento de un cohete Falcon 9 en 2015 y el tercero de un Falcon 9R. La órbita inicial de la Dragon CRS-6 fue de 199 x 364 kilómetros y 51,65º de inclinación.
Vídeo de la secuencia de descenso:
Y la vista desde la barcaza:
La Dragon SpX-6 lleva 1898 kg de carga para la Expedición 43 de la ISS, actualmente compuesta por Terry Virts, Scott Kelly, Anton Shkaplerov, Guennadi Padalka, Mijaíl Korniyenko y Samantha Cristoforetti. Dentro de dos días Cristoforetti y Virts serán los encargados de capturar la Dragon con el brazo robot Canadarm 2 de 17,6 metros de la estación para acoplarla con el puerto nadir del módulo Harmony. La Dragon SpX-6 permanecerá unas cinco semanas acoplada a la ISS. A diferencia de otras misiones, en esta ocasión la Dragon no lleva ninguna carga no presurizada en el ‘maletero’.
Junto a la Dragon se pusieron en órbita 14 cubesats Flock 1e y los cubesats Centennial 1 y Arkyd-A3 Reflight. Este último es un satélite demostración para ayudar al desarrollo del telescopio privado Arkyd-100 para buscar asteroides cercanos a la Tierra. El primer Arkyd-3 se perdió durante el fallo del cohete Antares en octubre de 2014. Estos satélites serán lanzados desde el módulo Kibo de la ISS.
Esta misión es la sexta de las doce que SpaceX debe llevar a cabo de acuerdo con el contrato CRS (Commercial Resupply Services) que la empresa firmó con la NASA en 2008 por un valor de 1600 millones de dólares. El contrato CRS fue posteriormente modificado para llevar a cabo quince misiones. SpaceX planea lanzar otras tres naves Dragon en 2015.
Dragon SpX-6
La nave Dragon SpX-6/CRS-6 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 precisa al lanzamiento sigue siendo secreta. La estimación más popular para las primeras Dragon -lanzadas por un Falcon 9 v1.0- era de unos 6650 kg, aunque las Dragon actuales lanzadas por los v1.1 deben rondar las 8 o 10 toneladas. 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, por lo que la sección trasera no presurizada actúa como ‘portabultos’. 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 mediante 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 comunicaciones 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 que se separa mediante pernos pirotécnicos (también usados para separar la nave del lanzador). 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 las tareas de carga y descarga en tierra. 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. El contenedor del paracaídas está situado en la parte inferior de la cápsula, una configuración novedosa que permite mantener libre la parte frontal de la nave. La Dragon 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 animados Puff, el dragón mágico.
Manifiesto de carga de la Dragon CRS-6/SpX-6
Carga al lanzamiento: 2015 kg (1898 kg sin el empaquetado).
Carga presurizada en la cápsula: 1898 kg
- Carga científica: 844 kg.
- Víveres para la tripulación: 500 kg.
- Equipamiento vario: 518 kg.
- Equipamiento informático: 18 kg.
- Equipamiento para actividades extravehiculares: 18 kg.
Carga al regreso: 1370 kg (1248 kg sin empaquetado).
- Carga científica: 449 kg.
- Carga de la tripulación: 73 kg.
- Carga varia: 254 kg.
- Herramientas para actividades extravehiculares: kg.
- Equipamiento informático: 2 kg.
- Equipamiento para EVAs: 20 kg.
- Basura: 450 kg.
Falcon 9R (v1.1)
El Falcon 9R es una versión modificada del Falcon 9 v1.1 dotada de un tren de aterrizaje en la primera etapa para poder ser reutilizada (además de otros sistemas asociados con la fase de retorno). 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 (en misiones de carga) 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) y desde la SLC-4E de la Base de Vandenberg (California), aunque en el futuro también despegará desde un nuevo centro de lanzamiento situado en Boca Chica (Texas). 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 completamente 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. Con el octaweb 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.
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.
Fases del lanzamiento:
- T- 28 horas: se activa la cápsula Dragon.
- T- 10 horas: se activa el Falcon 9.
- T- 3 h: comienza la carga de queroseno (RP-1) en el Falcon 9.
- T- 2 h 35 min: comienza la carga de oxígeno líquido (LOX).
- T- 1 h 30 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- 10 min: comienza la secuencia automática de la Dragon.
- T- 2 min: 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+ 11 min 45 s: despliegue de los paneles solares.
- T+ 2 h 20 min: 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.
El cohete con la Dragon CRS-6 en la rampa:
Vídeo del lanzamiento:
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