Lanzamiento Falcon 9 (Dragon C2)

Hoy ha sido un día clave para el futuro de la NASA. Después de varios meses de retrasos, la compañía SpaceX ha lanzado hoy día 22 de mayo a las 07:44 UTC el tercer cohete Falcon 9 (F3) desde la rampa SLC-40 de la base aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS) con la segunda nave espacial Dragon (Dragon C2). Se trata de la primera nave espacial privada que se acoplará con la estación espacial internacional (ISS). El primer intento de lanzamiento fue abortado el pasado sábado día 19 de mayo cuando quedaba medio segundo para el despegue por culpa de una válvula defectuosa en el motor número cinco (central) de la primera etapa del Falcon 9. Originalmente, estaba planeado que esta misión tuviese lugar en 2011. La Dragon C2 será capturada por los astronautas de la ISS el próximo día 25 de mayo usando el brazo robot Canadarm2 de la estación y será acoplada al puerto nadir del módulo Harmony. Si todo va bien, la cápsula amerizará en el Pacífico el 31 de mayo.

Lanzamiento de la Dragon C2 (NASA).

Aunque esta misión se denomina oficialmente Dragon C2, se trata en realidad de la Dragon C2+ (o COTS Demo C2+), una combinación de las misiones de demostración C2 y C3 del programa COTS de la NASA introducida para ahorrar tiempo y acelerar la puesta en servicio de la Dragon. Durante este vuelo, la nave Dragon debe comprobar el correcto funcionamiento de los paneles solares, los sistemas de control y maniobra orbital, así como los procedimientos de acoplamiento con la ISS. En los próximos años, la Dragon será, junto a la Cygnus de la empresa Orbital, la única nave norteamericana capaz de llevar suministros hasta la ISS. Además, a partir de este vehículo, SpaceX está desarrollando la que puede ser la próxima nave espacial tripulada norteamericana.

Emblema de la misión (SpaceX).

Dragon

La nave Dragon de SpaceX está dividida en dos secciones: una cápsula presurizada y una sección trasera no presurizada. Es capaz de transportar hasta seis toneladas de carga a la ISS y de traer de vuelta tres toneladas. 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 localizado en la cápsula exclusivamente, 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 que usan tetróxido de nitrógeno y monometilhidrazina (MMH) almacenados en varios tanques con una capacidad total de 1290 kg. En las maniobras de reentrada o cambio de órbita, los motores pueden generar un empuje de 400 N. La energía la proporciona un par de paneles solares localizados en la sección no presurizada.

Nave Dragon (SpaceX).
Detalle de la cápsula donde se aprecian los propulsores Draco y el escudo de ablación de PICA (SpaceX).
Uno de los paneles solares de la Dragon (SpaceX).

Dimensiones de la Dragon (SpaceX).

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, aunque puede ser equipada con un sistema APAS o LIDS si es necesario. 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 una puerta 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. La cápsula 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.

Cadena de montaje de SpaceX en California (SpaceX).
Centro de control de la misión (SpaceX).
Amerizaje de la Dragon C1 (SpaceX).

Objetivos de la misión:

1- Demostrar el funcionamiento de los paneles solares y del módulo no presurizado de carga de la Dragon. Durante la misión Dragon C1, lanzada el 8 de diciembre de 2010, la nave no iba equipada ni con paneles solares ni con la sección trasera.2- Prueba del sistema de posicionamiento Absolute GPS (AGPS) para determinar la posición de la nave en órbita.3- Prueba de los distintos modos de navegación para acercarse a la ISS o para abortar la maniobra de acoplamiento en caso de emergencia.4- Prueba del sistema UHF CUCU (COTS Ultra-high frequency Communications Unit), que debe encargarse de las comunicaciones entre la nave y la ISS. La Dragon se situará a 2,5 kilómetros por debajo de la ISS durante esta prueba. El sistema CUCU fue instalado en la ISS durante la misión STS-129 (la Dragon también puede emplear el sistema TDRSS de la NASA en banda S si es necesario).5- Prueba del sistema Relative GPS (RGPS) que determina la posición absoluta de la nave midiendo la distancia relativa a la ISS usando GPS.6- Prueba del panel de control de la tripulación (CCP) a bordo de la ISS. La tripulación probará el panel mandando una señal para encender la luz estroboscópica de la Dragon.7- Prueba del sistema de aproximación de la Dragon mediante un sistema LIDAR.8- Prueba del sistema de acoplamiento de la Dragon.

Maniobras cerca de la ISS durante las pruebas iniciales de la Dragon (SpaceX).
Maniobra de aproximación (SpaceX).
Acoplamiento con la ISS (SpaceX).
Maniobra de separación (SpaceX).

Carga de la Dragon C2:

Este vuelo de prueba la nave transporta 460 kg de carga, incluyendo:

306 kg de comida y equipos varios: -13 bolsas de comida de raciones estándar. – 5 bolsas de comida baja en sodio. – Artículos varios (pilas, etc.). – Manual de vuelo.

21 kg del módulo 9 de NanoRacks para el módulo Destiny de la ISS. Esta unidad incluye un recipiente especial para experimentos de líquidos en microgravedad propuestos por estudiantes.

123 kg de bolsas de carga.

10 kg de material informático (ordenadores, baterías, cables, etc.).

A la vuelta, la Dragon traerá 620 kg de carga.

Falcon 9 v1.0

El Falcon 9 v1.0 es un cohete de dos etapas con una masa de 313 toneladas y unas dimensiones de 48,1 metros de longitud y 3,66 metros de ancho (en versiones de carga, el diámetro de la cofia puede alcanzar los 5,2 metros). Es capaz de colocar en órbita baja (LEO) 9,8 toneladas y 4054 kg en órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) lanzado desde Cabo Cañaveral. Emplea queroseno (RP-1) y oxígeno líquidos en todas sus etapas. La estructura del lanzador está fabricada en una aleación de aluminio y litio. El Falcon 9 ha sido desarrollado a partir de las tecnologías creadas para el cohete Falcon 1.

Falcon 9 v1.0 (SpaceX).

La primera etapa emplea nueve motores Merlin 1C con un empuje total de 3,8 MN. Cada Merlin tiene un empuje de 423 kN y un impulso específico (Isp) de 266 segundos al nivel del mar y 483 kN en el vacío. Los Merlin 1C no tienen capacidad para regular su empuje, lo que permite abaratar el diseño y los costes operativos. Las maniobras del cohete en sus tres ejes se consiguen mediante el movimiento diferencial de los motores. Los Merlin 1C funcionan durante 170 segundos. La segunda etapa tiene un motor Merlin 1C Vacuum -versión del Merlin 1C para su uso en el vacío- de 411 kN y 336 s de Isp con capacidad para modificar su empuje. El giro de la segunda fase se consigue mediante el escape de los gases de la turbobomba. La segunda etapa funciona durante 345 segundos.

Disposición de los nueve motores Merlin de la primera etapa (SpaceX).

Merlin 1C (SpaceX).

A diferencia de otros lanzadores, el Falcon 9 está sujeto en la rampa mediante un mecanismo que le impide despegar a no ser que todos los sistemas funcionen correctamente. Este sistema permite realizar pruebas de encendido en la rampa con los nueve motores Merlin funcionando al mismo tiempo. A partir del vuelo Dragon C5, SpaceX planea sustituir el Falcon 9 v1.0 por una versión más grande y potente denominada Falcon v1.1, con capacidad para 10,5 toneladas en LEO y 4850 kg en GTO.

Sistema erector del Falcon 9 (SpaceX).
Rampa de lanzamiento SLC-40 de Cabo Cañaveral (SpaceX).

Fases de la misión:

T- 7 horas 30 minutos 30 segundos: se activa la cápsula Dragon y el Falcon 9.T- 3 h 50 min: comienza la carga de oxígeno líquido en el Falcon 9.T- 3 h 40 min: comienza la carga de queroseno (RP-1).T- 3 h 15 min: finaliza la carga de queroseno y oxígeno líquido en el Falcon 9.T- 10 min 30 s: 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.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 24 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 14 s: apagado de la segunda etapa (SECO).T+ 9 min 49 s: separación de la Dragon.

Integración de las distintas partes de la Dragon (SpaceX).
Carga de la cápsula Dragon (SpaceX).
Integración con la sección no presurizada (SpaceX).
Montaje del Falcon 9 (SpaceX).
Integración de la nave con el lanzador en el hangar de la rampa SLC-40 (SpaceX).
Traslado a la rampa y prueba de los motores de la primera etapa (SpaceX).
Traslado final a la rampa (SpaceX).

Lanzamiento (NASA).

Vista del interior de la cápsula en órbita (SpaceX).

Vídeo del lanzamiento:

Vídeo del despliegue de los paneles solares:


19 Comentarios

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etxazpi

Les ha costado un tiempecito pero parece que la cosa va bien. Personalmente confio más en la cápsula que en el cohete, por lo que dado el paso crítico esta misión creo que será un éxito.

Esperemos que les llegue a lanzar otro este año. De esa manera se adelantaría mucho a los competidores.

Miguel Rodríguez

Me alegra mucho el éxito en el lanzamiento, ahora espero que toda la misión vaya bien. Para la NASA, lógicamente, este vuelo es crucial. Si se completa nominalmente será un gran espaldarazo para la alternativa basada en una nave privada para ir a la ISS.

Haridas Mederos

Fue un gusto ver el lanzamiento en vivo por internet.

Aunque me preocupo el hecho que había mucho fuego entre los motores durante el despegue.

También el cohete tardo un poco en acelerar al momento del lanzamiento

De resto todo fue perfecto!

sparkster76

Genial entrada, Daniel.

Aunque no comente muy a menudo disfruto de leer tu blog y lo miro casi todos los días.

Llevaba meses esperando esta noticia y, por fin, tenemos la segunda Dragon en órbita y de camino a la ISS.

Charliem

Una cosa que dijo Elon Musk estos últimos días me ha parecido interesante.

Comparó los primeros vuelos realizados por empresas privadas a órbita baja, y sobre todo a la estacion espacial internacional, con la comercialización de Internet.

Internet tiene más de cuarenta años pero sólo en los últimos 15-20 ha tenido alguna repercusión en la vida cotidiana de todos nosotros. La diferencia entre las dos etapas es consecuencia directa de la entrada en ella de las compañías privadas.

No se si el espacio llevará o no el mismo camino (aún), en el sentido de dejar de ser para el ciudadano medio poco más que una anécdota en los telediario, pero si lo lleva puede que este haya sido el primer paso (en todo caso le auguro una trayectoria mucho más lenta que a la comercialización de Internet).

Me pregunto si dentro de un siglo o dos nuestros descendientes en Marte celebrarán el año 2012 como el comienzo.

Tom Paine

¿Se ha publicado una comparación de precio total por tonelada de carga presurizada entregada a las ISS por parte de las dos naves del COTS, la HTV, el H-II y las Progress? Por supuesto que las COTS serán siempre mas competitivas que el Shuttle, pero ¿que tan eficientes son respecto a sus “colegas” no estadounidenses?

Jimmy Murdok

Gran paso! Respecto a la futura dragon tripulada, no entiendo como se pretende tener a 7 pasajeros orbitando 2 días en algo tan pequeño, ¿es factible? Si la consiguen poner en marcha será (con permiso de las shenzou) la primera nave tripulada nueva que vea.

Txemary

He pensado lo mismo… no se tal vez exista la posibilidad de usar un lanzador más potente y reducir el número de órbitas necesarias, pero aún así deberían “quererse” mucho los ocupantes.

monsieur le six

He pensado lo mismo que Medved: ya era hora.

En cualquier caso, más vale tarde que nunca. Falta la versión tripulada, que sería el gran paso adelante. A ver si tienen suerte.

etxazpi

Pues el espacio ya es bastante mas que una anécdota para el ciudadano normal. La vida sería bastante diferente si no hubiera GPS o si no existieran los satélites de comunicaciones por ejemplo.

Si a lo que se refiere es al turismo espacial pues eso queda para los supermillonarios. Quedan muchos años para pasearse en el espacio como se ve en las películas.

ramiroquay

Tan grande es el presupuesto de Space x? Porque no pueden los europeos seguir desarrollando los ATV y construir una nave tripulada en vez de tirar toda esa investigación a la basura? La verdad esque no se como una empresa privada puede adelantar en unos años a la NASA y a la ESA…

drodo

ramiroquay no es el presupuesto es la inefiencia y buracracia , el mismo robert zubrin queria construir rocket plane y le dijieron no robert nos quieres dejar sin trabajo , cuando el trabaja en martin marieta. Ademas ellos nunca estubieron interesados en bajar el costo por libra y si lo estubieron les cancelaron los projectos

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