Lanzamiento de los satélites KazSat-3 y Luch-5V (Protón-M)

Rusia lanzó el 28 de abril a las 04:25 UTC un cohete Protón-M/Briz-M (Proton Phase III) desde la rampa PU-24 del Área 81 del cosmódromo de Baikonur con los satélites Luch-5V y KazSat-3. Con este lanzamiento se ha completado la red rusa de satélites de retransmisión de datos Luch-M. Durante el lanzamiento el Luch-5V estaba situado sobre el KazSat-3. Este ha sido el 396º lanzamiento de un cohete Protón desde 1965.

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Lanzamiento del Luch-5V y el KazSat-3 (ILS).

Luch-5V

El Luch-5V (Луч-5В) es el tercer ejemplar del sistema de satélites geoestacionarios de comunicaciones Luch-M (‘rayo’) que permite comunicarse con los satélites rusos situados en órbita baja terrestre (hasta una altura de 2000 km). Tiene una masa de 1148 kg y ha sido construido por la empresa ISS Reshetniov -fabricante de los satélites GLONASS- para la agencia espacial rusa Roscosmos usando la plataforma Ekspress-1000A. La constelación Luch-M es el equivalente ruso al sistema TDRSS de la NASA y está formada por tres satélites, que actualmente son los Luch-5A, 5B y 5V (A, B y V son las tres primeras letras del alfabeto cirílico). Al igual que el TDRSS estadounidense, el sistema Luch requiere de un mínimo de tres satélites para cubrir toda la superficie terrestre.

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Luch-5V (ISS Reshetniov).

El objetivo prioritario del sistema Luch-M es dar cobertura permanente de comunicaciones al segmento ruso de la estación espacial internacional (ISS). Actualmente dicho segmento depende de la cobertura de las estaciones terrestres o del sistema TDRSS. Está previsto que a finales de este año se instale el equipo necesario para poder usar el sistema Luch en la ISS.

El Luch-5V tiene una vida útil estimada de diez años, cuenta con dos antenas plegables de 4,2 metros de diámetro y siete transpondedores en bandas Ku y S, con una capacidad de transferencia de datos de 150 Mbit/s en banda Ku y 5 Mbit/s en banda S. Cada antena puede seguir a un satélite en su órbita de forma independiente. Una operará en banda Ku y la otra en banda S. Al igual que el primer satélite de la constelación, el Luch-5A, el Luch-5V posee antenas del sistema de socorro marítimo COSPAS/SARSAT. Estará localizado en la órbita geoestacionaria en la longitud 95º este, donde estaba situado el Luch-5B, que se moverá a la posición 167º este. Sus dimensiones son de 6,212 x 20,821 x 11,670 metros y los paneles solares generan una potencia de 2200 W.

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Una de las dos antenas desplegables del Luch-5V (Novosti Kosmonavtiki).
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Cobertura original del sistema Luch (ISS Rshetniov).

En principio estaba planeado el lanzamiento del Luch-4 en vez del Luch-5V. El Luch-4 debía usar la plataforma Ekspress-2000 y sería más potente que la serie Luch-5, lo que permitiría retransmitir en tiempo real la telemetría de los cohetes lanzados desde el futuro cosmódromo de Vostochni. El sistema Luch-M actual recibe la denominación de MKSR (Многофункциональная Космическая Система Ретрансляции, ‘sistema de retransmisión espacial multifuncional’) y no debe confundirse con el antiguo sistema Luch (Altair/11F669), puesto en marcha por la URSS en los años 80. Entre 1985 y 1994 se lanzaron cuatro unidades del sistema Luch original -cada una de ellas con una masa de 2600 kg-, pero la crisis económica de los años 90 obligó a abandonar este proyecto. En 1995 se lanzó el único ejemplar de la serie Luch-2 (Gelios), serie que debía haber sustituido a los Luch de primera generación y que contaba con una vida útil de cinco años, frente a los dos años de los primeros Luch. Con la puesta en servicio de estos nuevos Luch-M, Rusia ya no se verá limitada por la escasa cobertura de sus estaciones terrestres para poder comunicarse con sus satélites situados en órbita baja.

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Luch-5V (ISS Reshetniov).
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Satélites Luch de primera generación (ISS Reshetniov).

KazSat-3

El KazSat-3 es un satélite geoestacionario de comunicaciones construido por la empresa rusa ISS Reshetniov para la empresaJSC KazSat de Kazajistán usando la plataforma Ekspress-1000H. Incluye 28 transpondedores en banda Ku para transmitir datos a todo el territorio de Kazjistán y otros países de Asia central. La carga útil ha sido construida por Thales Alenia y se espera que el satélite funcione durante 15 años. Estará situado en la posición 58,5º este.

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LazSat-3 (ISS Rsehetniov).
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KazSat-3 (ISS Reshetniov).

Cohete Protón-M

El cohete Protón-M Phase III (8K82KM) es un lanzador de tres etapas con una masa en seco de 53,65 toneladas y 712,8 toneladas de masa máxima una vez cargado de propergoles. Sus dimensiones sin la carga útil son de 42,3 x 7,4 metros. Con la cofia la longitud alcanza 58,2 metros. Tiene capacidad para poner 21,6 toneladas en una órbita baja de 200 km y una inclinación de 51,6º. También es capaz de situar 6920 kg en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) o bien 3250 kg directamente en la órbita geoestacionaria (GEO), lo que lo convierten en el lanzador ruso más potente en servicio.

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Cohete Protón-M (Khrunichev).

La empresa estatal rusa GKNPTs Khrúnichev es la encargada de fabricar el Protón-M. Este lanzador se oferta en el mercado internacional por la compañía ILS (International Launch Services), de la cual Khrúnichev es el principal accionista. El Protón-M incorpora además la etapa superior Briz-M (14S43) de combustibles hipergólicos, también construida por Khrúnichev. En algunos lanzamientos para el gobierno federal ruso se sigue empleando la etapa Blok DM-2/DM-03 (11S861) que emplea queroseno y oxígeno líquido. La empresa ILS todavía opera algunas unidades del Protón-M más antiguas de la serie Phase I y Phase II.

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Características del Protón-M (Khrunichev).
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Dimensiones del Protón-M (Khrúnichev).

La primera etapa (Protón KM-1 ó 8S810M) está formada por un tanque central de tetróxido de nitrógeno rodeado de seis pequeños tanques de UDMH (dimetilhidrazina asimétrica). Sus dimensiones son de 21,18 x 7,4 m y su masa en seco es de 30,6 toneladas (428,3 t con combustible). Está construido usando las aleaciones de aluminio soviéticas AMg-6 y V95. Hasta la década de los 80 los analistas occidentales pensaban que los tanques exteriores eran aceleradores independientes -siguiendo el modelo de distribución del cohete Soyuz-, pero en realidad esta curiosa distribución se debe a la necesidad de transportar hasta Baikonur los componentes del cohete por separado en el ferrocarril (los túneles imponen el radio máximo).

En la base de cada tanque de hidrazina, de 19,86 m de largo, hay seis motores RD-276 (RD-275M ó 14D14M). El RD-276 es una versión ligeramente mejorada del RD-275 (14D14), diseñado por NPO Energomash. Cada uno tiene un empuje de 1590 kN a nivel del mar y 1750 kN en el vacío, así como un impulso específico de 289-316 segundos, generando unos 11 MN de empuje en total. El RD-275 debutó en octubre de 1995 y es el motor cohete hipergólico en servicio más potente del mundo. El RD-275 deriva a su vez del RD-253 (11D43), de 1474 kN de empuje. Cada uno de los RD-275 pueden moverse un rango de 7,5º gracias a actuadores hidráulicos, lo que permite el giro del cohete para orientarse en azimut después del lanzamiento. En 2007 se introdujo el RD-275M -también denominado RD-276- un 5,2% más potente, lo que ha permitido aumentar la masa útil lanzada a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) en unos 150 kg. Los motores de la primera etapa funcionan durante 127 segundos.

La segunda etapa (Protón KM-2 ó 8S811K) incorpora tres motores RD-0210 y un RD-0211 (de 588 kN de empuje y 321 s de Isp cada uno, con un empuje de 2,4 MN en total), diseñados por KB Khimavtomatika (KBKhA, antigua OKB-154 de Semyon Kosberg, localizada en Voronezh). La diferencia entre el RD-0211 y el RD-0210 es que el RD-0211 incorpora partes del sistema de presurización del RD-253/275. Cada motor puede moverse 3,25º alrededor de su eje central para maniobrar el vehículo. Esta segunda etapa del Protón está basada en el malogrado misil UR-200 de Cheloméi. Sus dimensiones son de 17,05 x 4,1 m y su masa es de 11,715 kg (157,3 kg con combustible).

La tercera etapa (Protón KM-3 ó 8S812M) lleva un motor RD-0212 fabricado por KBKhA, formado a su vez por un motor de una cámara RD-0213 (582,1 kN y 320 s de Isp) y otro con cuatro cámaras RD-0214 (30,98 kN y 287 s de Isp) que funciona como vernier. En esta etapa se encuentra el sistema de control y guiado del cohete diseñado por la compañía NIIP (antigua NII-885 de Pilyugin). Sus dimensiones son de 4,11 x 4,1 m y su masa de 3500 kg (46,562 toneladas con combustible). La tercera etapa funciona durante 241 segundos.

El Protón-M incorpora además la etapa superior Briz-M (14S43) de combustibles hipergólicos y también construida por Khrúnichev. La Briz-M suele realizar cuatro o cinco encendidos para transportar la carga hasta la órbita geoestacionaria. Tiene unas dimensiones de 2,61 x 4,0 m, una masa de 2370 kg (19 800 kg con combustible) e incorpora un motor RD-2000 (S5.98 M/14D30) de 19,62 kN de empuje, así como cuatro motores 11D458M (RDMT-400, de 40 kgf de empuje) de orientación y doce pequeños propulsores de actitud RDMT-12 (17D58E, de 1,36 kgf de empuje). Tiene un de un diseño muy original con un cuerpo central (TsTB, Tsentralni Toplivni Bak/Центральный Топливный Бак, ЦТБ, “tanque de combustible central”), donde se instala el motor principal, y un tanque exterior desechable de forma toroidal (DTB, Dopolnitelni Toplivni Bak/Дополнительный Топливный Бак, ДТБ, “tanque de combustible adicional”). La Briz-M actualmente en servicio es la versión Phase III, que introduce dos tanques de gases para la presurización con 80 litros de capacidad en vez del diseño anterior con seis tanques.

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Etapa superior Briz-M (Khrunichev).

Actualmente existen en Baikonur dos zonas de lanzamiento del Protón con dos rampas (PU, Puskavaia Ustanovka) cada una: el Área 81 (rampas 23 y 24) y el Área 200 (rampas 39 y 40). La rampa 40 no se encuentra activa desde 1991. En este lanzamiento se usó la rampa 24. Cada rampa consta de depósitos de propergoles subterráneos, un búnker de lanzamiento (250/251 en el caso de la rampa 24, a 1,3 km de distancia) y una torre de servicio móvil.

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Instalaciones del Protón en Baikonur (Khrunichev).

El cohete Protón-M se integra en el edificio MIK 92A-50 de Baikonur. Este edificio está dividido en cinco salas principales. En la Sala 111 se montan las tres primeras etapas del lanzador a partir de sus componentes llegados por ferrocarril. En la Sala 103 se procesan los satélites y se les carga de combustible, para luego ser acoplados con la etapa superior (en el caso de los GLONASS, el Blok DM-2) en la Sala 101.

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Plano del edificio 92A-50 de Baikonur (Khrunichev).

Fases del lanzamiento de un Protón:

  • T-13 horas 30 minutos: activación de la etapa de ascenso (Briz-M o Blok DM-2/DM-03).
  • T-7 horas: carga de combustible.
  • T-5 horas: empiezan las actividades del lanzamiento.
  • T-3,1 segundos: comienzo de la secuencia de ignición.
  • T-1,75 s: ignición de los seis motores RD-276 de la primera etapa a 40% del empuje.
  • T-0,15 s: los motores a 107% de empuje.
  • T-0 s: lanzamiento.
  • T+0,5 s: confirmación del lanzamiento.
  • T+10 s: maniobra de giro para que el cohete cambie su azimut y alcance la órbita con la inclinación prevista.
  • T+65,5 s: máxima presión dinámica (Max Q). Velocidad: 465 m/s. Altura: 11 km.
  • T+119 s: ignición de la segunda etapa.
  • T+123,4 s: separación de la primera etapa. Velocidad: 1724 m/s. Altura: 40 km.
  • T+332,1 s: ignición de los cohetes vernier de la tercera etapa.
  • T+334,5 s: apagado de la segunda etapa.
  • T+335,2 s: separación de la segunda etapa mediante seis pequeños retrocohetes de combustible sólido. Velocidad: 4453 m/s. Altura: 120 km.
  • T+337,6 s: ignición del motor principal de la tercera etapa.
  • T+348,2 s: separación de la cofia protectora. Velocidad: 4497 m/s. Altura: 123 km.
  • T+576,4 s: apagado del motor principal de la tercera etapa.
  • T+588,3 s: apagado de los motores vernier de la tercera etapa.
  • T+588,4 s: separación de la carga con la etapa superior. Velocidad: 7182 m/s. Altura: 151 km.
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Encendidos de la Briz-M para situar la carga en la órbita geoestacionaria (Khrunichev).
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Proyección de la órbita para esta misión (Khrunichev).

Envío de los satélites a Baikonur:

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Integración con la etapa superior Briz-M:

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Traslado a la estación de carga de combustible de la Briz-M:

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Traslado a la rampa:

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Lanzamiento:

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Luch 5 - KazSat 3

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Vídeo del Luch-5V:

Vídeo del traslado de los satélites desde Krasnoyarsk a Baikonur:

Vídeo de la integración del KazSat-3 con la Briz-M:

Vídeo del traslado a la rampa:

Vídeo del lanzamiento:


28 Comentarios

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rseferino

En este año o el próximo llegar a su lanzamiento 400 este caballo de batalla. Solo un detalle, la imagen de las maniobras orbitales corresponde al lanzamiento con solo un satélite. El Luch quedaría a latitud de 5°, mientras el KazSat con la etapa hasta quedar en 0°

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Una pregunta, ¿la etapa Briz-M luego de dejar sus satélites en GEO queda por “allí cerca” o se hace alguna otra maniobra adicional para bajar o elevar su órbita?

EtxazpiEtxazpi

Si no me equivoco si la hace para quemarse en la atmósfera. Para que no quede como basura espacial mas que todo.

ItzalpeanItzalpean

No Etxazpi, no reentran al poco de ser lanzados. Al menos hasta hace poco. El truco de esto viene en que el perigeo de la órbita es muy bajo, y sufre de mucho desgaste por rozamiento con la atmosfera, reentrando años después de ser lanzados.

Yuriy IstochnikovYuriy Istochnikov

Una etapa Griz M no podría ni en sueños regresar a la tierra. ¡¡¡Imagínense la cantidad de combustible que tendrían que quemar!!! Lo que hacen es dejarla en el “cementerio de satélites” unos cuantos de kilómetros más arriba de la GEO, donde pueden hacer un segundo “anillo G” a la tierra con toda comodidad 😛

PSD: Lo de “Griz” en lugar de “Briz”, lo he hecho para llamarles la atención 😛

ItzalpeanItzalpean

Hola rseferno, el Briz-M deja a ambos satélites en GTO y luego que cada uno se busque la vida para llegar a GEO.. Así que, una pieza llamada Briz-M DEB (DEBris) queda en una órbita GTO cuyo apogeo no llega por poco a altitud GEO y luego queda otra segunda pieza llamada Briz M DEB (TANK), que es el tanque exterior de propergoles que se desprende cuando está vacío para aligerar peso. Esta queda cerca de GTO también, pero su apogeo no llega a GEO ni por asomo.
Es una maravilla observar en el cielo la segunda pieza, porque se ve como se acerca hacia el perigeo y gana brillo y velocidad, y luego ocurre lo contrario al alejarse. Pueden llegar a ser visibles a simple vista en cielos oscuros… si sabes donde y cuando mirar!

rseferino

¿O sea que al llegar al apogeo en GEO el Briz-M suelta los satélites y los motores de los propios satélites hacen el trabajo de circularizar la orbita mientras el Briz-M continua en órbita con su perigeo en LEO y su apogeo en LEO ?

ItzalpeanItzalpean

Si a todo excepto al apogeo del Briz-M, que está en altitud casi GEO en vez de LEO.

ItzalpeanItzalpean

Cierto. Arianespace, SeaLaunch, ILS ULA y compañia utilizan GTO. SpaceX utiliza SSO o GSSO (super sync orbit), que viene siendo una orbita con el mismo periodo que GEO (1,0027000 rev/día) pero con una excentricidad muy grande, con el perigeo en LEO y el apogeo en más alla de GEO. Me imagino que lo hacen porque aunque no sea lo ideal, no habrán desarrollado las tecnologías suficientes como para poder mantener los combustibles en temperaturas aceptables durante los largos periodos de tiempo que se necesitan para utilizar las órbitas de transferencia de Hohmann. Así, la segunda etapa del Falcon solo debe hacer 2 maniobras en un periodo corto de tiempo en vez de (normalmente) 3 durante unas 5-6 horas. Es por ello por lo que las etapas elevadoras utilizan normalmente propergoles, en vez de combustibles líquidos que deben ser almacenados a bajisimas temperaturas. Por ejemplo, los Briz, Fregat, etc. O como contraejemplo, la clásica etapa elevadora Centaur.

PelauPelau

Si el perigeo está en LEO entonces la fricción de la exósfera entra en juego, el Briz-M tarde o temprano caerá, ¿no?

ItzalpeanItzalpean

Si, tardan unos años. A cuenta del rozamiento en el perigeo se reduce el apogeo y el perigeo vuelve a su anterior estado, haciendo un efecto ola que se acaba cuando el apogeo es casi igual que el perigeo. A partir de ahí solo le quedan unas semanas de vida al objeto.

PelauPelau

Lo suponía, pero me has sacado de dudas. Muchas gracias.

Rodolfo JaraRodolfo Jara

Me llaman la atención las antenas tipo tubo que utiliza el Luch-5V.
Aquí en la FIDAE-2014, en un stand tenían algunos modelos de naves rusas y usaban el mismo tipo de antena, pero en los modelos occidentales no las he visto.

En cuando al KazSat-3, construido por ISS Reshetniov y la carga útil por Thales Alenia. Supongo que eso significa que los rusos hacen los motores y los controles, computadores los europeos.
Estamos llegando a una especialización internacional de la manufactura de satélites?
Antes, ofrecían construir y lanzar un solo oferente, después la construcción la hacia un oferente (por ejemplo, en inglaterra los FASAT) y el lanzamiento donde saliera mas barato ( los FASAT fueron lanzados por cohetes Rusos).
Y ahora, hasta la construcción se esta dividiendo entre fabricantes especializados. Al parecer por lo que leo entre lineas (Alenia, también esta ayudando al futuro satélite argentino Arsat)

EtxazpiEtxazpi

Supongo que la carcasa, los paneles solares y el sistema de orientación los hace ISS Reshetniov y toda la parte necesaria para la comunicación, transpondedores y demás la hace Thales Alena.

No es la primera vez que ocurre con satélites basados en plataformas rusas, es mas, creo que ya es una costumbre. Ignoro si se da el mismo caso en satélites de plataformas americanas.

ItzalpeanItzalpean

Creo que lo de las antenas “de tubos” puede ser para emitir en polarización circular, en vez de vertical u horizontal como suele ser habitual. Pero puede que me equivoque, no soy para nada un entendido de el tema.

PelauPelau

¿Están hablando de lo mismo (antena helicoidal = polarización circular) o es sólo una impresión mía? :)

PelauPelau

Sí, y el link de Wikipedia no deja la menor duda. Pero por eso mismo surgió mi “pregunta”, que no pasa de ser una broma. Desde un principio tuve claro que Itzalpean y tú se referían a lo mismo, sólo que uno hablaba de polarización circular y el otro de antenas helicoidales. Me recordó ese viejo chiste de sordos:

-Hola, ¿vas a pescar?
-No. Voy a pescar.
-Ah, pensé que ibas a pescar.

Mi “pregunta” fue sólo una broma a expensas de este sistema de “chat”. No es que me queje, pero a veces la manera como quedan intercalados los comentarios es bastante “peculiar” :)

Saludos.

fernndo generaqlefernndo generaqle

genial ,ahora Rusia podrá tener un monitoreo constante de sus futuras sondas espaciales,
también seria bueno ver el lanzamiento de un proton con cámaras onboart como con el
lanzamiento del sentinel 1a.sobre todo con el futuro lanzamiento de las sondas exxomart.

VIMARAVIMARA

A mi eso de que los cohetes se tengan que hacer en función de lo grande que es el tunel por donde pasa el tren que trasporta los cachos ME PARECE UNA CUTREZ.

Creo que en eeuu hacían lo mismo.

¿con la de millones que cuesta lanzar cada cohete no saldría a cuenta gastar un poco de dinero en hacer unos túneles en condiciones?

Eso permitiría mejores diseños y no tener que estar poniendo imposiciones absurdas en el diseño.

rseferino

Ese fue el sistema adoptado allá en la década de 1960. Recuerden que esos cohetes viajan mucha distancia desde los sitios de construcción, y seria costoso modificar los túneles durante todo el trayecto. Ademas esas vías férreas no son exclusivas para el transporte de este tipo de material, y la interrupción para ampliar el diámetro de un túnel debe ser una pesadilla.

TxemaryTxemary

Me encanta que salga bien un lanzamiento de protón, a ver si la estadística de fallos vuelve ya a lo que nunca debió dejar de ser… es mi cohete preferido, incluso más que el Semiorka.

makilakixki

Me ha llamado la atención esa nube roja que se aprecia en la tercera imagen del lanzamiento. ¿Es una fuga de tetróxido de nitrógeno (por el color)? ¿Es normal?

AstroBoyAstroBoy

Aunque la exploracion espacial no este en muy buena forma me alegra ver que con bastante frequencia se envian satelites al espacio y se da uso a las instalaciones y tecnologias que estan disponibles. Por cierto tiene que ser una experiencia increible ver un cacharro de estos despegar te envidio daniel :3

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