Lanzamiento de seis satélites Orbcomm OG2 (Falcon 9)

El 14 de julio de 2014 la empresa SpaceX lanzó seis satélites de comunicaciones Orbcomm OG2 mediante un cohete Falcon 9 v1.1 (Falcon 9R). El lanzamiento tuvo lugar desde la rampa SLC-40 de la Base Aérea de Cabo Cañaveral después de cuatro intentos fallidos (inicialmente la misión estaba prevista para el 10 de mayo). Se trata del quinto lanzamiento de un Falcon 9 v1.1, el segundo de un Falcon 9R (un Falcon 9 v1.1 con tren de aterrizaje) y el décimo de un Falcon 9. La primera etapa del cohete frenó su caída y descendió correctamente sobre el océano Atlántico. Pero, y aunque llegó a desplegar el tren de aterrizaje, resultó destruida tras el impacto con el agua.

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Lanzamiento de seis satélites Orbcomm OG2 (SpaceX).

Orbcomm OG2

Los Orbcomm OG2 u Orbcomm de segunda generación son satélites de comunicaciones de órbita baja construidos por la empresa norteamericana Sierra Nevada usando el bus SN-100A. Cada satélite tiene una masa de 172 kg y la forman parte de una constelación que tendrá inicialmente unas 17 unidades. En este lanzamiento se pusieron en órbita las unidades nº 3, 4, 6, 7, 9 y 11. Están situados en una órbita de 750 kilómetros de altura y 52º de inclinación y su vida útil se estima en cinco años. Los satélites están dotados de un panel solar de arseniuro de galio capaz de producir 400 vatios de potencia. Cada unidad podrá formar parte del sistema AIS (Automatic Identication System) usado por la guardia costera estadounidense y otros usuarios internacionales. El primer Orbcomm OG2 se destruyó en la atmósfera al no alcanzar su órbita planeada en 2012 por culpa de la explosión de un motor Merlin del Falcon 9. Orbcomm espera poder lanzar once satélites OG2 antes de que termine este año. El dispensador de satélites Orbcomm usado para este lanzamiento se denomina ESPA y es capaz de situar hasta ocho unidades en órbita. Para esta misión dos de las plazas estaban ocupadas por sendos lastres.

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Satélite Orbcomm OG2 (Orbcomm).
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Satélite Orbcomm OG2 (SpaceX).
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Preparando uno de los satélites para el lanzamiento (Orbcomm).
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Emblema de la misión (SpaceX).

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. Por su parte, 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 68,4 metros (63,3 metros de altura en caso de llevar 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.

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Cohete Falcon 9R (v1.1) (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.

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Diferencias entre el Falcon 9 v1.0 y v1.1 (SpaceX).

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.

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Nueve motores Merlin 1D en configuración octaweb (SpaceX).

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.

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Motores Merlin 1D (SpaceX).
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Prestaciones del Falcon 9 y Falcon Heavy (SpaceX).
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Cofia del Falcon 9 v1.1 (SpaceX).
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Plano de la rampa SLC-40 (SpaceX).
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Plano del edificio de montaje (SpaceX).

Fases del lanzamiento:

  • T-13 horas 30 min: encendido del vehículo.
  • T-3 h 50 min: comienza la carga de oxígeno líquido en el cohete.
  • T-3 h 40 min: comienza la carga de queroseno (RP-1).
  • T-3 h 15 min: finaliza la carga de queroseno y oxígeno.
  • T-6 min: comienza la secuencia de lanzamiento automática.
  • T-2 min: el director de lanzamiento da la autorización para proseguir con la cuenta.
  • T-1 min: el ordenador realiza las comprobaciones finales. Se activa el sistema Niagara de vertido de agua sobre la rampa (113500 litros).
  • T-40 s: se presurizan los tanques de propelentes.
  • T-3 s: ignición de los 9 motores Merlin.
  • T-0 s: despegue.
  • T+1 min: el cohete pasa por la zona de máxima presión dinámica (Max Q).
  • T+2 min 58 s: apagado de la primera etapa (MECO).
  • T+3 min: separación de la primera etapa y encendido de la segunda etapa.
  • T+4 min: separación de la cofia.
  • T+8 min: primer apagado de la segunda etapa (SECO-1).
  • T+27 min: segundo encendido de la segunda etapa.
  • T+28 min: segundo apagado de la segunda etapa (SECO-2)
  • T+32 min 53 s: separación de la carga útil.
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Primeras órbitas de la misión (Jon Mikel).
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Instalando un Orbcomm OG2 en el ESPA (Orbcomm).
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Los seis satélites y, en el centro, abajo, uno de los lastres (Orbcomm).
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Cofia de la misión (SpaceX).
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Transporte de la primera etapa (SpaceX).
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Motores de la primera etapa (SpaceX).
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El cohete en el hangar de Cabo Cañaveral (SpaceX).
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El cohete en la rampa (SpaceX).
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Lanzamiento (SpaceX).
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Otra vista del lanzamiento (SpaceX).
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Otra vista del lanzamiento (SpaceX).
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Otra vista del lanzamiento (SpaceX).

Vídeo del lanzamiento:

Referencias:


18 Comentarios

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TxemaryTxemary

Hola Dani, no encuentro nada en SpaceX sobre si el amerizaje era el esperado o no. No estoy seguro pero si no en este, pretendían recuperar la primera etapa del mar en el siguiente vuelo ¿no?

Saludos

Hilario GómezHilario Gómez

“La primera etapa del cohete frenó su caída y descendió correctamente sobre el océano Atlántico. Pero, y aunque llegó a desplegar el tren de aterrizaje, resultó destruida tras el impacto con el agua.”

Supongo que el objetivo del lanzamiento del Falcon 9R era (además de poner en órbita la carga contratada) experimentar con el retorno a Tierra y el despliegue del tren de aterrizaje, pero no realizar un aterrizaje exitoso en tierra. Si amerizó (destruyéndose en el mar) fue por motivos de seguridad, pues no tiene sentido desplegar un tren de aterrizaje (concebido para aterrizar en tierra) para acabar en el agua.

Es de esperar que las autoridades de EEUU, visto que tanto la fase de retorno controlado como el despliegue del tren de aterrizaje se han desarrollado sin problemas, autorizarán una maniobra de aterrizaje completa (descenso, despliegue de las patas y aterrizaje en una plataforma terrestre) en una próxima misión del Falcon 9R.

Si todo sale como se espera, SpaceX habrá dado un paso de gigante y, de paso, habrá dejado en evidencia a la NASA.

TxemaryTxemary

Sí sí, eso lo he entendido, pero es lo mismo que ocurrió en el anterior lanzamiento y de las palabras de Musk entonces, creí entender que querían recuperar la primera fase para estudiarla, así que pensaba que ahora querrían ir más allá esta vez, de todos modos es un logro tremendo, lo importante es que sean capaces de aterrizar en el trozo de mar que se hayan propuesto, a ver si les dejan hacer la prueba ya en tierra, supongo que tendrán que despanzurrar unos cuantos cohetes pero cuando lo consigan ¡será tremendo!

Hilario GómezHilario Gómez

Puede que me equivoque (estoy hablando de memoria) pero creo que en la anterior misión no desplegaron las patas del tren de aterrizaje. Parece que van pasito a pasito.
Por lo que sé, en 2015 se intentará el aterrizaje en tierra.

Hilario GómezHilario Gómez

Ah, gracias… ¿veis lo que pasa por hablar de memoria?
Pues nada: otro ensayo más hasta las pruebas en tierra de 2015.

josejose

Hay que ver a que se le considera destruido… si el amerizaje no fue suave y rebento al impactactar con el mar o que simplemente se poso correctamente en el mar y se hundio destruyendose posteriormente.

Aun asi…. los avances que estan demostrando estos chicos demuestran que no son una empresa de powerpoint, y aunque esten subencionadas x la nasa…. estan consiguiendo codas que la nasa nunca habia conseguido. ganas tengo de ver el falcon heavy volar, y ya no hablemos de los falcon x y xx :-)

Daniel Marín

Difícil saber a qué consideran destruido porque no sueltan prenda. Ni una sola imagen, hoygan 😉 Ha sido Elon el que habló de destrucción cuando dijo en un twit -ese gran medio de comunicación de SpaceX- que la etapa había hecho “ka-boom”.

JorgeJorge

A mí me choca que necesiten 9 motores para obtener 6700kN de empuje en el vacío. Me parece que son motores “un poco flojos de potencia”, apenas 740kN por motor.
Como comparación, el motor RD-191 tiene unos 2100kN de empuje, y el NK-33 unos 1700 kN.

Pero además se trata de un motor de ciclo abierto, inherentemente menos eficiente (en términos de impulso específico, que es lo que importa) que los de ciclo cerrado.

Está bien eso de poder soportar varios encendidos y poder probarlos en la rampa, pero si la contrapartido es que necesitas 9 motores para obtener menos potencia que un sólo RD-171, y encima con menos eficiencia,… pues no sé. Aún les queda camino por recorrer.

TxemaryTxemary

Si consiguen recuperar los motores, que es la idea principal, al ser en contrapartida a lo que dices, más baratos, el coste beneficio debe de compensar el uso de tantos motores, con creces.

Esa es la idea, que Musk ha expresado en varias ocasiones, ahora bien, no entro en si lo van a conseguir o no, o si es más o menos probable, que no tengo ni los datos ni probablemente el conocimiento para hacer los cálculos.

JorgeJorge

Llevas razón, supongo que la prioridad a la hora de diseñar esos motores fue hacerlos reutilizables frente a hacerlos más potentes y más eficientes.

Aún así, entiendo que para reutilizarlos tendrán que pasar un riguroso proceso de inspección que seguramente implique desmontar, analizar y sustituir piezas desgastadas, volverlos a montar,… y pruebas de calidad para asegurar la misma fiabilidad que en un motor nuevo.
Supongo que en SpaceX habrán hecho cuentas y les sale más barato el proceso de reutilización que la fabricación de componentes nuevos. Obviamente no son tontos :)

AnónimoAnónimo

Es probable que fabricar 9 motores menos potentes y exigentes que uno grandote sea, a la larga, más económico. Además, se ahorran diseñar uno nuevo para la segunda etapa. El concepto de diseño de cohetes, desde un punto de vista lucrativo, no tiene porque coincidir con el que se ha seguido hasta ahora.

JorgeJorge

Sí que puede ser más económico, también en términos de I+D. No tiene que ser precisamente sencillo desarrollar un motor de ciclo cerrado potente, eficiente… y encima reutilizable.
Conjeturando, es posible que esta gente haya priorizado la reutilización y la reducción de costes sobre todo lo demás. Pero para saberlo de veras habría que comparar el coste por lanzamiento respecto a otro vector equivalente.

PelauPelau

También está el asunto no menor de la redundancia. Si uno de los 9 motores falla, los restantes 8 pueden completar la misión exitosamente.

Oscar Garcia (@oalfonsogarcia)Oscar Garcia (@oalfonsogarcia)

Piensa que también el motor de la segunda etapa es casi el mismo que el de la primera. Menos costes.

Esta empresa empezó de cero, no se van a poner a desarrollar un motor complejo a la primera. Además no hay experiencia de motores de ciclo cerrado Kerolox en EEUU.

miguelxmiguelx

Pues parece que su próximo motor va a ser de ciclo cerrado … aunque no quemará queroseno sino metano líquido.

A la velocidad que esta gente hace sus desarrollos me da que no vamos a tardar en tener noticias (he leído que hace ya varios meses que empezaron las pruebas de ciertos subsistemas, si no recuerdo mal de los pre-quemadores y las bombas).

Eso sí, ciclo abierto o cerrado, poco o mucho empuje, más o menos Isp, lo que siempre han dejado claro es que su prioridad número 1 es que sea económico, y la 2 que sea fiable.

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