El misterioso satélite interceptor ruso Kosmos 2499

Este artículo ha sido elaborado conjuntamente con Itzalpean.

El pasado 23 de mayo de 2014 las Fuerzas de Defensa Aeroespacial de Rusia lanzaron un cohete Rokot-KM desde el cosmódromo de Plesetsk. La carga, tres satélites de comunicaciones militares Rodnik-S, bautizados una vez en órbita como Kosmos 2496, Kosmos 2497 y Kosmos 2498.Hasta aquí nada extraño. Una misión rutinaria más del ministerio de defensa ruso. Sin embargo, poco después saltaba la sorpresa. Rusia había puesto en órbita ‘algo’ más… y no lo había anunciado. ¿Qué era este misterioso objeto?

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Lanzamiento de los tres Rodnik-S el pasado mayo desde Plesetsk (Khrúnichev).

En el lanzamiento, además de los tres satélites Rodnik-S, alcanzó la órbita la etapa superior Briz-KM y un quinto objeto. Los militares estadounidenses del USPACECOM catalogaron inmediatamente el cuarto satélite. En un principio se pensó que se trataba de un simple trozo de basura espacial desprendido de la Briz-KM, pero poco después el USPACECOM le asignó la denominación de ‘Objeto E’, dando a entender que se trataba de una carga útil y no un trozo más de chatarra espacial.

La USPACECOM seguramente llegó a la conclusión de que era una carga útil tras calcular su relación masa/volumen usando las perturbaciones orbitales provocadas por diversos factores como el viento solar. En este punto se creó una gran confusión sobre los nombres ‘Kosmos’ que asigna Rusia a sus satélites militares. Si el cuarto satélite era una carga útil militar secreta, ¿por qué había decidido el ministerio de defensa ruso no asignarle un número Kosmos si iba a ser detectado de todas formas? Una posible explicación es que se tratase de un satélite todavía más secreto de lo normal. Es decir, podíamos estar ante un nuevo programa militar ruso totalmente desconocido.

Pero cuando este misterioso objeto realmente comenzó a llamar la atención de los analistas fue cuando empezó a bajar su órbita. Más concretamente comenzó a bajar el perigeo en maniobras separadas dejando prácticamente intacto el apogeo. Para reducir solamente el perigeo es necesario hacer una maniobra en contra del sentido de propagación de la órbita en el apogeo, es decir, debía maniobrar negativamente exactamente en el apogeo para que el apogeo no se viese afectado y se fuera lejos del apogeo de la Briz-KM, como muestra la siguiente gráfica:

Perigeo y apogeo de Kosmos 2499 y la etapa Briz-KM (Itzalpean).

O sea, el misterioso objeto no era un simple trozo de basura espacial ni un satélite pasivo, sino un satélite dotado de un sistema de propulsión. En vista de las numerosas maniobras propulsivas llevadas a cabo por el objeto, a finales de octubre los militares norteamericanos decidieron cambiarle el nombre al ‘Objeto E’ y pasó a ser clasificado como Kosmos 2499, dejando así clara su naturaleza militar.

No es la primera vez que este tipo de satélite, sea lo que sea, alcanza el espacio. En diciembre de 2013 otro lanzamiento similar de tres satélites Rodnik situó en órbita un cuarto objeto misterioso. Cinco meses después Rusia hizo públicas las designaciones Kosmos de los vehículos y para sorpresa de todos reveló que había situado en órbita cuatro satélites (Kosmos 2488 a 2491). El Kosmos 2491, que hasta el momento se pensaba era pedazo de chatarra espacial, resultó ser un satélite independiente. Y, por si fuera poco, posteriormente se supo que también había efectuado maniobras orbitales. Hoy sabemos que el Kosmos 2491 y el 2499 son primos hermanos.

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Etapa superior Briz-KM (Eurockot).

Maniobras del Kosmos 2499

Hasta ahora el Kosmos 2499 ha realizado seis maniobras importantes, las cinco primeras de bajada de órbita y la última de subida (hay una maniobra inicial de apenas un par de m/s que vamos a ignorar). La primera maniobra ocurrió a partir de la órbita número 814, a las 01:50:40 UTC del 28 de julio, y se prolongó en los siguientes cinco apogeos. Con una órbita inicial de 1456 x 1491 kilómetros pasó a una órbita de 1338 x 1560 kilómetros, haciendo una maniobra de casi exactamente -20 m/s, aunque el cambio de velocidad no necesariamente llevó a cabo en una sola maniobra propulsiva.

La segunda maniobra ocurrió en la órbita 853, a partir de las 02:40:29 UTC del 31 de julio en los siguientes tres apogeos. La órbita inicial era de 1369 x 1489 kilómetros y la final fue de 1244 x 1488 kilómetros, efectuando una maniobra de casi exactamente -30 m/s, aunque de nuevo no tuvo que ser necesariamente una sola ignición. La tercera maniobra ocurrió en la órbita 951, a partir de las 21:02:16 UTC del 7 de agosto en los siguientes once apogeos. La orbita inicial era de 1244 x 1489 kilómetros y pasó a una altitud de 1118 x 1487 kilómetros, haciendo una maniobra de unos -29 m/s.

Se tiene constancia de que esta maniobra no ocurrió de una sola tacada, sino que fue realizándose en los siguientes apogeos. La cuarta maniobra ocurrió en la órbita 998, a partir de las 12:39:39 UTC del 11 de agosto, en los siguientes trece apogeos. La orbita inicial era de 1118 x 1487 kilómetros y pasó a una altitud de 994 x 1485 kilómetros, haciendo una maniobra de unos -29 m/s. De nuevo se sabe que esta maniobra fue realizándose en los siguientes apogeos. La quinta maniobra ocurrió en la órbita 1112, a partir de las 06:34:02 UTC del 20 de agosto, en los siguientes tres apogeos. La órbita inicial era de 995 x 1485 kilómetros y pasó a una altitud de 922 x 1462 kilómetros, haciendo una maniobra de unos -17,8 m/s. Una vez más sabemos que esta maniobra se dividió en los apogeos sucesivos.

Después de la quinta maniobra el Kosmos 2499 no modificó su órbita en los siguientes dos meses, por lo que parecía que ya había completado su misión. Pero en realidad lo que buscaba era alinearse con el plano de la etapa Briz-KM. El desalineamiento entre los planos orbitales de ambos satélites tuvo lugar porque la etapa Briz-KM maniobró de golpe a una órbita más baja tras completar su misión mientras que el Kosmos 2499 fue haciéndolo de forma gradual. Esto condujo a que la precesión nodal fuera diferente en ambos objetos y que por lo tanto el plano se desviara de forma diferente en cada uno.

La sexta maniobra ocurrió en la órbita 2010 a partir de las 14:24:28 UTC del 27 de octubre y se prolongó en los siguientes 17 perigeos. La órbita inicial era de 925 x 1482 kilómetros y la final era de 1051 x 1490 kilómetros, por lo que la Delta-V total corresponde a una maniobra de unos 33,2 m/s. Sumando todas las maniobras nos da un cambio de velocidad de 161 m/s, y eso se traduce en una cantidad considerable de combustible. El problema es que el cohete Rokot con una Briz-KM puede llevar hasta 1.100 Kg aproximadamente a una órbita de 400 kilómetros y 97 grados de inclinación. A eso hay que restarle la masa de los tres satélites Rodnik-S, que es de unos 675 kg según las estimaciones, además de los 425 kg de combustible de la Briz-KM para llevar esos 675 kg a la órbita operacional de 1470 x 1501 km, mas el combustible extra para la Briz-KM para reducir su perigeo en más de 200 km.

Por lo tanto, apenas queda margen para la masa de nuestro misterioso Kosmos 2499 con suficiente combustible para hacer al menos 161 m/s de Delta-V en las maniobras. Simplemente parece imposible que Kosmos 2499 pueda existir. Es por ello por lo que se ha sugerido que este satélite pueda usar propulsión iónica o algún tipo de propulsión exótica diferente a los propergoles hipergólicos habituales (hidrazina asimétrica y tetróxido de dinitrogeno), de bajo ISP. Rusia lleva décadas desarrollando motores de plasma y recientemente ha demostrado su interés en reavivar la fabricación de estos sistemas de propulsión para su uso en remolcadores nucleares interorbitales.

Motor de plasma ruso. ¿Lleva el Kosmos 2499 un sistema de propulsión eléctrico con estos motores? (mipt.ru).
Motor de plasma ruso. ¿Lleva el Kosmos 2499 un sistema de propulsión eléctrico con estos motores? (mipt.ru).

La misteriosa misión del Kosmos 2499 tiene un precedente reciente. En 2013 China puso en órbita tres satélites, el Shijian 15, el Shiyan 7 y el Chuang Xin 3. El USPACECOM identificó los tres satélites como Payload A, Payload B y Payload C, pero sólo ha podido determinar que la Payload A era el Shiyan 7. La Payload C, probablemente el Shijian 15, se ha dedicado a acercarse y alejarse del Shijian 7. El propósito de este satélite no está muy claro (obviamente sirve para acercarse y alejarse de forma precisa a otros satélites) pero no se sabe si puede ser de uso científico (estudios para acoplamientos) o usos militares (interceptación de satélites) u otros.

Acercamientos de “PAYLOAD C” al Shijian 7 (Robert Christy/zarya.info).

Esta misión parece haber finalizado ya que ahora ambos objetos se encuentran a miles de kilómetros el uno del otro, pero la mecánica orbital podría solucionar este problema con una pequeña maniobra, así que no se puede estar seguro de ello. Sin embargo, volviendo a Kosmos 2499, parece que se está preparando para acercarse a la Briz-KM, ya que está corrigiendo ese error de plano que ha ido acumulando en los días que ha estado en una altitud media menor que la Briz-KM, como se puede apreciar en la gráfica de altitud de arriba.

El plano de Kosmos 2499 se mueve unos 0,6909 grados por día mientras que la de la Briz- KM se mueve unos 0,6747 grados/día. Esto significa que para el 8 de noviembre ambos planos estarán alineados, pero no la inclinación:

grafica inclinación briz-kosmos2499
Diferencia de inclinación de Kosmos 2499 y Briz-KM. Los picos de la gráfica son el resultado de una mala computación de la órbita por parte de la USPACECOM (Itzalpean).

¿Eso significa que alguno de los dos objetos tendrá que maniobrar? No necesariamente. Cuando tenemos dos orbitas “exactamente” iguales excepto por la inclinación ambas trayectorias se cruzarían dos veces por órbita. Sin embargo en la gráfica vemos también que ambas inclinaciones tienden a cruzarse de momento, habiendo una diferencia de tan sólo 0,0085 grados en estos momentos. Simplemente con la diferencia de altitud las perturbaciones son diferentes y la inclinación cambia de forma diferentes en ambos objetos. Por lo tanto, y viendo la gráfica de altitud, podemos ver fácilmente que deberá de elevar su órbita de nuevo dentro de poco, si su propósito es realmente acercarse a la etapa que lo dejó en órbita, cosa muy probable, viendo las gráficas de otros valores orbitales:

Diferencia del lugar de la órbita donde se encuentra el perigeo. Vemos que comienza a alinearse y más tarde se mantiene (Itzalpean).
Diferencia de plano. Un alineamiento ocurrirá el 9 de noviembre, por lo que debe maniobrar antes de esta fecha para colocarse en la misma órbita o tendrá que gastar mucho más combustible (Itzalpean).

Epílogo

Los satélites que interceptan o inspeccionan otros satélites no son nada nuevo. En los años 80 los EEUU desarrollaron el proyecto secreto Prowler para inspeccionar satélites en órbita geoestacionaria. El pasado julio los militares estadounidenses situaron en órbita los primeros dos satélites GSSAP para espiar otros vehículos en órbita geoestacionaria. No sabemos si el Kosmos 2499 es un prototipo de satélite destinado a inspeccionar otros vehículos o a interceptarlos y destruirlos, aunque es más probable lo primero. Se cree que Rusia todavía mantiene con cierto nivel de financiación un programa antisatélite denominado Naryad heredado de la época soviética, pero sus características parecen ser muy diferentes a las que poseen los satélites Kosmos 2499/2491. Por supuesto, también podría tratarse un programa creado para desarrollar nuevas tecnologías propulsivas sin relación alguna con los satélites interceptores. Sea como sea, lo que sí sabemos es que Rusia tiene en marcha un nuevo programa de satélites militares.

26 Comentarios

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Rengel

Al leer lo de los posibles medios de propulsión recordé los satélites SES-12 y Eutelsat-172B que menciono un miembro del CNES hace unas semanas por mi pais, que son “full” propulsión electrica.

Ivan SumelzoIvan Sumelzo

Buenas Daniel (e Itzalpean).
Le he estado dando vueltas a la frase “Simplemente parece imposible que Kosmos 2499 pueda existir” porque me ha llamado mucho la atención. Desde la humildad intentaré dar una posible respuesta, a ver si puede ser esto:
Viendo la gráfica de inclinaciones son todas del orden de 82.5 grados. En el razonamiento que exponéis decís que la última etapa Briz-KM puede llevar 1100 kilos a una órbita de 400 km y 97 grados de inclinación. Aproximemos los 82.5 grados a 83. Entiendo que en una Tierra que no girara costaría exactamente lo mismo inyectar algo a 83 o a 97 grados. Pero teniendo en cuenta la rotación de la tierra, inyectar a 97 es más caro que inyectar a 83 e imagino que los 1100kg se verían aumentados en una cantidad suficiente como para cargar el misterioso Kosmos 2499 y su combustible.
A ver qué os parece. Y gracias por Eureka, es una gozada leer estos temas tan interesantes escritos con tanta calidad y en español.

ItzalpeanItzalpean

Hola Ivan;

Si, eso es cierto, pero he estado haciendo cuentas y no se si llegaría. El impulso que se gana de una orbita de 82 a 97º no es muy grande que digamos… :(
Estoy intentando simular la misión al completo para ver si soy capaz de determinar una masa aproximada de Kosmos 2499. Sin embargo si lo logro me tomará mucho tiempo.

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

Muy buena entrada, os animo a seguirle la pista al Kosmos 2499. 1100-675-425=0, así que algo debe estar mal.

ItzalpeanItzalpean

Hace referencia a que la Briz-KM puede llevar hasta 1100 Kg a una órbita polar de 400 km. de esos 1100 Kg debemos restarle la carga util oficial (los tres Rodnik), que pesan 675 Kg según las estimaciones. Por lo tanto solo nos quedan 425 Kg. Pero claro, la Briz-KM necesita mas peso en combustible para llevar las cargas a una orbita de 1500 x 1480 Km aprox, mas luego la masa de nuestro Kosmos 2499 mas el combustible del Kosmos 2499, al menos para hacer 200 m/s, mas el combustible extra de la Briz-KM para bajar en unos 200 Km el perigeo. Es por eso por lo que parece que con 470 Kg no se va a ninguna parte…
Ante eso se me ocurre: ¿Es el Kosmos 2499 ultraligero? Si es así puede que use motores iónicos. ¿Es la masa de los rodnik en realidad menor a la estimación? También podría ser. Simplemente no lo sabemos…

Gracias por el comentario, ahora le digo a Dani que lo ponga mas claro.

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

Yo lo había entendido. El balance de masas, entre lo publicado y lo no publicado, permite especular sobre la naturaleza del kosmos 2499. Por eso os animaba a hacer esas simulaciones y a averiguar algo que seguro que publicaréis en otra entrada.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

En el texto se insinúa que el satélite ruso podría maniobrar con propulsión eléctrica. ¿Debemos suponer que los satélites chinos y estadounidenses ‘interceptores’ también usan este tipo de propulsión?

TxemaryTxemary

Si lo hacen, no lo podemos inferir por la cantidad de carga del lanzador, es decir, fueron lanzados por vectores que soportaban llevar el vehículo y el combustible convencional necesario, en el caso del Kosmos2499, a diferencia de los demás es difícil que así sea. Pero vamos, que eso tampoco descarta que dispongan de dispositivos así…
En el caso de los americanos, los GSSAP, si que parece que llevan propuplsión convencional, si lees el enlace que da Daniel en el post. Pero… de nuevo, por poder, podrían tener otro tipo de propulsión.

Ya volvíYa volví

“Rusia había puesto en órbita ‘algo’ más… y no lo había anunciado.”. Como el resto de los países que ponen satélites en órbita. Hay satélites cuya propiedad EEUU niega. Los descubrieron los franceses. Y puesto que no son de nadie si queremos podemos destruirlos que nadie dirá nada. Si por ejemplo China decide hacer pruebas con su nuevo laser nadie tendría derecho a decirle a China que hace mal.

joaquínjoaquín

Para quien no lo sepa tradicionalmente Rusia camufla bajo el nombre de “Cosmos” todos los satelites que quiere mantener en secreto, por eso estos alcanzan un número tan elevado.Bajo este nombre los satelites pueden ser desde los pacificos satelites de reconocimiento hasta los famosos satelites “killer”(asesinos) de la epoca de la famosa I.D.E(iniciativa de defensa estrategica) de la época del presidente Reagan .Esperemos que como apunta Dani esto sea realmente las pruebas de un nuevo sistema de propulsión por qué esta claro que la propulsión quimica se ha quedado obsoleta para los proximos retos de la humanidad ya que hace falta una enorme cantidad de combustible para ,por ejemplo,llegar a Marte.

AstroBoyAstroBoy

Me encanta este tema y lo bien explicado que esta, otro estupendo post… Algún dia sabremos su proposito mientras tanto solo nos queda observar y especular.

Daniel FernandesDaniel Fernandes

Cascada de ablación en un santiamén.
O como diría mi abuelo”Eso queda lleno de ferramienta y como la gocha hasta que manden a tu güela en una soyuz desas”.
Por otro lado, me ha intrigado este satélite autoestopista, sobre todo porque podría ser ionico.

LuisferLuisfer

Buenísimo lo que han hecho analizando esto con más detalle, la semana pasada justamente hablaba con Valen de este raro satélite, y si, concuerdo que pueda ser parte del programa Naryad.

Agradecidos saludos.

FerFer

Perdonad si digo una perogrullada pero.. ¿no podrían tratarse de maniobras para `probar una especie de “reabastecimiento” en órbita, usando la Briz Km como si fuese una nodriza de algún tipo de combustible o carga, o quizás algún tipo de transferencia de material?

Lanzamos la nodriza (ej la Briz) a la órbita de un planeta o ubicación, hasta allí llega posteriormente una nave con poco combustible, “recarga” y sigue haciendo su trabajo (o simplemente vuelve a la Tierra) … no sé… es sólo una idea más… Una especie de “gasolinera espacial” o “trastero espacial”.

Disculpadme los que sabéis más que yo, pero ya puestos… ¿sería viable?

TxemaryTxemary

A ver, no es una perogrullada, pero no lo veo excesivamente útil porque tampoco es que puedas hacer cambios de plano excesivos (salvo que efectivamente sea una propulsión nueva y jodidamente potente, pero de momento no hay indicios de ello) y tampoco veo por qué querrían los militares probar un sistema así que solo les beneficia tangencialmente. Además si se requiere un reabastecimiento, tienes tecnologías de transferencia ya probadas como hace la progress por ejemplo. Con diseñar dos naves que puedan acoplarse y que tengan una conexión para transferir combustible ya estaría, pero vamos que con lo que sabemos, sí podría ser unsistema para reabastecer satélites, yo no lo creo, porque no creo (tendría que hacer números) que saliese muy rentable ni en términos económicos ni de ninguna variable militar como pueda ser la rapidez de despliegue o el sigilo.

Saludos

Pedro

Dudo que tenga un sistema de propulsión iónica dado que estos aceleran muy lentamente y las maniobras parecen “bruscas”. Pero si los militares rusos hubieran inventado un sistema de propulsión iónico que tuviera mucha potencia tampoco nos lo dirían ¿no?

ItzalpeanItzalpean

Hola Pedro;

No hay pruebas de que en las dos primeras maniobras la maniobra fuera o no de golpe, pero se tiene constancia de que la tercera, cuarta y quinta maniobra no se hicieron de golpe, sino que el objeto maniobraba un poco, esperaba una orbita entera hasta estar en el apogeo y volvía a maniobrar. Es por eso por lo que en un principio yo era esceptico a la propulsión iónica, pero esta hipótesis puede ser válida si se analizan los datos. Pero no tengo ni idea si un motor iónico puede dar empujes de hasta 30 m/s en cuestión de minutos.

Pedro

Hola Itzalpean.
Ante todo, gracias por la aclaración.
Por “bruscas” (lo puse así entrecomillado) me refería a que en el gráfico aparecían como bajadas verticales pero no es posible saber si la bajada se había hecho en unos segundos o unas horas.
Respecto a la segunda cuestión, si se puede alcanzar velocidades de 30 m/s en unos minutos, la respuesta es no. Mejor dicho: no con la tecnología que conozco. El problema básico es que se requiere una enorme potencia eléctrica para producir una potencia mecánica irrisoria. Los rusos tienen en proyecto reactores nucleares pero no parece que estén más allá del tablero de diseño y pesarían mucho más de 400 Kg. Otra opción es paneles solares enormes pero es cualquier cosa menos discreta.
La tercera opción es que estén usando algo completamente diferente (¿qué tal iría una vela magnética en el campo magnético terrestre? ¿o un motor solar?).
Vamos, esa es mi opinión.
¿Alguien tiene el teléfono de Putin para preguntarle? ^_^

FRNFRN

Seguramente este diseñado para capturar al famoso satelite caballero negro un mito dentro de la frikologia conspiranioca y una vez bajado a tierra el amigo Vladimir lo destroce a martillazos como simbolo de su poder ante las camaras de todo el mundo.

ItzalpeanItzalpean

Pues vaya… Gracias por la información. Vete tu a saber como se propulsa… Quizás nos estemos precipitando y en realidad solo use propergoles de toda la vida. Como no hay mas datos es mejor exponer las opciones mas probables y dejarlo hasta tener datos.

VIMARAVIMARA

Interesante que vayan desarrollando nuevos motores, tarte o temprano tendrán una utilidad no militar que será buena para todos.

AgusAgus

Daniel,
Como siempre, gracias por éste mafnífico artículo.
Ya que se está hablando de sistemas de propulsión, Alguien sabe en que estado de desarrollo se encuentra el motor de plasma de Chang-Díaz?
A estas alturas debería haber dido probado para correciones de órbita de la ISS, pero no tengo notícias de ello ni de los resultados de la prueba.

Supongo que el problema, como suele suceder cib estos sistemas, debe ser que se necesitan cantidades enormes de electricidad para su funcionamiento.

Saludos,
Agus

Oscar GarciaOscar Garcia

¡Que curioso! Buena entrada. A saber que es ese satélite, porque si fuese un demostrador tecnológico entiendo que no necesitarían esconderlo.

Los Rusos llevan muchos años con la idea de un remolcador espacial para llevar cargas a GEO, a lo mejor está relacionado pero no entendería el secreto si fuese así.

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