Puesto en órbita el satélite científico japonés ERG (Epsilon 2)

La agencia espacial japonesa JAXA lanzó el 20 de diciembre de 2016 a las 11:00 UTC un cohete Epsilon 2 (misión E-02) desde la rampa LP-M del Centro Espacial de Uchinoura con el satélite científico ERG (Arase) para el estudio de los cinturones de radiación de la Tierra. Este ha sido el 82º lanzamiento orbital de 2016 y el segundo de un cohete Epsilon desde su debut en 2013, además de ser el primer vuelo de la versión Epsilon 2 (Enhanced Epsilon). La órbita inicial fue de 219 x 33.200 kilómetros y 31,4º de inclinación.

Lanzamiento del ERG (JAXA).
Lanzamiento del ERG (JAXA).

ERG

El ERG (Energization and Radiation in Geospace o ジオスぺース探査衛星 en japonés), conocido antes del lanzamiento como SPRINT B y Arase una vez en órbita, es un satélite de 365 kg de la JAXA e ISAS destinado a estudiar los cinturones de radiación de van Allen. El objetivo principal es el investigar los electrones relativistas altamente energéticos —del orden de megaeletronvoltios— que se hallan dentro de los cinturones de radiación de la magnetosfera interior para averiguar los mecanismos precisos responsables de su aceleración.

Satélite ERG (JAXA).
Satélite ERG (JAXA).

ERG incluye dos grupos de instrumentos: los experimentos de plasma y partículas (PPE) y el resto. Los instrumentos PPE consisten en cuatro sensores de electrones LEP-e, MEP-e, HEP-e y XEP-e, y dos sensores de iones LEP-i y MEP-i. Los sensores de electrones pueden medir electrones con energías de entre 10 eV y 20 MeV, mientras que los sensores de iones miden energías de entre 12 eV y 180 keV (por unidad de carga). El resto de instrumentos son el experimento PWE (Plasma Wave Experiment), capaz de medir los campos eléctricos hasta 10 MHz de frecuencia y los campos magnéticos hasta 20 kHz, el instrumento MGF (Magnetic field experiment), para estudiar el campo magnético y las oscilaciones magnetohidrodinámicas, así como el instrumento S-WPIA (Software-type wave particle interaction analyzer) para analizar las interacciones entre ondas y partículas de la magnetosfera.

Instrumentos del ERG (JAXA).
Instrumentos del ERG (JAXA).
Antenas desplegadas del ERG (JAXA).
Antenas desplegadas del ERG (JAXA).
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Sensibilidad y rango de los instrumentos de ERG para estudiar electrones (JAXA).
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Sensibilidad y rango del resto de instrumentos de ERG (JAXA).

Las dimensiones de ERG son de 0,95 x 0,95 x 1,705 metros. La misión ERG ha sido financiada por las agencias espaciales ISAS y JAXA dentro del programa de satélites científicos de pequeño tamaño SPRINT (kogata kagaku eisei / 小型科学衛星). En 2013 el primer cohete Epsilon puso en órbita la primera misión SPRINT, el telescopio espacial Hisaki (SPRINT A). La misión primaria de ERG durará un año aproximadamente.

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Órbitas de ERG y otros satélites para el estudio de los cinturones de radiación (JAXA).
Emblema de la misión (JAXA).
Emblema de la misión (JAXA).

Cohete Epsilon

El Epsilon, también conocido como ELV (Epsilon Launch Vehicle) o イプシロンロケット (Ipshiron Roketto), es un pequeño lanzador espacial de tres etapas de combustible sólido. La versión básica es capaz de situar 1200 kg en una órbita baja de 250 x 500 kilómetros de altura, 700 kg en una órbita circular de 500 kilómetros o bien 450 kg en una órbita polar heliosíncrona de 500 kilómetros. Tiene una longitud de 24 metros y un diámetro de 2,6 metros. La versión Epsilon 2 o Enhanced Epsilon es capaz de situar 1500 kg en una órbita baja gracias a una segunda y tercera etapas mejoradas. El Epsilon 2 tiene una longitud de 26 metros y una masa al lanzamiento de 95,4 toneladas.

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Epsilon 2 (JAXA).

La primera etapa SRB-A (SRB-A3) tiene una longitud de 11,7 metros, un diámetro de 2,6 metros y una masa de 75,5 toneladas (75,3 toneladas en la version Enhanced). Tiene 66,3 toneladas de combustible y gebera un empuje de 161 toneladas (nivel del mar) a 219 toneladas, con un empuje específico de 284 segundos. Funciona durante 109-116 segundos. Utiliza el combustible sólido BP-207J. El control de dirección en guiñada y cabeceo se logra moviendo la tobera, mientras que el control de giro se consigue con gas procedente de un generador de gas de combustible sólido.

La segunda etapa M-34c tiene unas dimensiones de 4,3 x 2,2 metros y una masa de 12,5 toneladas. Tiene 10,8 toneladas de combustible y genera un empuje de 38,5 toneladas (371,5 kilonewtons), con un empuje específico de 300 segundos. Funciona durante 105 segundos. El Epsilon 2 usa una segunda etapa M-35 de 17,2 toneladas que tiene un diámetro de 2,6 metros (similar al de la primera etapa) y genera un empuej de 45,4 toneladas durante 130 segundos.

La tercera etapa KM-V2b tiene una longitud de 2,3 metros, un diámetro de 1,4 metros y una masa de 3,3 toneladas. Tiene 2,5 toneladas de combustible, genera 8,3 toneladas de empuje y posee un empuje específico de 301 segundos. Funciona durante 90 segundos. La tercera etapa está estabilizada mediante giro. El Epsilon 2 usa la tercera etapa mejorada KM-V2c de 3 toneladas que genera 10,2 toneladas de empuje y también funciona durante 90 segundos.

Cohete Epsilon de primera generación (JAXA).
Cohete Epsilon de primera generación (JAXA).
Cohete Epsilon 2 de esta misión (Enhanced Epsilon) (JAXA).
Cohete Epsilon 2 de esta misión (Enhanced Epsilon) (JAXA).
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Diferencia entre el Epsilon y el Epsilon 2 (derecha) (JAXA).
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Diferencias entre el Epsilon de prueba (abajo) y el Epsilon 2 (arriba) (JAXA).

Opcionalmente se puede instalar una etapa superior —cuarta etapa— CLPS (Compact Liquid Propulsion System), o PBS (Post Boost System), a base de hidrazina para alcanzar órbitas heliosíncronas. Esta etapa tiene unas dimensiones de 1,5 x 1,2 metros, una masa de 100 kg y es capaz de generar un empuje de 400 newtons. Funciona durante 1100 segundos y su impulso específico es de 215 segundos. La cofia tiene unas dimensiones de 11,1 x 2,6 metros y una masa de una tonelada.

Cohetes japoneses en servicio (JAXA).
Cohetes japoneses en servicio (JAXA).
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Los cohetes H-II en sus distintas versiones, el Epsilon (derecha) y el futuro cohete H-3 (JAXA).
Elementos del Epsilon (JAXA).
Elementos del Epsilon (JAXA).
Cohete Epsilon (JAXA).
Cohete Epsilon 2 (JAXA).

El Epsilon es un lanzador de bajo coste para cargas de pequeño tamaño —similar en concepto al cohete Vega europeo— creado para sustituir al cohete M-V, retirado en 2006. Ha sido diseñado a partir del cohete de combustible sólido M-V y de los SRB del H-IIA, actualmente en servicio. De hecho, la primera etapa del Epsilon es básicamente similar a los aceleradores SRB-A del cohete H-II, mientras que la segunda y tercera etapas derivan del M-V. Japón tiene una larga tradición en el uso de pequeños cohetes de combustible sólido gracias a los lanzadores Lambda y Mu, desarrollados por el ISAS (Institute of Space and Astronautical Science), actualmente parte de JAXA, que culminarían en el M-V (Mu-5), en servicio entre 1997 y 2006.

Diferencia entre el antiiguo cohete M-V y el Epsilon (JAXA).
Diferencia entre el antiiguo cohete M-V y el Epsilon (JAXA).

El centro espacial de Uchinoura, antes conocido como Kagoshima, se creó en 1962 y en 1970 se convirtió en el primer centro espacial de Japón. Actualmente se usa para los lanzamientos del Epsilon y cohetes sondas, mientras que el centro de Tanegashima se emplea para lanzar los H-IIA y H-IIB.

Instalaciones de lanzamiento del Epsilon (JAXA).
Instalaciones de lanzamiento del Epsilon (JAXA).
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Rampa de lanzamiento del antiguo cohete M-V (izquierda) y el Epsilon (derecha) (JAXA).

Fases del lanzamiento:

  • T-00:00: despegue.
  • T+01:49: apagado de la primera etapa.
  • T+02:30: separación de la cofia.
  • T+02:41: separación de la primera etapa.
  • T+02:45: encendido de la segunda etapa.
  • T+04:53: apagado de la segunda etapa.
  • T+06:38: separación de la segunda etapa.
  • T+06:42: encendido de la tercera etapa.
  • T+08:11: apagado de la tercera etapa.
  • T+13:27: separación del ERG.
Trayectoria de lanzamiento (JAXA).
Trayectoria de lanzamiento (JAXA).

El ERG:

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El cohete en la rampa:

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Lanzamiento:

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23 Comentarios

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PacoPaco

Los investigadores de China del emDrive se han retractado de los artículos:

[PS 12 Nov 2016] Por cierto, no he comentado aún en este blog que la doctora china Juan Yang y sus colegas, tras medir el empuje en un EmDrive y publicarlo en revistas chinas en 2008, 2010 y 2014, con gran eco mediático en occidente, se han retractado en un artículo de febrero de 2016. Afirman que tras muchos años de mejora del método de medida del empuje en un EmDrive han observado que al final desaparece. Como muestra esta figura, a veces se observa en un sentido y a veces en el contrario, y en promedio el empuje total es cero. No hay empuje.

El EmDrive (de los chinos) no funciona. Les ha costado 8 años de investigación descubrirlo (muchos ya sabíamos que así sería). Se publicó en el artículo [escrito en chino] Juan Yang, Xian-chuang Liu, …, Zhong-xi Ning, “Thrust Measurement of an Independent Microwave Thruster Propulsion Device with Three-Wire Torsion Pendulum Thrust Measurement System,” Journal of Propulsion Technology 37: 362-371 (Feb 2016), doi: 10.13675/j. cnki. tjjs. 2016.
http://francis.naukas.com/2016/11/06...-por-pares/

PelauPelau

Rastrillé la web y no encontré versión traducida del paper de Juan Yang et al. Parece que ese (en chino) es el único disponible. De hecho el PDF es indescargable (requiere registración). Pero al menos el traductor incorporado de Google Chrome permite entender el extract del DOI (la página web).

Lo mismo que dice Francis lo dice multitud de otros medios, incluyendo Wikipedia:
https://en.wikipedia.org/wiki/RF_res...ty_thruster
Los apurados busquen (Ctrl + F) Juan Yang

Si el artículo de Popular Science es un bluff parecería que no lo inventaron ellos. Aparentemente está basado en esta noticia (diario chino, en chino, pero nuevamente el traductor incorporado de Google Chrome es de gran ayuda):
http://digitalpaper.stdaily.com/http..._357004.htm

Lo curioso del caso es que el sitio “oficial” de EmDrive no hace eco de esta noticia (buena para ellos), como sí lo hizo cuando Juan Yang et al todavía les daba la razón (cuando se retractó “ni se enteraron”):
http://www.emdrive.com/

Habrá que esperar. Algo huele mal en ¿Dinamarca?…

PabloKPabloK

Este cohete (epsilon-2) y el Vega italiano son básicamente ICBM disimulados? Especialmente a Japon le debe interesar tener algún ICBM por su vecino Chino.

Rengel

Cualquier lanzador con capacidad espacial puede servir como ICBM sin importar el combustible que utilice, solo hay que cambiar la carga util con una ojiva nuclear. La pregunta es ¿Japon tiene armas nucleares? hasta el momento no y no seria practico un ICBM que no haga un daño inaceptable.

Stewie GriffinStewie Griffin

Eh… Como si las tuviera. Tiene suficiente material acumulado y la capacidad tecnológica para hacerlo. Si Corea del Norte las hizo de cero en pocos años, a Japón le llevaría muy pocos meses. Un ICBM es un trabajo hecho.
Por otro lado, es cierto que China es un adversario de Japón, pero también lo son las dos Coreas, y ni te cuento una Corea con política exterior coordinada que sería un actor totalmente independiente. Y ante los propios EEUU, que van a ponerse muy pegajosos, es otro argumento también. Así se entiende perfectamente toda la zalamería de Abe con Putin y éste con esa cara “por estos andurriales me parece prematuro retratarme”.
Y también se entiende perfectamente toda la actividad espacial de Japón que los sitúa como potencia por derecho propio. Se están gastando mucha pasta en todo el sector aeroespacial, y es fascinante porque ni ellos mismos saben con quién pueden acabar aliados.

miguelmiguel

Cualquier país medianamente industrializado (España, Italia, Alemania, … Japón) puede desarrollar armamento nuclear en muy poco tiempo si tiene lo que importa, “la dinamita nuclear”. Para hacer un artefacto multietapas termonuclear ya hace falta más información y conocimiento, pero tampoco es descartable. Para producir combustible fisionable con uso miliar, Japón va más que sobrado. Es la desgracia/virtud de la caja de pandora que una vez abierta no se puede cerrar. Hace un tiempo leí que además hay países que nominalmente no tienen el artefacto, pero si lo tienen en realidad, caso de Arabia Saudí que lo tendría a la hora siguiente que Irán demuestre tenerlo.

Stewie GriffinStewie Griffin

No parece que el único país que ha usado bombas nucleares contra dos ciudades repletas de gente, y contra miles de conejillos de indias humanos de su propia ciudadanía (civiles o militares, importándole un bledo si eran profesionales de academia o de reemplazo), tenga esos escrúpulos, sus clases dirigentes ni parece que la mayoría de su población. Ante un argumento como este sólo queda dejar paso al palmario de que si no quieres ser bombardeado va a ser mejor que tengas la capacidad de bombardear tú también. De hecho si no tenemos en este momento una guerra abierta y fuera de control es precisamente porque ambos bandos pueden borrarse del mapa mutuamente, y lo saben perfectamente.
No le voy a negar la cruel contradicción de todo esto, pero como tampoco sé si expresaba un deseo o un análisis…
Japón acaba de firmar una montaña de acuerdos comerciales con Rusia con una mayoría social abiertamente en contra, con otros pajaritos (bastante tóxicos) en la cabeza. No les queda otra si quieren recuperar la soberanía, aparte de que el espacio que ellos no ganen en Rusia es China quien lo hará. Y la imagen de Japón en su vecindario es infinitamente peor que la de China.

AlvesAlves

Si.A los nipons también no les gusta las bases de Estados Unidos, sin embargo, ellos están allí.

Jose SpeckJose Speck

Hola Daniel. Los kN del paréntesis no corresponden a las toneladas de fuera del paréntesis.

fisivi

Interesantísima entrada.
Los cinturones de radiación quizá sean el mejor ejemplo de que tenemos recursos en el espacio más cercano que se podrían usar para impulsar la navegación espacial sin necesidad de lanzar enormes cohetes desde la superficie, que tienen una capacidad muy limitada y requieren enormes esfuerzos humanos y ambientales. La astronaútica parece estancada en el uso exclusivo de cohetes.
Espero que no tardemos mucho en aprender a usar los recursos externos para avanzar en la exploración del espacio y en la protección de nuestro planeta.

Blue_hypergiantBlue_hypergiant

¿Y como se aprovecharía exactamente los cinturones de radiación como recurso o para el impulso de naves espaciales? Porque es la primera vez que oigo algo así.

fisivi

Solo es una idea vaga, no tengo capacidad para calcular lo viable que sería en este momento, pero una de las posibilidades que se me ocurren es poner en una órbita dentro de los cinturones de radiación, una bobina conductora, alimentada por energía solar, que desvíe iones y electrones para conectarlos en un dispositivo que aproveche la energía de su combinación y su masa como propelente.
Soñando más, se podría hacer un acelerador electromagnético, similar a los aceleradores de partículas, con una serie de bobinas a intervalos en una órbita, recogiendo energía del cinturón e impulsando naves.
Me extrañaría mucho que sea el único que haya pensado en utilizar una fuente de energía ta grande y tan expuesta.

Saludos

Anon1Anon1

Me gusta que aprovechen la modularidad. Ya que tienen la tecnología desarrollada, pues mejor darle un buen uso. : )

PelauPelau

Vaya, vaya. Más eco. Este hornito rrinco microondas se está poniendo calentito. Que primero miden empuje. Que luego miden empuje cero y se retractan. Que ahora se re-retractan y tienen no uno sino varios prototipos funcionales. No veía un cuento chino tan entretenido desde Mako El Super Simio.

miguelmiguel

Me gusta este tipo de cohetes … hechos a retazos y/o múltiples aplicaciones. Como el Vega, con la diferencia de que somos tan jodi..mente cortos para no hacer uso de lo que desarrollamos ¡primera etapa de Vega para aceleradores del Arian! ¡un peazo nave de carga para usarla un puñado de veces! … como si el dinero creciera en los árboles.

Felices fiestas a todos y que el próximo año sea infinitamente mejor que este.

Jorge Alavera PosliguaJorge Alavera Posligua

El avance de la ciencia encaminada a evitar consecuencias nefastas de los peligros de la radiación en nuestro planeta. Felicitaciones a todos quienes están siendo posible esta importante misión cient{ifica.

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