Lanzamiento Ariane 5 ES (ATV-2 Johannes Kepler)

Por Daniel Marín, el 16 febrero, 2011. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • ESA • ISS • Lanzamientos • sondasesp ✎ 16

La Agencia Espacial Europea (ESA) ha lanzado hoy día 16 de febrero a las 22:50 UTC el segundo vehículo de carga ATV con destino a la ISS. El ATV-2 Johannes Kepler ha despegado a bordo de un Ariane 5 ES (misión V200 y lanzador L544) desde la rampa ELA3 del centro espacial de Kourou, en la Guayana Francesa. Se trata del segundo lanzamiento de la versión Ariane 5 ES. El ATV-2 debe acoplarse al segmento ruso de la ISS el próximo 24 de febrero, donde también se encuentra el HTV-2 japonés. El ATV-2 permanecerá en el espacio hasta el 5 de junio.

El ATV-2

El ATV-2 Johannes Kepler es un vehículo de carga automático para la Estación Espacial Internacional (ISS). Ha sido construido por EADS Astrium y sus dimensiones son de 9,794 x 4,480 metros, con una envergadura de 22,281 metros una vez desplegados los paneles solares. Tiene una masa al lanzamiento de 20,75 toneladas, de las cuales 13,083 toneladas corresponden a la estructura del vehículo y 7085 kg son carga útil. La nave se halla dividida en dos partes: la sección delantera presurizada con la carga y el sistema de atraque (ICC, Integrated Cargo Carrier), y el módulo de servicio con la aviónica y los sistemas eléctricos y de propulsión (PM, Propulsion Module). El PM incluye cuatro motores principales de 490 N de empuje y 28 motores para control de actitud de 220 N cada uno. Cuatro paneles solares situados en el PM proporcionan unos 3800 W de potencia eléctrica.


ATV-2 Johannes Kepler (ESA).

El ICC puede transportar entre 1500 y 5500 kg de carga en ocho racks, incluyendo víveres, equipamiento diverso, oxígeno y agua. Además, puede llevar hasta 6300 kg de basura para quemar en la atmósfera después de terminar su misión. La estructura del ICC está basada en los módulos logísticos MPLM de construcción italiana, a su vez basados en la estructura del Columbus. El PM incluye hasta 860 kg de combustible para trasvase al módulo Zvezdá y hasta 4700 kg de combustible para maniobras de elevación de la órbita de la ISS. Teniendo en cuenta el combustible, la carga máxima del ATV es de 7667 kg.

En esta misión, el Johannes Kepler lleva 7085 kg de carga útil: 851 kg de combustible para el módulo Zvezdá, 4535 kg de combustible para elevar la órbita de la ISS, 100 kg de oxígeno, 1170 kg de carga presurizada y 429 kg de equipo diverso.

El ATV (Automated Transfer Vehicle) nació oficialmente en 1995 cuando la ESA accedió a cooperar con este vehículo en el mantenimiento de la ISS. El primer ATV, el Jules Verne, despegó en marzo de 2008. El Johannes Kepler es el primer ATV de serie.





 Vista general del ATV-2 Johannes Kepler (ESA).



Especificaciones del ATV-2 (ESA/Arianespace).



Sistema de propulsión del ATV-2 (ESA).


ICC del ATV-2 (ESA).


Propulsion Module del ATV-2 (ESA).



ATV-2 en la cofia del Ariane 5 ES (ESA).


Maniobra de acercamiento a la ISS (ESA).

Ariane 5 ES ATV

El Ariane 5 ES es una versión del Ariane 5 ECA para lanzamientos en órbita baja. Es un cohete de 53 x 5,4 metros con 2,5 etapas. Tiene capacidad para colocar 21 toneladas en una órbita baja (LEO) de 51,6º de inclinación y 260 km de altura. Su masa al lanzamiento es de 774,4 toneladas para esta misión.

Ariane 5 ES (ESA).

Emplea una primera etapa criogénica de 5,4 x 28 m fabricada en aleación de aluminio denominada EPC (Etage Principal Cryotechnique, en inglés, Cryogenic Main Core Stage) o H175 con una masa en seco de 14700 kg. Carga 175 toneladas de hidrógeno y oxígeno líquidos, de las cuales unas 25 toneladas corresponden al hidrógeno líquido. Emplea un motor Vulcain 2, de 960-1360 kN de empuje y 310-432 segundos de impulso específico. El Vulcain 2 funciona durante 532 segundos y está fabricado por Snecma. Esta etapa se separa a 133 km de altura para esta misión.


Etapa central EPC (ESA/Arianespace).

Acoplados a la EPC se encuentran los dos cohetes de combustible sólido EAP(Etage d’Acceleration à Poudre) ó P240, de 3,05 x 31,6 m, 7080 kN de empuje y 274,5 s de Isp cada uno. Su estructura es de acero (38 t en vacío), cargan 240 t de combustible sólido y funcionan durante 135 s. Están divididos en tres segmentos.


Los EAP de la misión V200 (ESA).

La segunda etapa se denomina EPS (Etage à Propergols Stockables) -también EPS-V L10- y, como su nombre indica, usa hasta 10 toneladas (5,2 t en esta misión) de combustibles hipergólicos (tetróxido de nitrógeno y MMH), a diferencia de la segunda etapa criogénica ESC-A del Ariane 5 ECA. Esta etapa es similar a la empleada en los Ariane 5 GS y Ariane 5 G+ y usa un motor Aestus de 2,7 toneladas de empuje. Esta etapa realiza dos encendidos de 520 segundos de duración en total para poner en órbita el ATV-2, más un tercer encendido de 15 segundos para asegurar que la fase reentre en la atmósfera.


La segunda etapa EPS de la V200 (ESA).


Instalación de la EPS sobre la EPC (ESA).

Situada encima de la EPS se encuentra una sección toroidal con la aviónica del lanzador denominada Case à Equipments dotada además de pequeños propulsores a base de hidracina para asegurar el giro del cohete.



Sección de aviónica (ESA).

La cofia tiene unas dimensiones de 17 x 5,4 m y está formada por dos partes divididas a su vez en diez paneles. La estructura es de aluminio ligero (NIDA) y está recubierta en su interior por paneles para la protección acústica de la carga útil (FAP, Fairing Acoustic Protection). El lanzamiento tiene un azimut de 39,21º.


Preparación del ATV-2 Johannes Kepler (ESA).

Etapas del lanzamiento:

T- 6 min 30 min: finalización de la carga de hidrógeno y oxígeno líquidos en la EPC. Armado de los sistemas pirotécnicos.
T- 4 min: presurización de la etapa EPC.
T- 1 min: el cohete pasa a alimentación eléctrica propia.
T- 37 s: inicio de la secuencia automática de despegue. Encendido de los grabadores de vuelo.
T- 22 s: activación del sistema de pilotaje de las etapas inferiores.

T+ 0 s: encendido del motor Vulcain.
T+ 7,31 s: encendido de los EAP y despegue.
T+ 12,77 s: inicio de la maniobra de cabeceo. 96 m de altura y 38 m/s.
T+ 17,05 s: inicio de la maniobra de giro. 335 m de altura y 75 m/s.
T+ 49,6 s: el cohete supera la barrera del sonido (Mach=1) a 6,9 km de altura.
T+ 71,1 s: máxima presión dinámica (MAX-Q) a 14,4 km.
T+ 2 min 22 s: separación de los EAP a 64 km de altura y 2,036 km/s.
T+ 3min 30 s: separación de la cofia a 106,5 km de altura y 2,4 km/s.
T+ 8 min 52 s: apagado de la EPC.
T+ 8 min 58 s: separación de la primera etapa EPC a 133,4 km de altura y 7,05 km/s.
T+ 9 min 45 s: encendido de la segunda etapa EPS a 134,4 km de altura y 7,049 km/s.
T+ 17min 17 s: apagado de la EPS a 145,4 km de altura y 7,565 km/s.
T+ 59 min 28 s: segundo encendido de la EPS a 267,1 km de altura y 7,418 km/s.
T+ 59 min 56 s: segundo apagado de la EPS a 267,6 km de altura y 7,451 km/s.
T+ 1 h 3 min 54 s: separación del ATV-2.



Trayectoria del lanzamiento (ESA).



Cohete en la rampa ELA3 de Kourou (ESA).



Lanzamiento (ESA). 



16 Comentarios

  1. Vaya, no sabía que iba a tardar prácticamente una semana en llegar a la ISS, creí que lo haría en menos tiempo.

    Por cierto, del Ariane 5 ningún componente es recuperable tras un lanzamiento, ¿no? ¿Qué pasa con los cohetes de combustible sólido cuando son eyectados? ¿Se van al fondo del mar?

    Muy buena descripción del lanzamiento, como siempre 🙂

    Un saludo!

  2. me sorprende saber que los cohetes de combustible solido de ariane 5 usan la misma (o parecida)estroctura basada en modulos que el shuttle. ¿es la unica manera de construir cohetes de combustible solido de gran tamaño?
    ¿cuantos modulos se usan en cada etapa en le vega?
    gracias por tu trabajo en este blog Daniel
    asta pronto

  3. Gracias por la entrada, Daniel! Por cierto, ¿El proyecto que había para modificar un ATV para tripulación sigue adelante, o no pasó de ser una porpuesta más? Lo digo porque, tal y como esté el patio, no me parece descabellado modificar una cápsula para el transporte de astronautas a la ISS…Además, claro está, de proporcionar un vehiculo propio a los astronautas europeos, claro.

    Un saludo!

  4. Realmente es un poco desalentador que no haya propuestas para mejorar el cohete:

    ¿Boosters de querolox estilo Atlas V ò un par de Zenit enteros?
    ¿Boosters o core reutilizables?
    ¿Empezar a pensar en una torre de escape y una cápsula tripulada?

    Tenemos uno de mejores cohetes actuales, pero con ganas (y pasta) se le podría sacar mas partido.

  5. @jimmy murdok, yo creo que en la esa y en arianespace supongo que tendran ideas para el futuro como las que mencionas, pero vete tu a saber con lo ligeramente hermeticos que son y teniendo que meterles ficha a los consejos de ministros de la esa, la cosa sera ligeramente compleja de hacer si empiezas a hablar de dinero.

  6. Además, se está hablando de hacer «la foto»: Shuttle, Soyuz, ATV y HTV atracados a la ISS.

    Parece que los rusos están por la labor, aunque tiene su riesgo ya que tendrían que desacoplar la otra Soyuz, hacer la foto y volver a acoplarse…

    Saludos.

  7. @DarkSapiens: sí, se dejan en el fondo del océano. De todas formas, fueron diseñados para ser recuperados si hiciera falta y de hecho se han recogido algunos antes de 2003.

    @Javier: las etapas del Vega están basadas en los EAP y también tienen tres segmentos.

    @TK: por ahora es una propuesta nada más. La ESA ha financiado un estudio de viabilidad, pero no creo que se lleve a cabo. En todo caso sería un ATV con cápsula, pero no tripulado.

    @Jimmy, @tomasssino: propuestas existen (Ariane 6), pero la mayoría contemplan un lanzador menos potente que el Ariane 5 🙁

    @JC: sí, es una ocasión única. Deben aprobarla como sea.

    Saludos.

  8. Si hacen la foto, por favor, que dejen puesta la venerable Progress, que no mola tanto como ATV y HTV, pero ha cumplido su labor excelentemente durante años. Y los que le quedan.

    Aunque la verdad, no sé si hay tantos puertos disponibles, sobre todo con el espacio que ocupa el transbordador.

  9. No sabía que los residuos de la ISS se quemaran en la atmósfera. ¿Cómo lo hacen?, ¿abren una compuerta del ATV y ya está? Por cierto, cuando dices que la etapa EPS hace una reentrada, ¿queda destruida al reentrar o llega a los océnaos?

    Saludos.

  10. Sería genial que hicieran la foto; pienso lo siguiente: para no poner en riesgo a la tripulación de la Soyuz, ¿no podrían disñar un pequeño satélite controlado por control remoto para que se aleje de la iss y tome la foto? Seguramente sería caro pero en proporcion a lo que cuesta la iss el precio debe ser infimo. Y ademas de no poner en riesgos a la tripulacion habria un beneficio adicional: se le haría justicia a rusia ya que sus 2 soyuz saldrian en la foto, remarcando lo fundamentales que fueron para el proyecto…

  11. Una consulta Daniel. Tengo entendido que el ATV equivale a 3 cápsulas Progress (aproximadamente) en cuanto a carga útil, en términos de costo:
    ¿Qué resulta más económico, un sólo lanzamiento de Ariane 5 con un ATV, o tres lanzamientos de Soyuz con sus respectivas naves Progress?

  12. @Anónimo: algo así se ha propuesto varias veces, pero no ha salido adelante.

    @Franchute: pues es una pregunta difícil de responder, especialmente porque la mano de obra en Rusia es más barata que en Europa. Yo diría que, en todo caso, siguen saliendo más baratas las tres Progress.

    Saludos.

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Por Daniel Marín, publicado el 16 febrero, 2011
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