Lanzamiento de un Rockot (GOCE)

Tras un intento frustrado ayer, hoy ha despegado a las 14:21:17 UTC un cohete Rockot con el satélite europeo GOCE (Gravity field and steady state Ocean Circulation Explorer) desde el Área 133 del cosmódromo de Plesetsk (GIK-1). Se trata del 12º lanzamiento de un Rockot y el 9º de la combinación Rockot/Briz-KM. Este lanzamiento estaba previsto para el pasado septiembre, pero fue cancelado por problemas con el cohete. La misión GOCE de la ESA es tremendamente interesante y ya hablaremos de ella en una entrada posterior.


El satélite GOCE (ESA).

Historia del Rockot

El cohete Rockot (14A05), también escrito Rokot (en ruso Рокот), es un misil intercontinental (ICBM) modificado. Consiste en dos primeras etapas correspondientes al cohete UR-100NU (también denominado UR-100NUTTKh, 15A35 ó RS-18B, conocido en occidente como SS-19 Mod 2 Stiletto) a las cuales se les ha añadido una tercera etapa Briz-KM para misiones orbitales. El misil UR-100NU fue desarrollado entre 1975 y 1977 por la filial Nº1 de NPO Mashinostroeniya (posteriormente la oficina KB Salyut y actualmente parte de la empresa estatal GKNPTs Khrunichev), la antigua oficina de diseño de Vladímir Cheloméi. El UR-100NU es una versión avanzada del exitoso misil UR-100N, a su vez una mejora del UR-100 (15A30 ó SS-11) de los años sesenta y todavía hoy permanece en servicio como parte de la fuerza estratégica rusa de misiles.

Su desarrollo fue aprobado oficialmente el 16 de agosto de 1976 mediante un decreto conjunto del Comité Central del PCUS y el Consejo de Ministros de la URSS. El primer lanzamiento de un UR-100NU tuvo lugar el 26 de octubre de 1977 y entraría oficialmente en servicio el 5 de noviembre de 1979. Hasta 1991 se construyeron un total de 360 unidades del UR-100NU. La característica principal de este misil, al igual que otros como el R-36M, es que se desplegaba en el interior de un contenedor hermético listo para ser instalado en cualquier silo. Al estar dentro del contenedor, el misil no tenía contacto con el exterior y su vida útil se estimaba en un mínimo de 20 años. Utilizaba propergoles hipergólicos, por lo que estaba preparado para ser lanzado en cualquier momento.


Lanzamiento de un misil UR-100NU en 2007.


Misil UR-100N en su contenedor TPK.

Ya en los años 80, el Ministerio de Defensa soviético decidió usar el UR-100NU como base para desarrollar un cohete orbital de cara al lanzamiento de satélites pequeños. El proyecto corrió a cargo de KB Salyut y fue bautizado como Rokot (“estruendo”). Para alcanzar la velocidad orbital, el misil debía contar con una tercera etapa adicional, denominada Briz-K y desarrollada por Khrunichev, así como una nueva cofia en lugar de la carga de cabezas nucleares. Las modificaciones en el misil propiamente dicho eran prácticamente inexistentes y el Rokot podría lanzarse desde cualquiera de las decenas de silos en las que el UR-100NU estaba desplegado, aunque en un principio se decidió que los lanzamientos tuviesen lugar en el cosmódromo de Baikonur. Sólo había que instalar la etapa Briz-K con la cofia y la carga útil encima del misil. El 22 de febrero de 1987 se creó la unidad militar 55056 para lanzar cohetes Rokot desde las Áreas 131 y 175 de Baikonur. El primer lanzamiento (1L) se efectuó con éxito el 20 de noviembre de 1990 y realizó una prueba del sistema antisatélite Naryad. El siguiente lanzamiento (2L) fue cancelado al descubrirse un problema con el contenedor del misil, por lo que se empleó el tercer cohete (3L), que fue lanzado con éxito el 20 de diciembre de 1991 desde el Área 175. Estos dos lanzamientos fueron balísticos y sirvieron para probar la separación de la tercera etapa Briz-K y su encendido. La Briz-K alcanzó una altura de 900 km en una trayectoria suborbital con una inclinación de 65º.

Sin embargo, tras la caída de la URSS el nuevo gobierno de Kazajistán no veía con buenos ojos las pruebas de misiles desde Baikonur, así que presionó a Rusia en repetidas ocasiones para que cancelase los lanzamientos de misiles modificados o pagase un precio extra por cada uno de ellos. El gobierno ruso no cedió a lo que consideraban un chantaje de las autoridades kazajas y los trabajos en el sistema Rokot se paralizaron en los años 1992-1993. El regimiento 55056 fue liquidado en 1994. Pese a todo, los posteriores acuerdos entre Rusia y Kazajistán sobre el uso de Baikonur permitieron el primer lanzamiento orbital del Rokot (L4) el 26 de diciembre de 1994 desde la rampa (silo) Nº 1 del Área 175. La carga era el satélite de 100 kg Radio-ROSTO.

Siguiendo la tendencia de la década de los 90, Khrunichev decidió ofertar el Rokot en el mercado internacional, decisión que fue respaldada por el gobierno ruso el 16 de diciembre de 1992. Tras diversas conversaciones en 1993 y 1994, se eligió un socio occidental para comercializar los servicios del cohete: Daimler-Benz Aerospace (DASA). El 16 de mayo de 1994 se firmó el acuerdo entre DASA y Khrunichev y el 22 de marzo de 1995 se registró en Bremen la compañía Eurockot Launch Services GmbH, con un 51% de participación de DASA y un 49% de Khrunichev. El cohete sería ofertado en Occidente bajo el nombre de Rockot, término que combinaba la denominación original rusa, Rokot, con la palabra inglesa rocket. DASA se comprometió a invertir 30 millones de dólares en la construcción de un complejo de lanzamiento en el cosmódromo de Plesetsk, compromiso al que dio luz verde el gobierno ruso el 1 de julio de 1995.

Además de Rockot, NPO Mashinostroenya diseñó otra variante del UR-100NU denominada Strelá y que es lanzada desde Baikonur. Strelá usa la configuración básica del misil para poner en órbita cargas con unos costes operativos mucho menores. A cambio, carece de la flexibilidad de misiones que tiene Rockot.


El cohete Rockot (Eurockot).


De izquierda a derecha: el UR-100NU, el Rockot/Briz-K y el Rockot/Briz-KM (Eurockot).

Fue entonces cuando se decidió reconfigurar el Área 133 de Plesetsk para los lanzamientos del Rockot, zona anteriormente usada para por los cohetes Kosmos-3M (11K65M). En 1997 DASA pasó a ser DaimlerChrysler Aerospace y en 1998 se integró en el gigante espacial europeo Astrium. Actualmente se conoce como EADS Space Transportation.

El gobierno ruso respaldó inicialmente el proyecto eligiendo al Rockot para ser el lanzador de los satélites de comunicaciones militares Gonets y Strelá-3, pero la brutal crisis económica que azotó al país a finales de la década impidió la materialización de este compromiso.

En 1994 Khrunichev compró al Ministerio de Defensa 35 misiles UR-100NU, cifra que posteriormente se amplió hasta alcanzar las 45 unidades. Los tratados de desarme SALT y START entre Estados Unidos y Rusia preveían la paulatina retirada y destrucción de la mayoría de UR-100NU, por lo que no faltarían cohetes para el nuevo proyecto.

El cohete

Rockot es un cohete de 107 toneladas y 29,15 metros de longitud que puede poner hasta 1950 kg en una órbita de 200 km y 63º, o bien 1100 kg en una órbita de 400 km y 97º. Al ser lanzado desde Plesetsk, Rockot puede poner una carga en órbitas cuya inclinación va de 63º a 93º. Emplea combustibles hipergólicos (tetróxido de nitrógeno y UDMH) en todas sus etapas.


El cohete Rockot/Briz-KM (Novosti Kosmonavtiki/Roskosmos/Eurockot).


Cohete Rockot/Briz-KM (Eurockot).

La primera etapa mide 17,2 m de largo y 2,5 m de diámetro. Utiliza tres motores RD-0233 (1870-20170 kN y 285-315,5 s) -de ciclo cerrado y una cámara- y un RD-0234, diseñados por la KB Khimavtomatiki (antigua oficina de Semyon Kosberg) de Voronezh. Incluye además cuatro pequeños cohetes de combustible sólido para garantizar la separación con la segunda fase. El control de actitud se realiza mediante el movimiento de los motores.


Motor RD-0233.


Vista de los cuatro motores de la primera etapa.


Primera etapa de un UR-100NU.

La segunda etapa tiene 3,9 m de longitud y 2,5 m de diámetro. Incluye un motor principal RD-0235 (240 kN y 320 s) y un vernier RD-0236 (15,76 kN y 293 s) de cuatro cámaras. También incorpora cuatro cohetes sólidos para asegurar la separación con la carga útil. La separación de la segunda etapa es del tipo “semicaliente”, al igual que la mayoría de misiles con propergoles hipergólicos: primero se encienden los vernier, cuyos gases escapan por unos orificios situados en la sección de la primera etapa que conecta con la segunda fase. Después se separa la primera etapa y entonces se enciende el motor principal RD-0235. El sistema de control es similar al empleado en el ICBM R-36M (SS-18 Satán), diseñado por Vladímir Sergeyev de la NII-692.


Motores RD-0235 y RD-0236 de la segunda etapa.


Detalle de la conexión entre las etapas de un UR-100NU.

La etapa superior Briz-K (14S12) fue desarrollada por Khrunichev para el Rokot, pero a mediados de los 90 se decidió sustituirla por una variante basada en la Briz-M (14S43) del cohete Protón para ahorrar costes. Esta nueva variante se denominaría Briz-KM (14S45) y es básicamente una versión menor de la Briz-M sin el tanque anular característico de ésta. El desarrollo de la Briz-KM -o Breeze KM en el mercado internacional- se financió en parte durante el periodo 1997-1998 gracias al acuerdo que firmó Motorola para lanzar veinte Rockot con dos satélites Iridium cada uno, acuerdo que posteriormente no vería la luz. La Briz-KM tiene una longitud de 2654 mm y un diámetro de 2490 mm. Tiene una masa en seco de 1600 kg, a los cuales hay que sumar 3300 kg de ácido nítrico y 1665 kg de UMDH. Emplea un motor principal S5.98 M (14D30) de 20 kN de empuje y 325,5 s de impulso específico, así como cuatro pequeños impulsores vernier 11D458 (de 40 kgf e Isp=252 s) y doce 17D58E (de 1,36 kgf e Isp=247 s) para maniobras. Estos impulsores fueron diseñados por la empresa KBKhM A. M. Isayev, actualmente integrada en Khrunichev y son similares a los empleados en los motores de maniobra de la nave TKS y sus variantes (incluyendo los módulos 77K de la Mir o el Zaryá de la ISS). El motor 14D30 es un derivado del S5.92 empleado en la etapa superior Fregat y puede encenderse hasta en 8 ocasiones durante cada misión.

La Briz-KM tiene tres baterías de plata-zinc que duran unas 7 horas y puede cambiar el plano orbital de su carga útil hasta 10º, ofreciendo un rango de órbitas mayor que el permitido por el azimut del cosmódromo. El primer lanzamiento de un Rockot con la etapa Briz-KM se produjo el 16 de mayo de 2000. En ocasiones, la combinación Rockot/Briz-K aparece bajo la denominación Rockot-K y la Rockot/Briz-KM como Rockot-KM.


Etapa Briz-KM (Novosti Kosmonavtiki/Eurockot).



Etapa Briz-KM (Khrunichev/Eurockot).

La cofia (GO según sus siglas en ruso), también fabricada por Khrunichev, tiene un espacio útil interno de 1,8 m de altura y 8,8 m3. Su armazón es de aluminio, recubierto por una estructura de fibra de carbono. Sus dimensiones son de 6,7×2,5 m y emplea motores sólidos para su separación



Partes del Rockot: cofia y etapa Briz-KM.


Encendidos de la etapa Briz-KM en una misión nominal (Eurockot).

El lanzamiento

El cohete se traslada de forma similar al misil UR-100NU, dentro de un contenedor, denominado TPK (Транспортно-Пусковый Контейнер, ТПК), “contenedor de transporte y lanzamiento”.


Detalle del TPK de un misil UR-100N.

El TPK llega al Área 133 de Plesetsk en posición horizontal y es colocado en vertical sobre la rampa. La modificación del Área 133 (11P865PR) para dar cabida al Rockot fue obra de la empresa KBTM de Moscú. Igualmente fue modificado para el programa Rockot el edificio de montaje 32T (MIK 130 ó 11P568R) del Área 32 destinado al Tsiklon-3, dotándolo de una habitación limpia de estilo occidental, así como otras mejoras. El primer lanzamiento de un Rockot (con Briz-K) desde Plesetsk se produjo el 24 de diciembre de 1999 y se saldó en fracaso. La rampa de lanzamiento del Área 133 incluye una torre de servicio móvil, un mástil fijo con umbilicales al que se acopla el TPK y un anillo de lanzamiento donde se instala el TPK -parecido al del Kosmos 3M- con capacidad de giro para ajustar el azimut.


Esquema del cosmódromo de Plesetsk y las instalaciones del Rockot (Eurockot).


Edificio MIK 103 del Área 32T en el Google Earth.


Plano del MIK 103 (Eurockot).



El Área 133 (Eurockot).

El TPK con las dos primeras etapas es transportado en ferrocarril en horizontal hasta el Área 133 y después se coloca en posición vertical apoyado en el mástil de servicio fijo. La carga útil llega por lo general en un Antonov An-124 al aeropuerto de Talagi, en Arkhangelsk, y de allí es transportada hasta Plesetsk por ferrocarril, aunque cabe la posibilidad de utilizar el aeropuerto Pero de la ciudad de Mirny, junto al cosmódromo.

Tras ser integrada en el MIK 130, la carga útil con la etapa Briz-KM y la cofia se transporta en vertical mediante ferrocarril. Al llegar al Área 133 se integra en posición vertical con el cohete en el TPK usando las grúas de la torre de servicio. La torre incluye unas puertas que permiten mantener el cohete con la carga útil en cualquier condición meteorológica. Estas puertas no se abrieron en el intento de lanzamiento del GOCE del 16 de marzo, impidiendo el despegue del cohete.



Traslado del GOCE el pasado 11 de marzo (Eurockot/Roskosmos).


Torre de servicio móvil (izquierda) y mástil fijo (Eurockot).



La torre de servicio en el lanzamiento del GOCE (Roskosmos).


Esquema de la rampa de lanzamiento y la operación de integración de la carga útil con el cohete (Eurockot).



Fases de la preparación del cohete y la carga útil (Eurockot).


Traslado al Área 133 del Rockot con el GOCE el 19 de agosto pasado (Roskosmos).



Llegada del TPK con el cohete a la rampa (Eurockot).


Instalación de la carga útil con la etapa Briz-KM (Eurockot).


Retirada de la torre de servicio antes del lanzamiento (Eurockot).

Debido a las zonas pobladas, el cohete sólo puede despegar en seis direcciones (azimut) diferentes, correspondientes a seis órbitas distintas, aunque puede luego cambiar su plano orbital gracias a la etapa Briz-KM:




Trayectoria del lanzamiento del GOCE (Khrunichev).

Secuencia del lanzamiento:

(Los tiempos cambian según se tome como referencia, T=0 s, el despegue, el inicio de la secuencia automática o el alineamiento de los giróscopos).

  • T-3 días: carga del tetróxido de nitrógeno.
  • T-2 días: carga de la hidracina (UDMH).
  • T-1 día: control del sistema de guiado.
  • T-5 horas: evacuación de la zona de lanzamiento.
  • T-1 h 30 min: encendido de los sistemas de telemetría terrestres.
  • T-38 min: conexión de las baterías del sistema de control en la etapa Briz-KM.
  • T-32 min: comienzo de la transmisión de telemetría.
  • T-27 min: se pulsa el botón Pusk (“lanzamiento”). Inicio de la secuencia automática de despegue.
  • T-15 min: se retira la torre de servicio.
  • T-14,045 s: finalización del alineamiento de los giróscopos. El cohete está bajo control y alimentación interna. Se autoriza el lanzamiento.
  • T-11 s: comienzo del encendido de los motores.
  • T-2,845 s: encendido de los motores.
  • T-0,25 s: el cohete empieza a moverse.
  • T-0 s: despegue.
  • T+7,2 s: separación de los anillos que fijaban el cohete dentro del contenedor.
  • T+1 min 58,025 s: encendido del vernier de la segunda etapa.
  • T+2 min 0,525 s: reducción del empuje de la primera etapa.
  • T+2 min 0,72 s: apagado de la primera etapa.
  • T+2 min 2,225 s: separación primera etapa. Velocidad= 3161 m/s. Altura= 69 km.
  • T+2 min 4,575 s: encendido motor principal segunda etapa.
  • T+2 min 48,774 s: separación de la cofia. Velocidad= 3557 m/s. Altura= 123,3 km.
  • T+4 min 44,08 s: apagado motor principal segunda etapa.
  • T+5 min 3,95 s: apagado motores vernier segunda etapa.
  • T+5 min 4,955 s: separación segunda etapa. Velocidad= 5689 m/s. Altura= 215,3 km.
  • T+5 min 6,655 s: primer encendido de los vernier de la Briz-KM.
  • T+5 min 10,955 s: encendido motor principal Briz-KM.
  • T+5 min 12,855 s: apagado vernier.
  • T+14 min 18,855 s: apagado motor principal.
  • T+1 h 18 min 5,955 s: segundo encendido vernier.
  • T+1 h 18 min 10,255 s: segundo encendido motor principal.
  • T+1 h 18 min 12,155 s: apagado vernier.
  • T+1 h 18 min 22,737 s: apagado motor principal.
  • T+1 h 30 min 17,955 s: separación del GOCE.
  • T+2 h 17 min 35,96 s: encendido motores vernier para desviar la órbita de la Briz-KM respecto a la carga útil.
  • T+2 h 18 min 5,955 s: apagado vernier.


Fases del lanzamiento (Khrunichev).


Lanzamiento del GOCE (ESA).

Vídeo del lanzamiento:

Animación del lanzamiento del GOCE:

Referencias:



3 Comentarios

  1. Gracias por publicar datos sobre el Rockot. Es un cohete del que se sabía muy poco (hasta ahora 😉

    Una duda: ¿por qué los americanos no han usado misiles para lanzar cosas al espacio como los rusos?

  2. Creo que son varias las respuestas. En primer lugar, los americanos basan su fuerza de misiles en los submarinos estatégicos, y tienen menos misiles terrestres que los rusos. Luego, los rusos se obligaron a desechar parte de sus misiles terrestres por los tratados de control de armas (el START-1), y en vez de destruirlos decidieron usarlos como lanzadores. Finalmente, la crisis económica de los noventa también tuvo mucho que ver, al ser estos lanzadores una buena fuente de dinero.

    Me parece que estas son las causa principales…

    Saludos

  3. Exactamente Julio. Muy bien explicado.

    De todas formas, los americanos también han usado misiles balísticos como lanzadores espaciales, aunque no los comercializan como tales: el cohete Taurus, por ejemplo, usa la primera etapa de un misil MX.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 17 marzo, 2009
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Cohetes • ESA • Lanzamientos • Rusia • Tierra