Fracaso en el lanzamiento de un Protón-M (Ekspress-AM4)

Por Daniel Marín, el 19 agosto, 2011. Categoría(s): Lanzamientos • Rusia • sondasesp ✎ 14

El miércoles 17 de agosto a las 21:25 UTC, la empresa Khrúnichev lanzó un cohete Protón-M/Briz-M (número de serie 93521/99522) con el satélite ruso Ekspress-AM4desde la rampa PU-39 del Área 200 del cosmódromo de Baikonur (NIIP-5/GIK-5). La etapa superior Briz-M fue incapaz de colocar al satélite en la órbita de transferencia geoestacionaria prevista al no realizar el quinto y último encendido de su motor, por lo que el Ekspress-AM4 se considera perdido. El satélite ha quedado unido a la etapa superior y sus sistemas han dejado de funcionar en cuanto la Briz-M dejó de proporcionar energía eléctrica. Este ha sido el 366º lanzamiento de un cohete Protón.

Ekspress-AM4

El Ekspress-AM4 (Экспресс-АМ4) es un satélite de 5755 kg (2860 kg sin combustible) construido conjuntamente por Khrúnichev y EADS Astrium usando la plataforma Eurostar E3000 para la empresa rusa RSCC (Russian Space Communications Company). Sus dimensiones son de 2,1 x 2,35 x 6,22 m, con una envergadura de 44,7 m. Cuenta con 63 transondedores activos en bandas L, C, Ku y Ka, así como 12 antenas. Fue diseñado para una vida útil de 15 años y sus dos paneles solares generan hasta 18,5 kW de potencia. Debía haber ocupado la posición 80º este.

Ekspress-AM4 (Khrunichev).

Protón-M/Briz-M

El cohete Protón-M (8K82KM) es un lanzador de tres etapas con una masa en seco de 53,65 toneladas y 712,8 toneladas cargado de propergoles. Sus dimensiones sin la carga útil son de 42,3 x 7,4 m.

Cohete Protón-M (www.rian.ru).

La empresa estatal rusa GKNPTs Khrúnichev es la encargada de fabricar el Protón-M. Este lanzador se oferta en el mercado internacional por la compañía ILS (International Launch Services), de la cual Khrúnichev es el principal accionista. Tiene capacidad para poner 21,6 toneladas en una órbita baja de 200 km y una inclinación de 51,6º. También es capaz de situar 6920 kg en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) o bien 3250 kg en la órbita geoestacionaria (GEO), lo que lo convierten en el lanzador ruso más potente en servicio. El Protón-M incorpora además la etapa superiorBriz-M (14S43) de combustibles hipergólicos, también construida por Khrúnichev. En algunos lanzamientos para el gobierno federal ruso se sigue empleando la etapa Blok DM-2/DM-03 (11S861), que es una modernización de la etapa Blok-D desarrollada para el programa lunar tripulado fabricada por la empresa RKK Energía. Emplea queroseno y oxígeno líquido con un motor 11D58M.

Cohete Protón-M/Briz-M (ILS).

Prestaciones del Protón-M (ILS). 

La primera etapa (Protón KM-1 ó 8S810M) está formada por un tanque central de tetróxido de nitrógeno rodeado de seis pequeños tanques de UDMH (dimetilhidrazina asimétrica). Sus dimensiones son de 21,18 x 7,4 m y su masa en seco es de 31,1 t (419,41 t con combustible). Está construido usando las aleaciones de aluminio soviéticas AMg-6 y V95. Hasta la década de los 80 los analistas occidentales pensaban que los tanques exteriores eran aceleradores independientes -siguiendo el modelo de distribución del cohete Soyuz-, pero en realidad esta curiosa distribución se debe a la necesidad de transportar hasta Baikonur los componentes del cohete por separado en el  ferrocarril (los túneles imponen el radio máximo).

Primera etapa del Protón-M (Khrúnichev). 

En la base de cada tanque de hidrazina, de 19,86 m de largo, hay seis motores RD-276 (RD-275M ó 14D14M). El RD-276 es una versión ligeramente mejorada del RD-275 (14D14), diseñado por NPO Energomash. Cada uno tiene un empuje de 1590 kN a nivel del mar y 1750 kN en el vacío, así como un impulso específico de 289-316 segundos. El RD-275 debutó en octubre de 1995 y es el motor cohete hipergólico en servicio más potente del mundo. El RD-275 deriva a su vez del RD-253 (11D43), de 1474 kN de empuje. Cada uno de los RD-275 pueden moverse un rango de 7,5º gracias a actuadores hidráulicos, lo que permite el giro del cohete para orientarse en azimut después del lanzamiento. En 2007 se introdujo el RD-275M -también denominado RD-276- un 5,2% más potente, lo que ha permitido aumentar la masa útil lanzada a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) en unos 150 kg. Los motores de la primera etapa funcionan durante 127 segundos.

Segunda etapa (Khrúnichev).  

Primera y segunda etapa del Protón (ILS).

RD-275 (NPO Energomash).  

La segunda etapa (Protón KM-2 ó 8S811K) incorpora tres motores RD-0210 y un RD-0211 (de 588 kN de empuje y 321 s de Isp), diseñados por DB Khimavtomatika (KBKhA, antigua OKB-154 de Semyon Kosberg, localizada en Voronezh). La diferencia entre el RD-0211 y el RD-0210 es que el RD-0211 incorpora partes del sistema de presurización del RD-253/275. Cada motor puede moverse 3,25º alrededor de su eje central para maniobrar el vehículo. Esta segunda etapa del Protón está basada en el malogrado misil UR-200 de Cheloméi. Sus dimensiones son de 17,05 x 4,1 m y su masa es de 11,715 kg (156,113 kg con combustible). La anterior versión Protón-K empleaba motores RD-0209 y RD-0209. Los motores de la segunda etapa funcionan durante 210 segundos.

Motor RD-0120 y sus prestaciones (Roskosmos).

La tercera etapa (Protón KM-3 ó 8S812M) lleva un motor RD-0212 fabricado por KBKhA, formado a su vez por un motor de una cámara RD-0213 (582,1 kN y 320 s de Isp) y otro con cuatro cámaras RD-0214 (30,98 kN y 287 s de Isp) que funciona como vernier. En esta etapa se encuentra el sistema de control del cohete diseñado por la compañía NIIP (antigua NII-885 de Pilyugin). Sus dimensiones son de 4,11 x 4,1 m y su masa de 4,185 kg (46,562 kg con combustible). La tercera etapa funciona durante 241 segundos.

Tercera etapa del Protón (ILS). 

Motor RD-0212, formado por RD-0213 y RD-0214 (Roskosmos). 

El Protón-M incorpora además la etapa superiorBriz-M (14S43) de combustibles hipergólicos y también construida por Khrúnichev. La Briz-M suele realizar cuatro o cinco encendidos para transportar la carga hasta la órbita geoestacionaria. Tiene una masa de 2370 kg (19 800 kg con combustible) e incorpora un motor RD-2000 (S5.98 M/14D30) de 19,62 kgf de empuje, así como cuatro motores 11D458M (RDMT-400, de 40 kgf de empuje) de orientación y doce pequeños propulsores de actitud RDMT-12 (17D58E, de 1,36 kgf de empuje). Tiene un de un diseño muy original con un cuerpo central (TsTB, Tsentralni Toplivni Bak/Центральный Топливный Бак, ЦТБ, “tanque de combustible central”), donde se instala el motor principal, y un tanque exterior desechable de forma toroidal (DTB, Dopolnitelni Toplivni Bak/Дополнительный Топливный Бак, ДТБ, “tanque de combustible adicional”). La Briz-M actualmente en servicio es la versión Phase III, que introduce dos tanques de gases para la presurización con 80 litros de capacidad en vez del diseño anterior con seis tanques.

Briz-M.

Instalaciones del Protón en Baikonur (Khrúnichev).

Instalaciones de lanzamiento del Área 200 (Khrúnichev).

Instalaciones de carga de combustible de la Briz-M (Khrúnichev).

Torre de servicio del Protón (Khrúnichev). Fases del lanzamiento de un Protón:

  • T-13 horas 30 minutos: activación de la etapa de ascenso (Briz-M o Blok DM-2).
  • T-7 horas: carga de combustible.
  • T-5 horas: empiezan las actividades del lanzamiento.
  • T-3,1 segundos: comienzo de la secuencia de ignición.
  • T-1,75 s: ignición de los seis motores RD-275 de la primera etapa a 40% del empuje.
  • T-0,15 s: los motores a 107% de empuje.
  • T-0 s: lanzamiento.
  • T+0,5 s: confirmación del lanzamiento.
  • T+10 s: maniobra de giro para que el cohete cambie su azimut y alcance la órbita con la inclinación prevista.
  • T+65,5 s: máxima presión dinámica (Max Q). Velocidad: 465 m/s. Altura: 11 km.
  • T+119 s: ignición de la segunda etapa.
  • T+123,4 s: separación de la primera etapa. Velocidad: 1724 m/s. Altura: 40 km.
  • T+332,1 s: ignición de los cohetes vernier de la tercera etapa.
  • T+334,5 s: apagado de la segunda etapa.
  • T+335,2 s: separación de la segunda etapa mediante seis pequeños retrocohetes de combustible sólido. Velocidad: 4453 m/s. Altura: 120 km.
  • T+337,6 s: ignición del motor principal de la tercera etapa.
  • T+348,2 s: separación de la cofia protectora. Velocidad: 4497 m/s. Altura: 123 km.
  • T+576,4 s: apagado del motor principal de la tercera etapa.
  • T+588,3 s: apagado de los motores vernier de la tercera etapa.
  • T+588,4 s: separación de la carga con la etapa superior. Velocidad: 7182 m/s. Altura: 151 km.
Fases del lanzamiento (Roskosmos).

 
Traslado a la rampa (Roskosmos).
Lanzamiento (Roskosmos).

Vídeo del traslado a la rampa:



14 Comentarios

  1. Y ese satélite que fallo por el lanzador a llegar a su órbita, ¿que pasa ahora?, pura curiosidad de lego, ¿se queda como chatarra espacial o se le puede comandar para que reingrese y se destruya?.

  2. Daniel, rozarán cabezas otra vez, siendo un satélite destinado a dar servicio a Rusia?

    @iván: no se ha separado del bloque Briz, así que creo que se quedará como basura espacial.

    Y aún así creo que si el satélite se hubiera desprendido creo que no hay vuelta atrás., pero bueno a ver qué dice Daniel 😉

  3. La verdad es que los bloques superiores del proton siempre andan dando problemas… si no van a tener los angara/Rus-M pronto, sería bueno que intentarán desarrollar algun bloque superior más fiable.

  4. @Iván, como dijo anónimo, el Ekspress se quedó acoplado a la Briz-M. Además, sus sistemas dejaron de funcionar al fallar el suministro eléctrico de la Briz-M.

    No creo que la cabeza de Popovkin ruede, pero yo estaría nervioso si fuera un alto cargo de Khrúnichev.

    Saludos.

  5. Уберите пожалуйста чудовищный рисунок РН Протон от РИА Новости! Глаз режет!

    Олег

  6. Олег: может быть, а согласно Хруничеву это 366 запуск РН Протон (?). Тебе не нравится рисунок rian.ru? 🙂 Я также думаю что это ужасно!

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Por Daniel Marín, publicado el 19 agosto, 2011
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