Lanzamiento de un Rokot-KM (Rodnik-S)

Por Daniel Marín, el 16 enero, 2013. Categoría(s): Astronáutica • Lanzamientos • Rusia • sondasesp ✎ 2

Rusia ha lanzado hoy día 15 de enero de 2013 un cohete Rokot-KM (Rokot/Briz-KM, números de serie 4926391831/72518) desde la rampa 3 del Área 133 del cosmódromo de Plesetsk (GIK-1) con tres satélites militares Rodnik-S que han recibido la denominación Kosmos 2482, Kosmos 2483 y Kosmos 2484. Se trata del primer lanzamiento espacial de 2013. El despegue había sido retrasado varios meses por culpa de un fallo de control en la etapa superior Briz-KM. Aparentemente, en esta ocasión la etapa Briz-KM volvió a sufrir un problema al no realizar el encendido para abandonar la órbita.

Rodnik-S

Los Rodnik-S, también conocidos como Strelá-3M (14F132), son satélites de comunicaciones militares construidos por la empresa ISS Reshetnyov para el Ministerio de Defensa de la Federación Rusa. Se cree que con este lanzamiento ya son seis los Rodnik-S en órbita desde que en 2005 se lanzó el primer ejemplar de esta serie. Los Rodnik-S/Strelá-3M tienen una masa de unos 225 kg y unas dimensiones de 1,5 x 1 metros, y están situados en una órbita polar de 1400 km de altura y 82,6º de inclinación. Son una versión mejorada de los satélites de la constelación Strelá-3 (Стрела, “flecha”) introducidos en 1985. La constelación Strelá-3 operativa de consta de doce satélites en dos planos orbitales separados 90º. Existe una versión civil de los satélites Strelá-3M denominada Gonets-M.

Satélite Gonets-M, versión civil de los satélites Rodnik-S/Strelá-3M.

Cohete Rokot

El 14A05 Rokot-KM (Rokot/Briz-KM), también escrito Rockot, es un cohete de tres etapas de 107,5 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 el cosmódromo de Plesetsk, Rokot puede poner cargas en órbitas cuya inclinación va de 63º a 93º. Emplea propergoles hipergólicos (tetróxido de nitrógeno y UDMH) en todas sus etapas. El cohete Rokot (en ruso Рокот, “estruendo”), es en realidad un misil intercontinental (ICBM) modificado. Sus dos primeras etapas corresponden al misil 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 alcanzar la órbita. El misil UR-100NU fue desarrollado entre 1975 y 1977 por la filial nº 1 de NPO Mashinostroienia (posteriormente conocida como oficina KB Salyut y actualmente parte de la empresa estatal GKNPTs Khrúnichev), 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 que todavía hoy permanece en servicio como parte de la fuerza estratégica rusa de misiles. En total se fabricaron 360 misiles UR-100NU.

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-0233/15D95 (470-520 kN cada uno y 285-315,5 s) de ciclo cerrado y una cámara, así como un RD-0234/15D96, diseñados por la KB Khimavtomatiki (antigua oficina de Semyon Kosberg) de Voronezh. El RD-0234 es un RD-0233 con las conducciones necesarias para presurizar los tanques de propergoles. Incluye además cuatro pequeños cohetes de combustible sólido en la parte inferior para garantizar la separación con la segunda fase. El control de actitud se realiza mediante el movimiento completo de los motores.

Motor RD-0233.
Vista de los cuatro motores de la primera etapa.
Primera etapa de un misil UR-100NU.

La segunda etapa tiene 3,9 m de longitud y 2,5 m de diámetro. Incluye un motor principal RD-0235/15D113 (240 kN y 320 s) y un vernier RD-0236/15D114 (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 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.

Segunda etapa de un misil UR-100.
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 Khrúnichev 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, como se conoce 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. Posee 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 de 252 s) y doce 17D58E (de 1,36 kgf e un Isp de 247 s) para maniobras. Estos impulsores fueron diseñados por la empresa KBKhM A. M. Isayev, actualmente integrada en Khrúnichev 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 Rokot con la etapa Briz-KM se produjo el 16 de mayo de 2000. La combinación Rokot/Briz-K aparece bajo la denominación Rokot-K y la Rockot/Briz-KM como Rokot-KM.

Etapa Briz-KM (Novosti Kosmonavtiki/Eurockot).
Etapa Briz-KM (Khrunichev/Eurockot).

La cofia (GO según sus siglas en ruso), también fabricada por Khrúnichev, 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 (Transportno-Puskovoi Konteiner/Транспортно-Пусковой 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 en buen estado el cohete con la carga útil en cualquier condición meteorológica.

Traslado de la carga útil (Eurockot).
Torre de servicio móvil (izquierda) y mástil fijo (Eurockot).
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).
Llegada del TPK con el cohete a la rampa (Eurockot).

Debido a la presencia de 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:

Fases del lanzamiento:

  • T-14,5 s: termina la fase de estabilización de los giróscopos.
  • T-0,25 s: comienza el movimiento del cohete en su contenedor.
  • T-0 s: lanzamiento e ignición (Kontakt Podyoma).
  • T+7,2 s: se desprenden las sujeciones del cohete con el contenedor.
  • T+1 min 58,02 s: encendido de los vernier de la segunda etapa.
  • T+2 min 0, 54 s: reducción del empuje de la primera etapa.
  • T+2 min 0,72 s: apagado de la primera etapa.
  • T+2 min 2,22 s: separación de la primera etapa.
  • T+2 min 7,1 s: encendido del motor principal de la segunda etapa.
  • T+2 min 50,65 s: separación de la cofia (GO).
  • T+4 min 44,08 s: apagado del motor principal de la segunda etapa.
  • T+5 min 03,95 s: apagado de los vernier de la segunda etapa.
  • T+5 min 4,95 s: separación de la segunda etapa.
  • T+5 min 10,95 s: primer encendido de la Briz-KM.


2 Comentarios

  1. Daniel, no veo cual es ese anillo de lanzamiento que ajusta en azimut, entiendo que pondrá al lanzador en una mínima inclinación hacia dicho azimut; en otros casos es el propio lanzador el que busca el azimut a los 10 segundos del despegue, que pasa en este caso no están los motores preparados para esta maniobra?, y en ambos casos, esa inclinación inicial del lanzador respecto a la vertical en dirección del azimut que es mínima para ascender lo más vertical posible y tener menos rozamiento con la atmósfera, cual es su valor usual, 1○ o algo así?

  2. Скорее всего, Родник-С и Стрела-3М – разные аппараты, так как у Родника-С индекс 14Ф132, а у Стрелы-3М 17Ф132.

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