La empresa Orbital Sciences ha lanzado hoy jueves día 9 de enero a las 18:07 UTC la segunda nave de carga Cygnus a la estación espacial internacional (ISS). La Cygnus 2 Gordon Fullerton o Cygnus Orb-1 (CRS-1) ha sido lanzada mediante un cohete Antares desde la rampa 0A de la Wallops Flight Facility en Virginia con 1465 kg de carga para la estación espacial (incluyendo 33 cubesats que serán lanzados desde la ISS). Esta es la segunda misión de una nave Cygnus después de que Orbital llevase a cabo con éxito la misión de prueba Orb-D1 el pasado septiembre. De acuerdo con el contrato CRS (Commercial Resupply Services) que firmó Orbital con la NASA, la compañía debe realizar un total de ocho misiones Cygnus hasta 2016 -incluyendo esta- para trasladar hasta veinte toneladas de carga a la ISS. La Cygnus Orb-1 será capturada el 12 de enero por el brazo robot de la ISS (SSRMS) -manejado por los astronautas- y se acoplará al puerto nadir del módulo Harmony. Permanecerá allí hasta el 30 de enero. La Cygnus 2 ha sido bautizada como Gordon Fullerton en honor del astronauta de la NASA del mismo nombre que falleció el año pasado.

Cygnus Orb-1

Cygnus es una nave de carga automática de 4100 kg diseñada por Orbital para acoplarse al segmento norteamericano de la ISS. La nave se halla dividida en dos secciones, el módulo presurizado PCM (Pressurized Cargo Module) de 18,9 metros cúbicos y el módulo de servicio SM con la aviónica y el sistema de propulsión. Cygnus puede llevar hasta 2000 kg de carga en el PCM, pero a partir de la cuarta misión (Orb-4) la nave incorporará un PCM más grande (versión enhanced) con capacidad para 2700 kg. En esta misión la nave lleva 1465 kg de carga, casi el doble que lo transportado durante la primera misión de prueba (700,09 kg). Durante la reentrada, el PCM es capaz de llevar 1300 kg de desechos procedentes de la ISS. El segmento presurizado dispone de un sistema de acoplamiento CBM (Common Bething Mechanism), al igual que la nave Dragon de SpaceX o el HTV japonés. A diferencia del HTV o la Dragon, la Cygnus es incapaz de llevar carga no presurizada.

El PCM ha sido construido en Italia por Thales Alenia Space usando como base el antiguo módulo MPLM (Multi-Purpose Logistics Module) usado en las misiones del transbordador a la ISS. Por su parte, el SM incluye equipos que ya han sido probados en las series de satélites LEOStar y GEOStar de Orbital Corporation. Cygnus tiene una longitud de 5,136 metros, un diámetro de 3,06 metros y posee 32 propulsores para maniobras orbitales, así como un motor principal IHI BT-4 de construcción japonesa. También tiene dos paneles solares capaces de generar 3,5 kW. Durante la fase de vuelo autónomo la Cygnus es controlada desde el centro de Orbital en Dulles, Virginia (MCC-D). La Cygnus puede permanecer acoplada 43 días a la ISS.

El desarrollo del cohete Antares y la nave Cygnus ha sido subvencionado por la NASA mediante los contratos COTS (Commercial Orbital Transportation Services) y CRS (Commercial Resupply Services). Con el contrato CRS, Orbital debe recibir 1900 millones de dólares de la NASA por sus ocho misiones Cygnus.

Cohete Antares

El cohete Antares es un lanzador dos etapas capaz de situar 5,2 toneladas de carga útil en la órbita baja (LEO) lanzado desde el centro de lanzamiento MARS (Mid-Atlantic Regional Spaceport) de Wallops Island, Virginia. Tiene una masa de 275 toneladas al lanzamiento, una longitud de 40,1 metros y un diámetro de 3,90 metros. Originalmente fue denominado Taurus II.

La primera etapa tiene una longitud de 27,7 metros y 3,9 metros de diámetro. Posee una masa en seco de 18,6 toneladas y carga 178 toneladas de oxígeno líquido y 65 toneladas de queroseno (RP-1). Está fabricada en Ucrania por PO Yuzhmash siguiendo un diseño de KB Yuzhnoe. Posee dos motores de ciclo cerrado rico en oxígeno NK-33-1 (AJ26-62), de 3,3 metros de altura, que generan un empuje nominal de 307,94 toneladas al nivel del mar (un empuje de 1633 kN por motor). Los NK-33 del Antares fueron construidos en los años 70 por la oficina de diseño OKB-276 de Nikolái Kuznetsov para el malogrado cohete lunar soviético N1F y son comercializados en EEUU por la empresa Aerojet. Han sido equipados con sistemas electrónicos modernos, de ahí que su denominación sea NK-33-1. El cohete ruso Soyuz-2-1V también emplea un NK-33-1 en su primera etapa. Orbital usa los NK-33 del Antares al 108% durante el lanzamiento, por lo que su empuje es de 332,58 toneladas. El empuje en el vacío es de 370,14 toneladas (108%) y el impulso específico (Isp) varía entre 297 segundos y 331 segundos. La primera etapa funciona durante 235 segundos.

La segunda etapa Castor-30B se encuentra dentro de la cofia y tiene una longitud de 4,2 metros y un diámetro de 2,36 metros, con una masa de 13,97 toneladas, incluyendo 12,834 toneladas de combustible sólido a base de HTPB (polibutadieno hdroxilado). El combustible es una mezcla de un HTPB comercial denominado TP-H8299 y aluminio. La segunda etapa es básicamente un motor Castor 30A/B de combustible sólido de la empresa ATK, derivado del Castor 120 del cohete Pegasus. Tiene un empuje medio de 26,4 toneladas (con 401 kN de empuje máximo) y un Isp de 303 segundos. Incluye un control de actitud en tres ejes mediante gases desarrollado por Orbital. La segunda etapa funciona durante 155 segundos e incluye la aviónica del cohete -construida por Orbital- en la parte superior. El Antares también puede usar una etapa Castor 30XL como segunda etapa.

El Antares es capaz de incorporar una tercera etapa BTS (Bipropellant Third Stage) o una Star-48BV para misiones a órbitas más altas. La BTS es una etapa de hidrazina y tetróxido de dinitrógeno que usa tres motores japoneses BT-4 fabricados por IHI Aerospace. Por su parte, la Star-48BV es una etapa de combustible sólido derivada de la Star-48B del Delta II. La cofia tiene unas dimensiones de 3,9 x 9,9 metros.

Wallops Island

El cohete Antares es lanzado desde la rampa 0A de la Wallops Wallops Flight Facility de Wallops Island, Virginia (37,83º norte, 75,49º este). El cohete y su carga útil es integrado en posición horizontal en el edificio HIF (Horizontal Integration Facility), construido en colaboración con la NASA. El azimut de lanzamiento para misiones a la ISS es de 128,65º.

Fases del lanzamiento:

• T + 0 segundos: lanzamiento.
• T + 233 s: apagado de los motores de la primera etapa (MECO) a 104 km de altura.
• T + 239 s: separación de la primera etapa a 109 km.
• T + 337 s: separación de la cofia y a 177 km de altura.
• T + 346 s: encendido de la segunda etapa a 180 km.
• T + 474 s: apagado de la segunda etapa a 216 km.
• T + 594 s: separación de la carga útil.

Vídeo de la preparación de la nave y el cohete:

[youtube]http://youtu.be/WD1qHfhqe5Q[/youtube]

Vídeo del traslado a la rampa:

[youtube]http://youtu.be/FU1bgILJxBs[/youtube]

Vídeo del lanzamiento:

[youtube]http://youtu.be/_ksLbFhO-jc[/youtube]