Fallo de un cohete Protón-M con el satélite Ekspress-AM4R

Una vez más, un cohete Protón vuelve a fallar. Después de un despegue impecable desde la rampa 39 del Área 200 del cosmódromo de Baikonur a las 21:42 UTC del 15 de mayo, el lanzador sufrió algún tipo de problema aún no especificado en la tercera etapa. La carga útil, el satélite ruso Ekspress-AM4R, no ha alcanzado la órbita. Es el primer fallo de un Protón desde julio de 2013, aunque en aquella ocasión el cohete pertenecía a la versión Protón-M/Blok-DM-03, mientras que esta vez ha sido un Protón-M/Briz-M (Phase III, con número de serie 5114877973). Entre estas dos misiones fallidas el Protón ha llevado a cabo otras ocho con éxito. Curiosamente, todos los últimos vuelos fallidos del Protón llevaban satélites rusos. El anterior satélite Ekspress-AM4 tampoco pudo alcanzar la órbita definitiva por un fallo en la etapa superior Briz-M.

Actualización 16 de mayo: Roscosmos informa que el accidente tuvo lugar 545 segundos después del despegue cuando el Protón sobrevolaba China a una altura de 160 kilómetros y con una velocidad de unos 7 km/s. La comisión de investigación estará liderada por Alexander Danyluk, vicedirector de TsNIIMash. En China se han encontrado restos que podrían pertenecer al satélite Ekspress-AM4R. Aparentemente, el fallo tuvo lugar en uno de los motores vernier de la tercera etapa, aunque este punto está aún sin confirmar.

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Posible tanque de combustible de la Briz-M o el Ekspress-A4MR (chinanews.com).

Ekspress-AM4R

El Ekspress-AM4R era un satélite geoestacionario de comunicaciones construido por Airbus Defence and Space usando la plataforma Eurostar E3000 para la empresa rusa Kosmicheskaia Svyaz (Russian Satellite Communications Company, RSCC). Su masa era de 5775 kg y constaba de 10 antenas y 30 transpondedores en banda C, 28 en banda Ku, 2 en banda Ka y 3 en banda L. Su vida media se estimaba en 7 años. Debía haber sido situado en la posición 80º este de la órbita geoestacionaria. El Ekspress-AM4R era una copia idéntica del Ekspress-AM4, lanzado sin éxito en 2011 por otro cohete Protón y hubiese sido el satélite de comunicaciones de propiedad rusa más potente jamás lanzado.

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Ekspress-AM4R (Khrunichev).

Cohete Protón-M

El cohete Protón-M Phase III (8K82KM) es un lanzador de tres etapas con una masa en seco de 53,65 toneladas y 712,8 toneladas de masa máxima una vez cargado de propergoles. Sus dimensiones sin la carga útil son de 42,3 x 7,4 metros. Con la cofia la longitud alcanza 58,2 metros. 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 directamente en la órbita geoestacionaria (GEO), lo que lo convierten en el lanzador ruso más potente en servicio.

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Cohete Protón-M (Khrunichev).

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. El Protón-M incorpora además la etapa superior Briz-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 emplea queroseno y oxígeno líquido. La empresa ILS todavía opera algunas unidades del Protón-M más antiguas de la serie Phase I y Phase II.

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Características del Protón-M (Khrunichev).
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Dimensiones del Protón-M (Khrúnichev).

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 30,6 toneladas (428,3 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).

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, generando unos 11 MN de empuje en total. 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.

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 cada uno, con un empuje de 2,4 MN en total), diseñados por KB 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 (157,3 kg con combustible).

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 y guiado 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 3500 kg (46,562 toneladas con combustible). La tercera etapa funciona durante 241 segundos.

El Protón-M incorpora además la etapa superior Briz-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 unas dimensiones de 2,61 x 4,0 m, una masa de 2370 kg (19 800 kg con combustible) e incorpora un motor RD-2000 (S5.98 M/14D30) de 19,62 kN 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.

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Etapa superior Briz-M (Khrunichev).

Actualmente existen en Baikonur dos zonas de lanzamiento del Protón con dos rampas (PU, Puskavaia Ustanovka) cada una: el Área 81 (rampas 23 y 24) y el Área 200 (rampas 39 y 40). La rampa 40 no se encuentra activa desde 1991. En este lanzamiento se usó la rampa 24. Cada rampa consta de depósitos de propergoles subterráneos, un búnker de lanzamiento (250/251 en el caso de la rampa 24, a 1,3 km de distancia) y una torre de servicio móvil.

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Instalaciones del Protón en Baikonur (Khrunichev).

El cohete Protón-M se integra en el edificio MIK 92A-50 de Baikonur. Este edificio está dividido en cinco salas principales. En la Sala 111 se montan las tres primeras etapas del lanzador a partir de sus componentes llegados por ferrocarril. En la Sala 103 se procesan los satélites y se les carga de combustible, para luego ser acoplados con la etapa superior (en el caso de los GLONASS, el Blok DM-2) en la Sala 101.

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Plano del edificio 92A-50 de Baikonur (Khrunichev).

Fases del lanzamiento de un Protón:

  • T-13 horas 30 minutos: activación de la etapa de ascenso (Briz-M o Blok DM-2/DM-03).
  • 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-276 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.
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Fases del lanzamiento (Khrunichev).
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Trayectoria orbital prevista para el lanzamiento (Khrunichev).
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Encendidos de la Briz-M previstos para este lanzamiento (Khrunichev). 
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Fases de la inserción orbital (Khrunichev).
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Fases de la inserción orbital (Khrunichev).
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Traslado a la zona de carga de combustible de la Briz-M (Khrunichev).
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Carga de combustible de la Briz-M (Khrunichev).
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Traslado a la rampa (Khrunichev).
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Llegada a la rampa (Khrunichev).
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El Protón en la rampa (Khrunichev).
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El cohete en la rampa (Khrunichev).
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Espectadores inesperados (Khrunichev).

Vídeo del traslado a la rampa:

[youtube]http://youtu.be/VM7C44ivxu0[/youtube]

Vídeo del lanzamiento:

[youtube]http://youtu.be/mLdTxiq8S8Y[youtube]



53 Comentarios

    1. Si no hay contaminación por combustible hipergólico y si no dañó nada en el suelo (todo parece indicar que no), dudo que un país con tan buenas relaciones con Rusia vaya a reclamar por un incidente aislado.

  1. Es curioso que el Protón falle cuando la carga es sólo rusa. No puede ser tan simple como decir que el Protón es anticuado (mas bien es al revés, es un diseño probado y fiable, y la actualización a la fase III es relativamente nueva). Una explicación podría ser el relajamiento del control de calidad por una cuestión de costos. Me apoyo en dos ejemplos: el fallo catastrófico del 2 de julio del año pasado fue porque un técnico puso un sensor al revés (!). Y en alguna entrada de este blog, Daniel dijo que Energía estaba presionando a Energomash para bajar el precio del motor RD-171.

    ¿Sería posible algi similar en este caso? Es decir, el fabricante del motor presionado para bajar costos, y el afán de ahorrar en el control de calidad final llevan a que un motor falle (un motor, dicho sea de paso, probado hasta la saciedad). En fin, sólo trato de entender. Porque si el problema es de malos controles de calidad en Khrúnichev, mal debut va a tener el Angará A5,

  2. No podía haber sido más inoportuno este error catastrófico: la agencia Ria Novosti comenta que, según el Ministerio de Comunicaciones de Rusia, el satélite que sustituirá al Express-AM4R estará listo dentro de tres años, en el mejor de los casos…

  3. habrá que rezar para que todo salga bien durante el lanzamiento y descenso del rover Exomar en el 2018 ya que las responsabilidad corre de parte de rusia aun se recuerda la cómica del lanzamiento de la sonda Fobos.Grunt que ni siquiera escapó a la atracción terrestre una lástima que la Nasa se haya apartado de este proyecto porque garantizaba el éxito.

    1. El lanzamiento de la Fobos-Grunt no estuvo a cargo de un Protón-M, sino de un Zenit-2SB. Eso en primer lugar; en segundo, el cohete no falló, sino la sonda, que no pudo encender el motor principal a causa de un fallo de software. Y la verdad, yo no le encuentro lo cómico.

      1. en primer lugar no dije que fuera cómico sino que rusia puso el ridículo al no poder concretar el envió de la sonda a fobos sobre todo tomando en cuenta su amplia experiencia recolectada cuando era URSS en segundo lugar no dije que se lanzó con un cohete protón solo que era su responsabilidad el lanzamiento y descenso de la sonda sobre marte la cual en vista de este nuevo fracaso coloca serias dudas sobre la capacidad de rusia para colocar el rover subre la superficie de marte de manera intacta tengo entendido que la antigua URSS tuvo muchos fracasos a la hora de posar una nave en marte solo la Mars 3 logró posarse y por breves instantes tranmitir información el resto de las misiones fueron un rotundo fracaso.

      2. Si el Proton difícilmente falla con cargas comerciales occidentales, imagino que los controles de calidad para la Exomars serán tan o más estrictos. Yo la verdad no me preocuparía mucho por eso. Exomars corre más riesgos políticos (por ejemplo, una escalada de sanciones) que técnicos.

      3. hubo otro fracaso ruso (parecido a la fobos-grunt)para enviar una sonda a marte en 1996 y fue la Mars 96 en aquella ocasión el fallo se debió a la cuarta etapa del cohete protón lo que hizo que no abandonara la órbita terrestre y cayera en el pacífico sur además está el fracaso del programa fobos con sus sondas fobos 1 y 2 por lo tanto tengo mucha desconfianza en la capacidad de rusia para posar una nave en marte por lo que la mision Exomar tiene muchas posibilidades de fracasar.

        1. Cuidado, una cosa es el cohete Protón (tres etapas) y otra las etapas superiores, que pueden ser Birz-M y Blok-DM. Las Blok-DM no están fabricadas por Khrúnichev (que también fabrica las Briz-M), sino por RKK Energía. Son fabricantes distintos con controles de calidad distintos.

  4. Quiero decir a algunos comentaristas que hablan mal de china que no confunda el programa espacial chino con una tienda todo a un euro, y para muestra varios botones: ningún fallo en el programa tripulado y ningún fallo en el de sondas espaciales.
    La change 3 alunizo a la primera y todavía anda viva y su rover fastidiado pero no muerto y en unos años ya veras la cantidad de misiones que van a iniciar.

    Respecto al proyecto ruso europeo exo mars 2016 y 2018 espero que tengan bien vigilados a los técnicos de montaje del cohete porque la verdad me asusta un fallo, seria catastrófico para la esa y su programa de sondas porque le gente busca una escusa para recortar fondos.

    saludos jorge m.g.

  5. Sin ir muy lejos, hace un mes se pospuso el lanzamiento del cohete europeo Vega porque vibraba la conexión umbilical entre la torre de lanzamiento y la carga. En estos momentos se está analizando un problema ocurrido en las pruebas estáticas del cohete Falcon de SpaceX.

    Parece que con los cohetes rusos, Proton y Rockot, nunca pasa nada hasta que los lanzan.

    1. Muchísimos lanzamientos rusos se aplazaron por problemas detectados antes, inclusive con el Proton. Si leyeras algo sobre la industria espacial rusa, no necesariamente en idioma ruso, puedes leer la página russianspaceweb de Anatoly Zak en inglés, te darías cuenta de eso.

  6. En mi modesta opinión creo que a menudo se nos olvida que,a mi modo de ver,todavía estamos en el principio de de la era de la astronautica a hace sólo unos 70 años que se empezaron a lanzar las V-2/A-4 y si lo analizamos un poco veremos que la tecnologia es que se basaban es muy parecida a la actual.Asi pues,no me extraña que de vez en cuando estalle algún cohete y que sea ruso porque es el país que realiza más lanzamientos de lejos y no lo podemos comparar con China porque que yo sepa hasta ahora sólo ha lanzado,por ejemplo, tres naves tripuladas .Quiero decir con todo esto que la estadística juega en contra de Rusia a ás lanzamientos mayor posibilidad de fallos.

  7. Yo si fuera la ESA me pensari bien enserio cambiar el proton por un soyuz ST B polo menos
    para el lanzamiento del exo mart GT0 por que con esta taza de fallos la probabidades de que
    termine echa pedazos son bastantes altas 🙁

  8. los de spacex se frotan las manos por las redes sociales con los acontecimientos de los ultimos meses. Parece que la suerte les sonrie ultimamente. A ver como acaba esta empresa con los ultimos acontecimientos pero seguro sacaran provecho de estos desastres.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 16 mayo, 2014
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Lanzamientos • Rusia • Sondasespaciales