Lanzado el vehículo experimental IXV de la ESA (Vega VV04)

La ESA ha lanzado hoy día 11 de febrero de 2015 a las 13:40 UTC un vehículo espacial experimental no tripulado denominado IXV (Intermediate eXperimental Vehicle), un cuerpo sustentador destinado a probar nuevas tecnologías asociadas con la reentrada de naves espaciales. El IXV describió una trayectoria suborbital lanzado mediante un cohete Vega (misión VV04) desde Kourou. Se separó de la etapa AVUM del Vega a 348 kilómetros de altura y alcanzó una altura máxima de 413 kilómetros, recorriendo un total de 7500 kilómetros.

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Vista del IXV (ESA).

Durante la reentrada, el IXV alcanzó una velocidad de 7,5 km/s (27 000 km/h) y se posicionó con un ángulo de ataque de 1,19º. Durante el descenso hipersónico el IXV realizó varias maniobras hipersónicas durante veinte minutos usando sus superficies aerodinámicas y propulsores. Al alcanzar una velocidad de Mach 2, el paracaídas se desplegó a las 15:09 UTC para frenar el vehículo, que terminaría por aterrizar en el océano Pacífico a las 15:18 UTC usando airbags, al oeste de las islas Galápagos (123º oeste, 3º norte). El tiempo total de la misión fue de 1 hora y 40 minutos. El año pasado se decidió cambiar la trayectoria original 3º hacia el norte para cumplir con los criterios de la agencia espacial francesa (CNES) en Kourou.

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Lanzamiento del Vega VV04 con el IXV (ESA).

Aunque el lanzamiento del IXV fue suborbital, la cuarta etapa del Vega, AVUM, entró en una órbita de 76 x 416 kilómetros y 6,4º de inclinación para simular el despliegue de un satélite. Tras realizar un segundo encendido, la AVUM quedó en una órbita casi circular de 400 kilómetros y 0º. Un tercer encendido se llevó a cabo para deorbitar la etapa, que reentraría sobre el Atlántico a las 15:40 UTC aproximadamente.

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IXV (ESA).
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El IXV durante su integración (ESA).

IXV

El IXV es un vehículo experimental de la agencia espacial europea (ESA) de 1845 kg construido por Thales Alenia Space de Italia. Mide 5 metros de largo, 1,5 metros de alto y 2,2 metros de ancho, y posee un cociente L/D (sustentación-resistencia) de 0,7. La forma de cuerpo sustentador permite generar cierta sustentación, lo que sirve para maniobrar el vehículo con ayuda de dos flaps situados en la parte trasera de la nave que forman parte del sistema FpCS (Flap Control System). El IXV lleva además cuatro propulsores de 400 newtons de empuje a base de hidrazina derivados del sistema SCA (Système de Contrôle d’Attitude) del Ariane 5 para controlar el vehículo en el espacio.

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Partes del IXV (ESA).
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Detalle de los flaps del control (ESA).
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Detalle del sistema de flaps (ESA).
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Interior del IXV (ESA).

La misión fue controlada desde el centro ALTEC (Advanced Logistics Technology Engineering Centre) situado en Turín, Italia, que recibió la telemetría procedente de los más de 300 sensores de la nave a través de las estaciones de seguimiento de la ESA en Libreville (Gabón) y Malindi (Kenia), además del barco Nos Aries, localizado en el Pacífico.

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Algunos de los sensores del IXV (ESA).
Detalles de las losetas del escudo térmico del IXV (ESA).

El proyecto IXV nació en 2002 como un programa de la Agencia Espacial Italiana (ASI), aunque después se sumarían otros seis países de la ESA: España, Bélgica, Irlanda, Portugal, Francia y Suiza. La colaboración francesa en el proyecto no ha estado exenta de polémica a raíz de varios conflictos con Italia por el control del programa. El IXV es el segundo vehículo experimental de reentrada tras la prueba de la cápsula ARD (Atmospheric Reentry Demonstrator) de 1998. El proyecto completó la etapa de revisión de diseño (CDR, Critical Design Review) en 2011. El coste del proyecto IXV ha sido de 150 millones de euros en total, incluyendo gastos de desarrollo y el lanzador Vega. El 25 de agosto de 2013 se realizó una prueba del IXV al dejar caer el vehículo desde un helicóptero a una altura de tres kilómetros frente a la costa de Cerdeña.

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Sistema de despliegue del paracaídas piloto y principal del IXV (ESA).
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Paracaídas del IXV (ESA).
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Vista del control de la misión (MCC) del IXV (ESA).

El IXV cuenta con una fuerte participación española, ya que nuestro país participa en el proyecto en un 14%. España se ha encargado además del desarrollo completo de uno de los tres subsistemas del proyecto, en concreto, del GNC (Guiado, Navegación y Control). Las empresas españolas que han participado han sido Elecnor Deimos, Sener, GMV, GTD y Rymsa. El IXV pretende ser un prototipo de cara a un prototipo de avión espacial reutilizable  PRIDE (Program for Reusable In-orbit Demonstrator in Europe), una especie de versión europea y civil del X-37B de la USAF. PRIDE también despegará mediante un cohete Vega.

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Posible aspecto del avión espacial reutilizable ISV/PRIDE (BBC).

Cohete Vega

El Vega es un pequeño cohete de tres etapas de combustible sólido y una etapa superior de combustible líquido. Tiene una longitud de 30 metros y un diámetro máximo de 3 metros, mientras que su masa al lanzamiento es de 139 toneladas. Es capaz de poner hasta 1500 kg en una órbita polar heliosíncrona de 700 km de altura, 2500 kg en una órbita baja ecuatorial de 200 km o mandar 2000 kg a la ISS.

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Partes del Vega (Arianespace).
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Etapas del Vega (Arianespace).

La primera etapa P80-FW o P80 tiene 87.732 kg de combustible sólido HTPB 1912 y funciona durante 110 segundos antes de desprenderse a una altura de 55 km. Tiene unas dimensiones de 11,20 x 3,00 metros y una masa de 95,796 toneladas. Desarrolla un empuje al vacío de 3015 kN y de 2261 kN a novel del mar, con un impulso específico (Isp) de 279,5 segundos. Está construida en fibra de carbono monolítica CFRP y su diámetro es similar a los impulsores sólidos del Ariane 5.

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Primera etapa del Vega (Arianespace).

La segunda etapa Z23-FW o Z23 (Zefiro 23) incluye 23.820 kg de combustible sólido HTPB 1912 y funciona durante 77 segundos. Sus dimensiones son de 1,90 x 8,39 metros y su masa es de 25,751 toneladas. Tiene un empuje de 1120 kN y un Isp de 289 segundos. La tobera de la segunda etapa, al igual que la de la primera, puede moverse hasta 6,5º para el control de guiñada y cabeceo.

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Segunda etapa (Arianespace).

La tercera etapa Z9 (Zefiro 9) posee 10.570 kg de combustible y funciona durante 119 segundos. Sus dimensiones son de 1,90 x 4,12 metros y su masa es de 10,948 toneladas. Tiene un empuje de 317 kN y un Isp de 294 segundos. La tobera de la tercera etapa puede moverse 6º. Las tres primeras etapas usan el combustible sólido HTPB 1912 como combustible y se derivan del motor Zefiro 16, probado con éxito a finales de los años 90. El control de la trayectoria se logra mediante el giro de la tobera en dos ejes empleando un sistema de actuadores eléctricos.

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Tercera etapa del Vega (Arianespace).

La etapa superior AVUM (Altitude and Vernier Upper Module) incluye el sistema de control de vuelo y puede funcionar hasta 317 segundos. Emplea 577 kg de combustibles hipergólicos (UDMH y tetróxido de nitrógeno) distribuidos en cuatro tanques y su masa en seco es de 418 kg. Sus dimensiones son de 2,18 x 2,04 metros. Emplea un motor RD-869 diseñado por KB Yuzhnoe (Ucrania), con un empuje de 2,45 kN y un Isp de 315,2 segundos. El control de actitud se logra mediante dos conjuntos de propulsores de hidrazina de 50 N de empuje. La aviónica del cohete Vega se encuentra en la etapa AVUM. El motor RD-869 es capaz de encenderse un máximo de cinco veces. La cofia tiene un tamaño de 2,60 x 7,88 metros y una masa de 490 kg. EADS CASA de España fabrica el adaptador de la carga útil.

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Etapa superior AVUM (Arianespace).

El programa Vega (Vettore Europeo di Generazione Avanzata) nació a finales de los años 80 como un proyecto de la Agencia Espacial Italiana (ASI) destinado a suceder al cohete Scout norteamericano. En 1998 pasó a ser un programa de la ESA y fue aprobado en noviembre de 2000, dando comienzo de manera oficial el 15 de diciembre de 2001. Al igual que ocurre con los lanzamientos del Ariane 5 o el Soyuz-ST, la empresa Arianespace es la encargada de gestionar los lanzamientos comerciales de este cohete. El Vega usa la rampa de lanzamiento SLV (Site de Lancement Vega) del centro espacial de Kourou, construida originalmente para los Ariane 1 y 3, y denominada anteriormente como ELA1.

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Rampa del Vega (Arianespace).

La SLV está situada a 1 km de distancia de la rampa ELA-3 del Ariane 5 e incluye una torre de servicio móvil de 50 metros de altura que se desplaza mediante unos railes que poseen una longitud de 80 metros. El cohete se integra en vertical en la misma rampa y la carga útil se une una semana antes del lanzamiento aproximadamente. La torre se retira varias horas antes del despegue. El Centro de Control de Lanzamiento (CDL) se encuentra en el mismo edificio que el control del Ariane 5, a 1,3 km de la rampa. Italia ha participado con un 65% en el desarrollo del Vega, mientras que Francia aporta un 15%, España un 6% y Bélgica un 5,63%. El resto de países contribuyentes son: Holanda (2,75-3,5%), Suecia (0,80%) y Suiza (1,34%). La primera etapa P80 ha sido construida por Francia (66%), Bélgica (19%), Italia (9,3%) y Holanda (4,5%).

Fases de la misión:

  •  –8 h 15 m: Inicio de la configuración del segmento de tierra del IXV, ensayos de subsistemas internos, activación de los enlaces de las estaciones de tierra.
  • –7 h 45 m: Inicio de la cuenta atrás de Vega.
  • –7 h 30 m: Inicio del flujo de datos de ensayos de IXV entre el MCC y las estaciones de tierra.
  • –6 h 30 m: Inicio de la verificación de todo el segmento de tierra de IXV.
  • –6 h 15 m: Prueba de voz CSG-MCC-nave.
  • –4 h 45 m: Simulación nº 1 de Fin de Misión.
  • –3 h 30 m: Inicio de la cuenta atrás de IXV.
  • –2 h 40 m: Retirada de la grúa pórtico móvil (45 min).
  • –2 h 00 m: Recepción de las medidas de viento a alta altitud desde la estación meteorológica (lanzada a T–4 h).
  • –1 h 00 m: Segmento de tierra configurado para el lanzamiento.
  • –0 h 34 m: Sistema de lanzamiento a punto.
  • –0 h 10 m: Informe meteorológico final del lanzador.
  • –0 h 04 m: Inicio de la secuencia automática de lanzamiento de Vega.
  • –0 h 01 m: IXV: paso a modo lanzamiento
  • H0 (13:40 UTC): Despegue.
  • +1 m 52 s: Separación de la primera etapa (P80).
  • +3 m 35 s: Separación de la segunda etapa (Zefiro-23).
  • +4 m 02 s: Eyección de la cofia (Vega está ya en el espacio).
  • +6 m 37 s: Separación de la tercera etapa (Zefiro-9).
  • +8 m 00 s: Primer encendido de la etapa superior AVUM.
  • +13 m 49 s: Apagado AVUM.
  • +16 m 13 s: Libreville adquiere la señal (AOS) del Vega (lo antes posible).
  • +17 m 59 s: Separación; IXV en vuelo libre (lo antes posible; ventana hasta 21 m 34 s).
  • +18 m 20 s: Libreville adquiere la señal (AOS) del IXV.
  • +20 m 34 s: el IXV enciende el sistema de control de actitud.
  • +23 m 30 s: Malindi AOS.
  • +25 m 35 s: Libreville pierde la señal (LOS).
  • +34 m 12 s: Malindi LOS.
  • +1 h 20 m: BOT, antena de seguimiento del barco; el barco busca la señal de IXV tras el apagón producido por el plasma que rodea la nave durante la reentrada.
  • +1 h 22 m: Final del apagón debido a la reentrada; se espera AOS de la antena del barco; inicio de la recepción de datos de TM y experimentales de la nave.
  • +1 h 25 m: Eyección del panel del paracaídas.
  • +1 h 29 m: Eyección del paracaídas principal.
  • +1 h 31 m: El IXV entra en modo pasivo.
  • +1 h 42 m: Amerizaje (predicción).
  • +1 h 42 m: Tras el amerizaje: el barco emprende las operaciones de recuperación.
Fases del lanzamiento (ESA).
Fases del lanzamiento (ESA).
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Fases de la misión (ESA).
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Perfil de la misión (ESA).
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Trayectoria real del IXV (ESA).
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Primera etapa del Vega (ESA/Arianespace).
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Segunda etapa del Vega (ESA/Arianespace).
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Tercera etapa del Vega (ESA/Arianespace).
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Etapa superior AVUM (ESA/Arianespace).
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El IXV antes de ser enviado a Kourou (ESA).
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Preparando el IXV para ser acoplado a la interfaz con el lanzador (ESA).
IXV (ESA).
IXV listo para inserción en la cofia (ESA).
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Inserción en la cofia (ESA).
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Integración del IXV y la cofia con el lanzador (Arianespace).
El cohete en la rampa (ESA).
El cohete en la rampa (ESA).
Lanzamiento (ESA).
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El IXV en el lanzamiento (ESA).
El IXV en el Pacífico (ESA).
Recuperación del IXV (ESA).
Recuperación del IXV (ESA).

Vídeo del perfil de la misión de 2008:

[youtube]http://youtu.be/de8iP6mH2GU[/youtube]

Pruebas del IXV:

[youtube]http://youtu.be/-CiY5E24NLQ[/youtube]

[youtube]http://youtu.be/U6JOqBr_6vs[/youtube]

Resumen de la misión IXV:

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

Tecnologías probadas por el IXV:

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

Llegada del IXV a Kourou:

[youtube]http://youtu.be/AcI0UEsF2Mw[/youtube]

Montaje del Vega:

[youtube]http://youtu.be/6cVADGK8IaI[/youtube]

Vídeo de la integración del IXV:

[youtube]http://youtu.be/l8DKyeKS8xo[/youtube]

Vídeo del lanzamiento:

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

 



74 Comentarios

  1. Una duda que me asalta… si el Vega es (menos la última etapa orbital) básicamente un booster… ¿No se podría usar como apoyo del Ariane 6 para tener un pedazo de lanzador?

    1. … ya, claro. teniendo en cuenta que no se hizo reentrar nada hasta los 60, y la URRS no usó un cuerpo sustentador hasta finales de los 70, estás suuuuper bien informado.

  2. me encantan este tipo de misiones que podrían significar un salto cualitativo para Europa
    en diseño de vesiculoso reutilisables ya me gustaría que los países miembros del UNASUR
    fundara una ESA sudamericana
    PD: me encanta que las agencias espacial desorbiten las etapas superiores de sus cohetes
    pa tener un espacio mas limpito 🙂

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 11 febrero, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Cohetes • ESA