El tulipán del cosmódromo de Vostochni

El nuevo cosmódromo ruso de Vostochni pasó a comienzos de este mes un hito fundamental con la colocación del característico ‘tulipán’ en la rampa de lanzamiento para los cohetes Soyuz 2. La rampa, denominada PU-1S (371SK14), está en el Área 1 del centro espacial y por ahora es la única que está siendo construida en la zona, aunque en el futuro también habrá varias para el lanzador Angará. Pero, ¿qué es eso del ‘tulipán’? Pues no es otra cosa que la mítica estructura formada por cuatro brazos superiores y otros tantos inferiores que sujetan al cohete Soyuz antes del despegue.

El tulipán de Vostochni (Novosti Kosmonavtiki).
El tulipán de Vostochni con la torre de servicio móvil al fondo (Novosti Kosmonavtiki).

Cuando la oficina de diseño OKB-1 de Serguéi Koroliov comenzó a diseñar el misil intercontinental R-7 en el que se basa el cohete Soyuz decidió que el cohete no se apoyaría directamente sobre la rampa de lanzamiento como hubiera sido lo normal. De este modo el lanzador no tendría que soportar su propio peso y su estructura podría ser más ligera. Trabajando conjuntamente con la oficina KBOM de Barmin, los ingenieros de Koroliov concibieron una estructura formada por brazos que sujetarían al cohete por la ‘cintura’. En el momento del lanzamiento los brazos se abrirían hacia al exterior como los pétalos de una flor para liberar al cohete, de ahí el apodo de tulipán.

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La estructura de un cohete Soyuz-ST para la rampa de la Guayana Francesa (KBOM/Roscosmos).

El tulipán consiste en cuatro brazos superiores que sujetan al cohete Soyuz a la altura de la unión de los cuatro aceleradores de la primera etapa con la segunda etapa, además de otros cuatro brazos inferiores que sujetan al cohete y lo estabilizan por la parte inferior. Los brazos móviles del tulipán están sujetos a un anillo metálico giratorio que en los tiempos de Koroliov permitía orientar toda la estructura según el azimut de lanzamiento deseado (el R-7 no poseía un control de giro durante el lanzamiento, solo de cabeceo y guiñada). Hoy en día ya no es necesario apuntar ‘manualmente’ los cohetes Soyuz, pero la rotación de la estructura se sigue usando para permitir colocar el cohete en la rampa sin que interfiera con otras estructuras que se acoplan al anillo del tulipán, como es el caso del mástil con umbilicales para la tercera etapa y la carga útil (los umbilicales de las dos primera etapas están en la parte inferior), denominado VKM (Verjni Kabel-Machta).

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El ‘tulipán’ o plataforma 8U215. 1: anillo móvil; 2: apoyos principales; 3: viga de carga; 4: estructura de apoyo; 5: el ‘cinturón de fuerza’ que sujeta al cohete mediante cuatro ‘pétalos’; 6: mecanismo de giro de la plataforma; 7: umbilicales inferiores; 8: brazos (4) de apoyo inferiores (KBOM).
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Los brazos inferiores y los umbilicales vistos desde arriba (KBOM).
El tulipán de la Rampa de Gagarin de Baikonur.
El tulipán de la Rampa de Gagarin de Baikonur.
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Vista de los brazos superiores e inferiores del tulipán de la rampa del Soyuz-ST en Kourou (Arianespace).

Los dos tulipanes de Baikonur verían el lanzamiento del Sputnik y de todas las misiones espaciales tripuladas soviéticas, pero también se construyeron estructuras similares para las rampas de los cohetes Soyuz y Mólniya en Plesetsk. La rampa de Vostochni es sin embargo similar a la instalación de lanzamiento del  Soyuz en la Guayana Francesa. Al igual que esta, el tulipán de Vostochni, construido por la empresa Tyazhmash, ha sido pintado en azul y amarillo y, además, la carga útil será integrada con el lanzador en vertical mediante una torre de servicio móvil. Por contra, en Baikonur y Plesetsk la carga útil se integra en horizontal antes de llevar el lanzador hasta la rampa. La torre de servicio móvil (MBO) de 52 metros de altura es en estos momentos el único elemento importante de la rampa pendiente de ser finalizado.

El tulipán de Vostochni (Novosti Kosmonavtiki).
El tulipán de Vostochni antes de colocar los brazos superiores (Novosti Kosmonavtiki).
Brazos superiores del tulipán (Novosti Kosmonavtiki).
Brazos superiores del tulipán antes de ser colocados (Novosti Kosmonavtiki).
Vista al foso de la rampa de Vostochni (Novosti Kosmonavtiki).
Vista al foso de la rampa de Vostochni desde el tulipán (Novosti Kosmonavtiki).
Vista del tulipán desde abajo (Novosti Kosmonavtiki).
Vista del tulipán desde abajo (Novosti Kosmonavtiki).
El tulipán y el mástil con umbilicales para las etapas superiores (Novosti Kosmonavtiki).
El tulipán y el mástil con umbilicales para las etapas superiores (Novosti Kosmonavtiki).
La rampa de Vostochni (Novosti Kosmonavtiki).
La rampa de Vostochni (Novosti Kosmonavtiki).

El primer lanzamiento de un cohete Soyuz desde Vostochni está planeado para el próximo 25 de diciembre. Ese día despegará un Soyuz-2-1A/Volga con el satélite Mijaílo-Lomonósov a bordo. Y todo esto a pesar de las reiteradas acusaciones de corrupción que han empañado la gestión de las obras del nuevo cosmódromo. Recientemente, varios grupos de trabajadores anunciaron que no habían cobrado su sueldo durante varias meses y protestaron con pintadas en los techos de sus barracones. Pero, con corrupción o sin ella, Vostochni debe convertirse en el principal centro espacial de Rusia.

Pintadas de protesta de los trabajadores de Vostochni (
Pintadas de protesta de los trabajadores de Vostochni (ampravda-ru)

Vídeo sobre el cosmódromo de Vostochni:



23 Comentarios

  1. Cómo funciona exactamente la apertura del tulipán, lo empuja el propio cohete cuando genera el empuje suficiente, o tiene que ser accionado de manera sincronizada con el despegue?

      1. … en el vídeo de prueba de apertura hay un tío que tira de un tirafrictor !!!

        Como tenga que estar ahí en el lanzamiento, va pasar calorcito 😉

  2. Poco a poco lo van completando y así no dependen de Kazajistán.

    Esperemos que salgan cosas interesantes de esa base espacial / cosmódromo.

  3. hola daniel desde hace tiempo quiero preguntarte un par de cosa, la primera, cuanto se decidan hacer una rampa de lanzamiento para el angara se tardarían tanto como esta para el cohete Soyuz o se tardaron tanto (aparte de la corrupción) por que había que construir mas infraestructura como aeropuerto entre otras cosas
    y la segunda pregunta la rampa del cohete soyuz específicamente el pozo de donde despegan las naves como se calcula las dimensiones del mismo cuales son los requerimientos técnico a la hora de diseñarlo

  4. Me encanta, el sistema y el artículo, pero una cosa no entiendo: si el Soyuz -o el R7- no pudieran soportar su propio peso en tierra, tampoco podrían acelerar hacia arriba teniendo que soportar su peso + las aceleración de los motores. Algo se me escapa…

      1. ¡Gracias! Yo también me preguntaba lo mismo. O sea, que es como los Atlas, que tenían que presurizar los tanques de combustible, o si no colapsarían sobre sí mismos…

  5. Yo iba a hacer la misma pregunta. ¿Será porque la carga generada por la aceleración de los motores se reparte en la estructura interna, y si estuviera apoyado habría que “reforza” tambien la una zona externa de la estructura? Quiero decir que las cargas debidas al empuje de los motores aparecerán en la interfaz entre los motores y la estructura primaria, mientras que si lo apoyas te toca también reforzar los puntos donde lo apoyas. Con el sistema este de los pétalos, lo que veo es que simplemente se reparten bastante las cargas de apoyo, ya que tienes 8 puntos, 4 arriba y 4 abajo.

    1. En resumen, durante el lanzamiento los motores de los bloques laterales son mas potentes que los del bloque central. Eso hace que los bloques laterales arrastren el bloque centran, que aunque tiene sus propios motores no iría tan rápido si no estuviera enganchado a los laterales.

      Esto se traduce en que los bloques laterales ejercen unas fuerzas sobre el bloque central en el punto de enganche (en el punto en el que el pico de los bloques laterales se conecta con el bloque central), que junto a la fuerza de los motores del bloque central, compensa el peso y la fuerza inercial por la aceleración

      El equilibrio de fuerzas es completamente distinto a si el bloque central estuviera solo, o estuviera apoyado en el suelo.

      En un bloque central aislado, todo el bloque esta sometido a esfuerzos de compresión bajo su propio peso. Un esfuerzo nulo en la parte superior (donde no tienen nada encima que soportar) y que se va incrementando hasta la base, donde es el equivalente a todo el peso del bloque. El esfuerzo en la base se equilibra por la reacción del suelo, o la fuerza del motor. En un bloque que trabaje así, el espesor, o los refuerzos tienen que irse incrementando conforme nos acercamos al suelo.

      Si el bloque esta conectado a los bloques laterales (como el soyuz durante el lanzamiento) la parte desde lo mas alto hasta la conexión también trabaja a compresión, conforme aumenta el peso que tiene por encima. Pero en el punto de conexión los bloques laterales meten fuerzas hacia arriba. De ese punto hacia abajo hay una zona que trabaja a tensión (las partes inferiores son arrastradas hacia arriba, estiradas), hasta que mas abajo el peso vuelve a hacerlas trabajar a compresión, pero menos que si estuviera el bloque solo. Finalmente, el motor compensa el esfuerzo de compresión en la base, pero no es equivalente al peso del bloque central, porque parte ha sido absorbido por los bloques laterales.

      Un bloque que trabaje asi no necesita tanto refuerzo en la base, pero mas en el punto donde se conectan los bloques laterales.

      Cuando diseñaron el soyuz se dieron cuenta que sosteniéndolo del punto donde se enganchan los bloques laterales, se ahorraban los refuerzos necesarios para que se soportara de la base. Imitaban la configuración del lanzamiento en la rampa. Así que el soyuz no esta diseñado para soportarse apoyado en el suelo (con combustible).

      No es la limitación mas llamativa. La mayor parte de los lanzadores occidentales no pueden estar tumbados. Y el atlas no portaba la presión atmosférica si no tenia un gas a presión dentro.

      Lo que se hace por ahorrar peso…

  6. Como se retrase la torre de servicio, van a tener que revisar la lista de escusas que adujeron cuando fabricaron la de Guayana. No creo que valga aquella del “comando” que entró en la oficina técnica de la empresa rusa y robaron los planos “secretos”. 🙂

  7. Pregunto: los Rusos no utilisan el sistema de suprecion de sonido en base a agua como los Estadounidenses.? si es no como soporta entonces la estructura la vibracion de los motores

      1. En realidad no tiene nada que ver con los aceleradores solidos, el Saturno V lo utilizaba. Creo que en el caso ruso es porque la estructura de escape es abierta y las ondas de sonido no se reflejan a hacia el cohete, o si siemplemente no tiene tanto tamaño como para necesitarlo. Que un experto explique.

  8. Lo que yo no llego a entender es cómo los cuatro brazos superiores sostienen al cohete ¿Digamos que lo aprisionan? Están también los inferiores que supongo que soportan la mayoría del peso, pero no se si los de arriba sostienen también peso del Soyuz o se utilizan más bien para mantenerlo recto.

      1. Entonces en la zona por la que los brazos superiores sostienen el cohete deberá de ser muy fuerte, ya que por lo que veo no hay ningún sistema de cuñas ni nada por el estilo. Muchas gracias Daniel.

  9. yo soy la única persona que piensa que estos rusos pudieron acelerar los tiempos si en ves de construir dos rampas construyera una sola para el ANGARA si u vieran aprobado el ANGARA 3
    🙁

  10. ¿Por qué no construir una que permite el despegue de Anagara 7, ccaso en el futuro para resolver construirla? Me estoy imaginando un Angara 7 con etapas superiores criogénicas.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 16 junio, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Cohetes • Rusia