Las causas de la explosión del cohete Antares con la nave Cygnus Orb-3

Por Daniel Marín, el 5 noviembre, 2015. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • ISS • NASA ✎ 48

El 28 de octubre de 2014 un cohete Antares-130 de la empresa Orbital fallaba en pleno vuelo apenas quince segundos después de despegar. El cohete cayó a plomo sobre la rampa 0A del centro de lanzamiento MARS (Mid-Atlantic Regional Spaceport), situado en el estado de Virginia, aunque justo antes de impactar contra el suelo el sistema de destrucción fue activado desde tierra, evitando así que las instalaciones sufrieran daños mayores. En el accidente se perdió la nave Cygnus Orb-3, también de Orbital, con 2296 kg de carga útil destinada a la estación espacial internacional (ISS). Desde un primer momento se sospechó que el culpable del fallo era la planta motriz de la primera etapa, formada por dos motores NK-33 de fabricación soviética (comercializado en los EEUU bajo el nombre de AJ26).

Imagen de la explosión del Antares con la nave de carga Cygnus Orb-3 (NASA).
Imagen de la explosión del Antares con la nave de carga Cygnus Orb-3 (NASA).

Y, efectivamente, en el informe sobre el accidente recientemente publicado se confirma que el accidente fue culpa del motor. En concreto, se produjo una explosión en una de las turbobombas de oxígeno líquido que provocó la pérdida de empuje del motor y la siguiente caída del lanzador. Todo esto ya se sospechaba, ¿pero por qué falló la turbobomba? La comisión de investigación ha sido incapaz de determinar la causa precisa del accidente, pero apunta a tres posibilidades:

1- Diseño inadecuado: según la comisión, los motores NK-33 no fueron sometidos a las suficientes pruebas para integrarlos con el lanzador Antares y a las tensiones y fuerzas características de este vector. Una mala adaptación del motor al nuevo lanzador podría estar detrás del accidente (en este caso la responsabilidad sería de la empresa ATK Orbital).

Los dos motores NK-33 de la primera fase del Antares (NASA).
Los dos motores NK-33 de la primera fase del Antares (NASA).

2- Un objeto extraño: la pesadilla de todo ingeniero aeroespacial es que un objeto acabe en la turbobomba del combustible de un motor de altas prestaciones como el AJ26. La comisión detectó la presencia de cantidades titanio y sílice en la turbobomba que no deberían estar ahí, pero no hay ninguna prueba determinante de que un objeto extraño causase el fallo, aunque la posibilidad tampoco se puede descartar completamente.

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La turbobomba de un NK-33 (NASA).

3- Fallo de fábrica o fatiga de metal de la turbobomba: la comisión sí detectó defectos en la turbobomba similares a los presentes en otro motor NK-33 que falló durante una prueba en tierra. No hay suficientes datos para determinar si estos defectos son debidos a la fatiga del metal después de tantos años -no olvidemos que estos motores se fabricaron en los años 70 para el cohete N1 soviético- o a un fallo de fabricación. En cualquier caso, los defectos no son lo suficientemente graves para asegurar que fueron los responsables de la explosión.

Lanzamiento del Antares con la Cygnus Orb-3 (NASA).
Lanzamiento del Antares con la Cygnus Orb-3 (NASA).

Sea como sea, la conclusión de la comisión no afectará a los planes de la empresa ATK Orbital, que ya decidió en su momento prescindir de los NK-33 y sustituirlos por un nuevo motor ruso de fabricación reciente, el RD-181 de NPO Energomash (no confundir con el RD-180, también de Energomash, que emplea el Atlas V de la empresa ULA). Esta nueva versión del Antares se denominará Antares-200 y llevará dos motores RD-181 en la primera etapa. El uso de los RD-181 permitirá aumentar la capacidad en órbita baja del Antares de 6,1 toneladas a 7 toneladas. Puesto que el Antares-200 todavía no está listo, las naves de carga Cygnus OA-4 y Cygnus OA-6 serán lanzadas a la ISS por cohetes Atlas V de ULA en diciembre y marzo, respectivamente. La primera misión de un Antares-200 (versión Antares-230) tendrá lugar en mayo de 2016 y pondrá en órbita la nave Cygnus OA-5.

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Nuevo cohete de la serie Antares 200 con motores rusos RD-181 (Orbital).

Los problemas asociados a la vejez de las unidades de NK-33 disponibles ya habían provocado que la empresa rusa RKTs Progress también decidiese prescindir de este motor para su cohete Soyuz-2-1V, aunque en este caso será sustituido por el RD-193. Y es que el RD-181 del futuro Antares-200 no es otra cosa que una versión de exportación -vamos, simplificada- del RD-193, que a su vez es una versión mejorada del RD-191 empleado en el cohete Angará.

En definitiva, por lo que se ve ya podemos despedirnos para siempre del mítico NK-33, el último superviviente del fracasado programa lunar tripulado de la URSS. Al mismo tiempo que se ha hecho público el informe, hemos podido ver varias imágenes inéditas del accidente. Y la verdad es que impresiona bastante, y eso que el Antares no es un cohete de gran tamaño.

Despegue del Antares con la Cygnus Orb-3 (NASA).
Despegue del Antares con la Cygnus Orb-3 (NASA).
Otra perspectiva del lanzamiento (NASA).
Otra perspectiva del lanzamiento (NASA).
Momento del fallo (NASA).
Momento del fallo (NASA).
Otra perspectiva de la explosión inicial (NASA).
Otra perspectiva de la explosión inicial (NASA).
El Antares cae a la rampa tras el fallo del NK-33 (NASA).
El Antares cae a la rampa tras el fallo del NK-33 (NASA).
El cohete es destruido a pocos metros sobre el suelo (NASA).
El cohete es destruido a pocos metros sobre el suelo (NASA).
Por este motivo todos los centros de lanzamiento tienen una distancia mínima de seguridad (NASA).
Por este motivo todos los centros de lanzamiento tienen una distancia mínima de seguridad (NASA).
Tras la explosión (NASA).
Tras la explosión (NASA).
Así quedó la rampa 0A del MARS (NASA).
Así quedó la rampa 0A del MARS (NASA).

Vídeos del accidente:

Referencias:

  • http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/orb3_irt_execsumm_0.pdf


48 Comentarios

    1. Hombre, digo yo que les habrá dado el presupuesto y la cabeza para darles una pasadita antióxido, un cambio de juntas y algún que otro “detallito” más que se nos pueda ocurrir aquí 😛

    1. La telemetría y las imágenes ya dan indicaciones precisas de dónde mirar. La turbobomba es una de las partes más reforzadas del motor, y el modo de fallo seguramente dejó alguna impronta en las partes más involucradas:
      “loss of rotor radial positioning resulting in contact and frictional rubbing between rotating and stationary components within the Engine LO2 turbopump Hydraulic Balance Assembly (HBA) seal package. This frictional rubbing led to ignition and fire involving LO2 within the turbopump HBA. ”
      Aparte, pueden analizar y similar con detalle el comportamiento de esa zona, y también se basan en inspecciones a-priori de ese mismo motor, así como de otros que no han volado, u otros que se han probado en instalaciones fijas (de hecho, la tercera conclusión está fuertemente influenciada por el fallo que tuvo otro motor en 2014 y por defectos encontrados en otros motores que sufrieron ciclos de pruebas muy largos).

  1. Me llama poderosamente la atención lo diferentes que son las estrategias de Orbital y SpaceX. Orbital apuesta por minimizar el I+D: compra motores a Rusia para el Antares, compra el módulo de carga del Cygnus a Italia… SpaceX, en cambio, apuesta por hacerlo todo en casa: nada de externalizar ni de reaprovechar lo que han hecho otros. Son dos estrategias poco usuales en el mundillo astronáutico. El tiempo dirá quién se lleva el gato al agua (yo tengo debilidad por uno de los dos, para qué voy a negarlo…).

    1. Space x no desarrolla todo desde cero, por ejwmplo, el escudo térmico de la Dragon es una evolución del usado en las Apollo.
      Quiero decir, si, fabrican ellos pero sus desarrollos no parten de cero, parten de un punto muuuy avanzado.

      1. Hombre, a estas alturas de la pelicula, y dentro de la coheteria convencional, todo debe estar ya inventado. Me refiero a los conceptos básicos. Y se trata simplemente de rediseños. Es como si una nueva empresa de automoción quisiera diseñar un coche desde cero. Los ingenieros ya saben que un coche tiene ruedas, un chasis y un motor. Y a partir de ahí se trata de pulir las cosas. Lo dificil fue en los años 50-60, dónde sí se partió de cero y por eso se veían tantos cohetes fallar.

        1. El tema de ingenieria, no es que está todo inventado, es un tema de patentes y de aleaciones.
          El gran problema de los aviones de guerra chinos, son los motores. No saben hacer las aleaciones para que los motores les duren, por eso usan motores rusos, tener ese conocimiento, que es i+d, es lo que cuesta.
          Lo mismo pasa con Space X, la NASA le dio un montón de i+d, no es lo mismo que te pasen la investigación de años sobre escudos que tu empiezes de cero. Aunque sepas que tienes que poner un escudo.
          Por eso los chinos han comprado la información a los rusos para poder hacer su cápsula. A partir de ahi, que ya tendrán una experiencia aplicada, van a desarrollar un sistema totalmente chino, que no lo veo nada mal.
          Es

    2. Orbital es una low cost de toda la vida, y pese a todo lo que se dice está todo muy medido y supercontrolado, simplemente se exprime el limón al límite incluyendo condiciones laborales. Space X es un puro postureo y un marketing ideológico, de low cost no tiene nada y las columpiadas que hacen me sorprendería que acabasen mal (la otra opción es “peor”). Todo son estrategias económicas y políticas, no técnicas, porque las leyes de la física son iguales para todos.

        1. Si me lo preguntas en serio, el tema del dinero va por un lado y los resultados de los engendros por otro. Por ejemplo, invertir en ciertas cosas que acapararon portadas pudo haber sido buena idea si tienes quien te avise para que antes de que haya el petardazo deshaces posiciones. Si no tienes, pues ya ves los cientos de miles de afectados. No digo que estos dos vayan a acabar así (no lo creo, pero este riesgo está siempre encima de la mesa), pero tampoco sé qué quieres que te diga.

          En general, eso es un casino (es decir: un timo), a veces es lo más importante de un tinglado (su único propósito), a veces es un colateral, siempre cuenta eso está claro. Yo lo único que te puedo decir es que en el casino siempre gana la banca, porque está montado así (si no, no habría casinos), que alguien de francotirador pueda arañar algo, no te digo que no, no lo sé honestamente, pero vamos, lo que es hacer rotos te esperan en la puerta para romperte las piernas, literal. Suelen ser edificios aislados y no se puede salir por tejados contiguos.

          Ellos (todos, en general) quieren tu pasta para hacerse ricos ellos, no para que te hagas rico tú. Que te puedan dar migas por aquello de no echar abajo todo el chiringo es una cosa, lo de los pelotazos está vinculado siempre a la gente de la cuerda.

          Vamos, el que se va a hacer rico es Elon, eso no te quepa duda. A no ser que tenga un accidente, aparezca flotando en la piscina o otra suerte de escenarios similares nada originales. Como decía un dibujo animado de Vil Gates en algún recorte de YouTube que vi por ahí, “a ver si se cree que me he hecho rico firmando cheques”.

  2. Que mal tienen que estar, para usar motores construidos en los setenta.
    Supongo que los de ahora estarán mucho más evolucionados.

    A pesar del desastre, debo reconocer que las imágenes de la explosión son preciosas.
    ¡Qué colorido!, ¡qué contrastes!, ¡cuanta belleza en una explosión!

  3. hablando de reaprovechar cosas, que opinais de que fuese necesario volar de nuevo para hacer una misión de rescate con uno de los transbordadores, sería factible poner a andar los que estan en los museos o nada de nada??, a

    1. Poner a volar un cacharro de esos no es sacar un coche viejo del garaje a ver qué pasa. No es sólo revisar exhaustivamente el tingladillo, es que el personal de tierra necesario para que eso vuele es un pequeño ejército y no se convoca por Guassap. Toda la infraestructura detrás de una obra mínimamente serie de ingeniería… es una obra humana, en el más pleno sentido de la palabra.

      Hace poco se jubilaban los últimos de Filipinas de las Voyager. No es tema de coña, por ejemplo, los códigos de programación son del año de la ventosidad, nadie hoy en día está familiarizado ni remotamente, el valor que tiene un profesional con una experiencia en eso es simplemente irreemplazable. Lo mismo para toda la estructura, los que han participado en la construcción, los que conocen sus límites por haber trajabado en ella… un profesional de cero tarda meses en tener un cuadro a base de planos e informes técnicos y nunca será lo mismo. Pese a lo que diga cierto sonormal campeón del mundo de ajedrez, la experiencia está siempre minusvalorada (y mal pagada en general), pero bueno él que va a decir.

      Yo creo que en pocos años es imposible que vuelen, simplemente. Saldría más barato y menos complejo hacerlo con cualquier otra cosa. Aunque el ejemplo es un poco pasado de rosca, ahora mismo dudo que haya nadie que sea capaz de llevar un barco de vapor de esos de hace más menos un siglo, otra cosa es que eso sea relativamente sencillo y asequible. Pero una lanzadera ni es sencilla nii es asequible.

        1. Pues políticamente (sin acritú ninguna, en serio, que diría el otro), debes tener una diarrea mental de cojones, primero porque Pablemos está en las antípodas de mis opiniones ídem, que no hacen al.caso, y eso ya siendo generosos y limpiando el descomunal ruído calientaorejas de fondo de esa tropa que.no son más que una franquicia, y respecto a Tarantino el día que me entere de qué van sus bodrios, porque las de Peckinpah son igual de violentas pero el tío al menos es claramente fascista, pero el amigo Quentin parece que solo va de enfant terrible y provocador de pacotilla.
          Más bien si te parece muy raro lo que digo hasta el punto de compararlo con dos productos comerciales de supermercado vendidos bajo la etiqueta de cosa radical y extrema (y no es más qus bazofia prensada estilo surimi ultrasobrevalorada), yo más bien revisaría mi conjnto de prejuicios porque provocan un escoramiento bastante indeseable para los propios intereses.

  4. Lo que me llama mucho la atención es que habían elegido como motor un motor que ya no se fabrica, no parece tener sentido… en fin.

    Un off-topic que me pareció interesante, yo ya sabía que la Argentina había enviado un mono al espacio, pero no sabía que había sido el 4to país del mundo en enviar un ser vivo en un vuelo suborbital, los 60 no solo fueron la época dorada espacial de las superpotencias jeje:

    http://www.rumbosdigital.com/locura-web/esta-es-la-historia-del-mono-juan-el-primer-astronauta-argentino

    Vale, no llegó técnicamente al “espacio”, pero cuenta igual como logro…

    1. Sobre eso de elegir un motor que no se fabrica me parece que además tienen la información técnica para fabricarlo y los permisos para fabricarlo en USA (Daniel seguro que sabrá al dedillo si es cierto o no y los detalles) pero prefirieron ir gastando los motores que ya hace 40 años que estaban depositados y guardados en un almacén antes de fabricar alguno de nuevo y con más modernos y mejores controles de fabricación… Una ganga vamos, que como ha acabado saliendo…

  5. Y como siempre desde los EEUU la culpa sera de la extinta URSS. cuando se aprovechan de su tecnologia. cuando las cosas salen bien renombran los motores con siglas americanas y cuando fallan despues de decadas almacenados la excusa es que son rusos.

  6. Despues de 25 años tanta historia y tanto enredo para que EEUU siga usando tecnologia sovietica.A cada mes que pasa peor pinta tiene la exploracion espacial.Va a llegar el 2100 y seguiremos sin salir de la orbita baja.puffff…

  7. Una duda, que método es el habitual para “destruir” cohetes con problemas en el lanzamiento. ¿Pequeñas cargas explosivas? ¿Un minion? jaja, no se si alguien lo sabe.

  8. Off topic:

    Hace tiempo leí a un compañero en los comentarios hablar de subir lanzadores o cohetes a la alta atmósfera mediante globos…pues parece que esta compañía Española, ha pensando lo mismo:

    http://www.xataka.com/espacio/bloostar-la-tecnologia-espanola-para-poner-satelites-en-orbita-mas-cerca-de-hacerse-realidad

    De momento solo es para nano satélites, pero a largo plazo si triunfa no descarto que pueda tener aplicaciones más grandes…

    un s2

  9. En fin no esta claro si le gane o no la apuesta a TEXMARY 😛
    no me soprenderia que orviter la vuelva a cagar (esta empresa no tiene experiencia en cohetes de combustible liquido) y que SPACEX o BOING se garanticen el duopolio del transporte de suministros ala ISS.

  10. Daniel, me encanta la tercera foto que has puesto en el post. Siempre han llamado especialmente mi atención las turbobombas de los motores-cohete de propulsante líquido. Desde un punto de vista estrictamente técnico, son unos cacharros increibles.
    El “juguete” de la foto en concreto desarrolla una potencia de 46.000 caballos y gira a 18.500 rpm: Es fácil imaginar los retos de ingeniería que habrán tenido que resolver sus diseñadores para crear algo así.

      1. Tienes mucha razón. Aunque eso es algo que ya doy por descontado: Para mí está muy claro que la supuesta especie inteligente a la que pertenecemos hizo cosas alucinantes hasta 1975 -más o menos- (Sputnik, Gagarin, Saturno V, Apollo, MIR, Space Shuttle, Buran, Energia, Concorde, SR-71, …) y, a partir de ahí, nos hemos dedicado a orbitar aldedor de intereses puramente económicos, dejando de lado prácticamente cualquier reto técnico o tecnológico (al menos en los campos que a mí me interesan) que nos hubiera permitido continuar avanzando al ritmo que lo hicimos en las décadas anteriores.

  11. Estimado Profesor Marín; el nivel de sus análisis es excelente, fue muy provechosos encontrar su blog. Le estaré siguiendo, probablemente, por mi interés en la historia de la astronáutica y, de animarme, haré algunos comentarios sobre el status de Argentina en los 60s. Muchas Gracias Profesor.

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Por Daniel Marín, publicado el 5 noviembre, 2015
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