La empresa Orbital ATK volvió a lanzar el 6 de diciembre de 2015 a las 21:44 UTC una nave de carga Cygnus hacia la estación espacial internacional (ISS) después del fracaso catastrófico del año pasado que provocó la pérdida de la Cygnus Orb-3. Eso sí, en esta ocasión se ha usado por primera vez un cohete Atlas V de la empresa ULA en vez del Antares de Orbital de acuerdo con el contrato firmado entre ambas compañías. La nave Cygnus OA-4 (CRS-4), con 3513 kg de carga útil, despegó desde la rampa SLC-41 de Cabo Cañaveral mediante un Atlas V 401 (misión AV-061) después de varios retrasos consecutivos. La Cygnus OA-4 ha sido bautizada como SS Deke Slayton II y es la primera nave Cygnus dotada de un módulo presurizado EPCM de gran tamaño y paneles solares circulares UltraFlex desarrollados originalmente para la nave Orión de la NASA. La órbita inicial fue de 234 x 237 kilómetros de altura y 51,6º de inclinación. Este ha sido el 60º lanzamiento de un Atlas V y el noveno en 2015. También ha sido la 164º misión que se ha acoplado con la ISS.

Dentro de la Cygnus OA-4 viajan los minisatélites SIMPL, CADRE, Flock-2e 1 al 12, Nodes 1 y 2, MinXSS 1 y STMSat 1, que serán lanzados en una fecha posterior desde el módulo japonés Kibo de la ISS. La Cygnus OA-6 también será lanzada mediante un Altas V, mientras que el resto de Cygnus usarán el nuevo cohete de Orbital Antares-230 dotado de motores de fabricación rusa RD-181. El uso de los Atlas V ha permitido incrementar la carga útil de la Cygnus en casi una tonelada.

Tras dos días y seis maniobras propulsivas, la Cygnus OA-4 ha sido capturada hoy miércoles día 9 de diciembre a las 11:19 UTC por el brazo robot de la ISS, operado por el ingeniero de vuelo Kjell Lindgren de la Expedición 45 (formada por Mijaíl Kornienko, Oleg Kononenko, Scott Kelly, Serguéi Vólkov y Kimiya Yui (JAXA), además de Lindgren). Posteriormente, la Cygnus OA-4 fue acoplada a las 14:26 UTC con el puerto nadir del módulo Unity de la ISS, a diferencia de misiones anteriores, que han usado el módulo Harmony. La escotilla entre la estación y la Cygnus será abierta por el comandante Scott Kelly mañana.

Cygnus OA-4

Cygnus OA-4 es una nave de carga automática de 7492 kg diseñada por Orbital ATK para acoplarse al segmento norteamericano de la ISS. Es el primer ejemplar avanzado de la nave Cygnus, con una masa al lanzamiento considerablemente superior a sus predecesoras (de 4900-5600 kg). La nave está dividida en dos secciones, el módulo presurizado EPCM (Enhanced Pressurized Cargo Module) de 27 metros cúbicos (en vez de los 18,9 metros cúbicos de los PCM de primera generación) y el módulo de servicio SM con la aviónica y el sistema de propulsión.

En esta misión la Cygnus OA-4 transportaba 3513 kg de carga útil (3349 kg sin el empaquetado) y 828 kg de propelentes. El módulo presurizado tiene una longitud de 5,1 metros y un diámetro de 3,05 metros, mientras que el módulo de servicio tiene un diámetro de 3,23 metros y 1,29 metros. Este último módulo está provisto de dos paneles solares UltraFlex de arseniuro de galio capaces de generar unos 3,5 kilovatios, así como un motor BT-4 fabricado por la empresa japonesa IHI. El EPCM 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 ATK.

El segmento presurizado dispone de una escotilla de acoplamiento CBM (Common Bething Mechanism), de forma similar a la nave Dragon de SpaceX o el HTV japonés, por lo que al igual que estos vehículos no puede acoplarse con la estación automáticamente y necesita que la tripulación de la ISS la captura con el brazo robot. A diferencia del HTV o la Dragon, la Cygnus es incapaz de llevar carga no presurizada. 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 66 días a la ISS. 

Manifiesto de carga de la Cygnus OA-4

Carga útil total: 3513 kg (3349 kg sin el empaquetado).

• Instrumentos científicos: 847 kg.
• Víveres para la tripulación: 1181 kg.
• Equipamiento para paseos espaciales: 227 kg.
• Equipamiento informático: 87 kg.
• Equipamiento tecnológico: 1007 kg.

Cohete Atlas V

El Atlas V es un cohete de dos etapas que puede incorporar aceleradores de combustible sólido. La primera fase es un CCB (Common Core Booster) de 3,81 m de diámetro y 32,48 m de longitud. El CCB está fabricado en aluminio y tiene una masa inerte de 21277 kg. Emplea oxígeno líquido y queroseno (RP-1) con un motor de dos cámaras de combustión RD-180 construido en Rusia por NPO Energomash. El RD-180 tiene una masa en seco de 5400 kg, un impulso específico de 311,3 (nivel del mar) – 337,8 s (vacío) y un empuje de 390,2 toneladas (nivel del mar) – 423,4 toneladas (vacío).

La primera etapa puede incorporar entre cero y tres cohetes de combustible sólido (SRB) de 1,55 m x 19,5 m, con 1361 kN de empuje cada uno (y un Isp de 275 s). Las toberas de cada SRB están inclinadas 3º. La segunda etapa es la última versión de la clásica etapa criogénica Centaur (oxígeno e hidrógeno líquidos). Tiene 3,05 m x 12,68 m y hace uso de uno o dos motores RL 10-A-4-2 (Isp de 450,5 s) que proporcionan 99,2 kN de empuje en la versión con un sólo motor (SEC) o 198,4 kN en la de dos (DEC). Tiene una masa inerte de 2,086 toneladas y está fabricada en acero. Posee además 8 propulsores de hidracina de 40 N y cuatro de 27 N para el control de actitud de la etapa.

Las versiones de los Atlas V se identifican mediante un número de tres dígitos: el primero (4 ó 5), indica el tamaño de la cofia (4 ó 5 metros de diámetro respectivamente). La cofia de esta misión se denomina LPF (Large Payload Fairing), ya que era la cofia de mayor tamaño usada en otras versiones antiguas del Atlas. El segundo dígito señala la cantidad de cohetes de combustible sólido empleados (entre cero y tres para el Atlas V 400 y entre cero y cinco para el Atlas V 500). El último dígito indica la cantidad de motores que lleva la etapa Centaur, uno o dos (actualmente no existan Centaur de dos motores). En el caso de este lanzamiento, se trataba de un Atlas V 401, es decir, incluye una cofia de 4 metros, ningún cohete sólido y un sólo motor en la etapa Centaur.

Preparación de la Cygnus e introducción de la carga útil:

Integración del lanzador:

Inserción en la cofia:

Integración con el lanzador:

Lanzamiento:

Acoplamiento con la ISS:

Vídeo de la misión Cygnus OA-4:

 

Montaje y carga de la Cygnus:

Lanzamiento: