Lanzamiento del satélite Elektro-L 2: ¿el fin del cohete Zenit?

Por Daniel Marín, el 12 diciembre, 2015. Categoría(s): Astronáutica • Lanzamientos • Rusia ✎ 27

La agencia espacial rusa Roscosmos ha llevado a cabo el que bien podría ser el último lanzamiento del cohete Zenit, el lanzador con el motor de combustible líquido más potente jamás construido. El 11 de diciembre de 2015 a las 13:45 UTC despegó un cohete Zenit-3F (Zenit-3SLBF/Fregat-SB) con el satélite meteorológico ruso Elektro-L nº 2 desde la rampa PU-1 del Área 45 del cosmódromo de Baikonur (GIK-5). La órbita inicial fue de 164 x 539 kilómetros y 51,4º de inclinación. Este ha sido el único lanzamiento de un cohete Zenit en 2015 y el tercero de la versión 3F.

¿Último lanzamiento del Zenit? (Roscosmos).
¿Último lanzamiento del Zenit? (Roscosmos).

¿El fin del Zenit?

El cohete Zenit se fabrica conjuntamente entre Ucrania y Rusia y en los últimos años ha sido operado por el consorcio internacional Sea Launch (para lanzamientos desde el océano Pacífico) y su filial Land Launch (para misiones desde Baikonur). La quiebra de Sea Launch en 2010 provocó que la empresa rusa RKK Energía, que ya participaba en Sea Launch, se hiciera con el control total del consorcio. Desgraciadamente, las dificultades económicas por culpa del enfrentamiento judicial con Boeing y los problemas técnicos, como la pérdida del Intelsat 27 en 2013 por un fallo del lanzador, han provocado el cese de operaciones de facto de Sea Launch, aunque en teoría la empresa sigue en activo.

A pesar del declive de Sea Launch, RKK Energía y Roscosmos seguían confiando en el Zenit como caballo de batalla para varias misiones científicas. No en vano, el Zenit es un cohete con una capacidad de carga situada entre el Soyuz-2 y el Protón-M, por lo que permite lanzar cargas más pesadas que el Soyuz y es más barato que el Protón. Sin embargo, en 2014 el conflicto en Ucrania trajo consigo la decisión por parte de Roscosmos de cancelar el mayor número posible de proyectos espaciales con el país vecino. Pese a todo, la empresa RKK Energía ha intentado salvar el Zenit a toda costa, principalmente porque este lanzador es su última oportunidad de participar en el mercado de lanzadores espaciales y porque es dueña de la empresa NPO Energomash, encargada de fabricar el motor RD-171M de la primera etapa del Zenit.

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El Zenit usado en esta misión (Roscosmos).

En teoría todavía hay dos lanzamientos del Zenit previstos desde Baikonur, uno para poner en órbita el satélite ucraniano Lybid y el otro para lanzar el observatorio astronómico ruso-alemán Spektr-RG. A día de hoy el proyecto Lybid está muerto y hay numerosos rumores de que Roscosmos planea usar un Protón-M para el Spektr-RG. De confirmarse estas noticias, el de ayer habría sido el último lanzamiento del cohete Zenit, desarrollado en la Unión Soviética en los años 70 dentro del marco del proyecto Energía-Burán. El Zenit debía haber sido uno de los lanzadores estrella del programa espacial soviético e incluso estaba planeado que lanzase la nave tripulada Zaryá, la sustituta de la Soyuz. Con el Zenit desaparece también el RD-171, el motor de combustible líquido más potente de la historia, obra de Valentín Glushkó. Aunque su tecnología se continuará usando en los RD-180, RD-181 y RD-191, entre otros, no cabe duda de que se trata de una gran pérdida.

Elektro-L nº 2

El Elektro-L nº 2 o Elektro-L 2 (Электро-Л № 2) es un satélite meteorológico geoestacionario de 1855 kg (con 264 kg de propelentes) construido por NPO Lávochkin para la agencia espacial rusa Roscosmos usando la plataforma Navigator. Elektro-L está dividido en dos partes: por un lado está la plataforma Navigator, también denominada BMSS (Базовой Модуль Служебных Систем, ‘módulo base de los sistemas de servicio’) con la aviónica, paneles solares y sistemas de orientación y, por otra, la sección de carga útil denominada KTsA (Комплекс Целевой Аппаратура, ‘complejo para el equipamiento útil’) con instrumentos para obtener imágenes multiespectrales de la Tierra, así como los sistemas de comunicaciones. Los instrumentos principales son la cámara MSU-GS (Multispectral Imager, con 10 bandas de observación) y el GGAK-E (Space Environment Prober), para estudiar la radiación solar. El Elektro-L 2 incluye antenas para el servicio de emergencia marítima SARSAT-COSPAS y estará situado en la longitud 77,8º este, sobre el océano Índico, desde donde observará continuamente Rusia y el continente asiático. Su vida útil es de diez años.

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Elektro-L 2 (NPO Lávochkin).

La cámara multiespectral MSU-GS tiene como objetivo obtener imágenes del disco de la Tierra con un ángulo de 20º en el visible (tres canales espectrales en 0,5-0,9 micras con una resolución de 1 km) y en el infrarrojo (siete canales en 3,5-12,5 micras con una resolución de 4 km). La cámara obtendrá una imagen de la Tierra cada 30 minutos, aunque en caso de emergencia se puede reducir el tiempo a 10-15 minutos.

Partes del Elektro-L 2 (NPO Lávochkin).
Partes del Elektro-L 2 (NPO Lávochkin).

Elektro-L nº 2 debe sustituir al primer ejemplar Elektro-L, lanzado en 2011, y que ha experimentado varios problemas técnicos a lo largo de su vida útil. El proyecto Elektro-L nació en 2001 con el objetivo de devolver a Rusia la capacidad de disponer de un satélite meteorológico en órbita geoestacionaria y sustituir así a la serie de satélites meteorológicos geoestacionarios Elektro (11F652) de los años 90. Pese a tener un nombre similar, los Elektro estaban fabricados por la empresa NPP VNIIEM, no por NPO Lávochkin (de ahí la ‘L’ de Elektro-L). Sólo se lanzaría un ejemplar de la serie Elektro en 1994 (Elektro 1L), pero nunca llegó a ser operativo al 100%. En 1998 dejó de funcionar y el proyecto fue cancelado. El sistema Elektro-L complementa a los satélites meteorológicos Meteor-M, situados en órbitas polares. A finales de 2016 está previsto el lanzamiento del tercer Elektro-L, que deberá despegar con un Protón-M. Aunque más caro, el uso del Protón permitirá aumentar la masa de combustible del satélite hasta alcanzar una masa total de 1900 kg, lo que traerá consigo un aumento de la vida útil del satélite.

Elektro-L 2 (Roscosmos).
Elektro-L 2 (Roscosmos).

Cohete Zenit-3F

El Zenit-3F (Zenit-3SLBF/Fregat-SB) o Zenit-3M es una versión del cohete 11K77 Zenit que emplea una etapa superior Fregat-SB de NPO Lávochkin en vez de la tradicional Blok-DM de RKK Energía. El Zenit-3F es un lanzador de tres etapas con unas dimensiones de 4,1 x 57,8 metros y una masa al lanzamiento de 473 toneladas (Zenit-3SLB). El Zenit 2 -versión sin tercera etapa- es capaz de situar 13,74 toneladas en órbita baja (LEO), mientras que el Zenit-3SL (Zenit-3 de Sea Launch) es capaz de poner 2,9 toneladas en órbita geoestacionaria (GEO) o 6,16 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) lanzado desde el ecuador.

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Cohete Zenit (Sea Launch).

Las dos primeras etapas queman queroseno y oxígeno líquido y son similares a las empleadas por el Zenit-3SLB de Land Launch y reciben la designación conjunta de Zenit-2SB80 (variante del Zenit-2). Estas etapas son construidas por PA Yuzhmash en Dnepropetrovsk, Ucrania, según el diseño de KB Yuzhnoe. La primera etapa (11S771, Zenit-2SB80-1) tiene unas dimensiones de 32,9 x 3,9 metros, una masa de 353 toneladas al lanzamiento (33,9 toneladas en seco) y emplea un motor RD-171M de cuatro cámaras de combustión. Fabricado por la empresa rusa NPO Energomash, es el motor de combustible líquido más potente jamás construido. Tiene un empuje de 7259-7908 kN y un impulso específico de 309,5-337,2 segundos. Puede reducir su empuje hasta un 74% del nominal y permite el control del vehículo en sus tres ejes gracias al movimiento de sus toberas, sin necesidad de motores vernier.

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Cohete Zenit (Sea Launch).

La segunda etapa (11S772, Zenit-2SB80-2) tiene unas dimensiones de 10,4 x 3,9 metros, una masa de 89,5 toneladas (9,3 toneladas en seco) y hace uso del RD-120 (11D123) (no confundir con el RD-0120 empleado en el Energía). Con sus 350 segundos de impulso específico y 834 kN, es uno de los motores de queroseno/LOX para etapas superiores más eficientes y potentes que existen. Fue desarrollado específicamente para el Zenit y puede reducir su empuje hasta el 78% del nominal. El RD-120 también fue diseñado por NPO Energomash (Rusia). La segunda etapa usa un motor vernier RD-8 (11D513) de cuatro cámaras con un empuje de 78 kN fabricado por la empresa ucraniana KB Yuzhnoe. El tanque de queroseno de esta fase tiene una curiosa forma toroidal y rodea al motor para ahorrar espacio.

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Motor RD-171M (NPO Energomash).

La tercera etapa se denomina Fregat-SB y es una variante de la etapa Fregat empleada en los cohetes Soyuz con un tanque adicional desechable SBB (Sbrasibaemi Blok Bakov), un esquema similar al usado por la etapa Briz-M de Khrúnichev. Tiene unas dimensiones de 2,40 x 3,875 metros y ha sido construida por NPO Lávochkin. Su masa es de 1410 kg, de los cuales 360 kg corresponden al tanque toroidal desechable. Puede cargar hasta 7100 kg de combustible. Emplea combustibles hipergólicos y su motor S5.98M tiene un empuje de 1400-2000 kgf y un Isp de 333,2 s. La Fregat-SB necesita normalmente tres encendidos para colocar la carga útil en una órbita final de transferencia geoestacionaria (GTO).

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Etapa Fregat-SB, con el tanque desechable abajo (NPO Lávochkin).

Operaciones del Zenit

El Zenit se lanza desde la rampa PU-1 del Área 45 de Baikonur, ya que la rampa contigua PU-2 resultó destruida tras un lanzamiento fallido en los años 90. El Zenit puede ser lanzado en tres direcciones (azimuts) para conseguir tres inclinaciones orbitales en órbita baja, aunque la preferida es la de 64,2º, que permite aprovechar la rotación terrestre al máximo para alcanzar una órbita baja de 51,4º. Otras direcciones son posibles, pero están vetadas para evitar el impacto de las primeras etapas cerca de zonas habitadas. Las operaciones de montaje e integración del vehículo se realizan en el edificio MIK del Área 42, de forma similar a las antiguas operaciones con los Zenit-2 y 3 en época soviética.

Complejo de procesado del Zenit en Baikonur (Google Earth).
Complejo de lanzamiento del Zenit en Baikonur (Google Earth).
Azimuts de lanzamiento del Zenit desde Baikonur (Land Launch).
Azimuts de lanzamiento del Zenit desde Baikonur (Land Launch).
Trayectoria de lanzamiento nominal desde Baikonur (Land Launch).
Trayectoria de lanzamiento nominal desde Baikonur (Land Launch).

Primera y segunda etapa del lanzador en Baikonur:

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Procesado del satélite:

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Carga de combustible de la Fregat:

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Integración e inserción en la cofia:

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Integración con el lanzador:

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Traslado a la rampa y lanzamiento:

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Trayectoria y etapas del lanzamiento:

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Fases del lanzamiento:

  • T+0: despegue.
  • T+02:25: separación de la primera etapa.
  • T+05:17: separación de la cofia.
  • T+08:34: apagado de la segunda etapa.
  • T+08:35: separación de la segunda etapa.
  • T+1 h 13:39: encendido de los motores de orientación de la Fregat.
  • T+1 h 14:34: primero de los tres encendidos del motor principal de la etapa Fregat.
  • T+8 h 57:53: separación del satélite.

 

Vídeo sobre el Elektro L-2:

 

Vídeo del traslado a la rampa:

Vídeo del lanzamiento:



27 Comentarios

      1. Ah. Gracias (que lo digo poco). Esto está mejor

        En las antiguas parece que hay algún componente nuevo entre todo eso (en alguna foto entre tanto material oxidado hay alguna cosa que se ve bien, tal vez por el material utilizado de fabricación) y hay cosas que deben valer un pastón

        Mejor lo poco que se ve en esa web …

        Encuentro bastante complicado encontrar fotografías de las actuales instalaciones por dentro en la red… Supongo que tienen muchas cosas reservadas al hacer «maquinaria sensible»

  1. Maldita sea, un cohete polivalente, potente y con un diseño tan sencillo… fabricado en serie podría jubilar al Soyuz y con un par de aceleradores al Protón. Estoy seguro que el Falcon9 se basó en este lanzador, hasta se montan y levantan igual.Y dejar morir el motor…

    1. No se que ha ocurrido ni se he dicho algo inapropiado o he pulsado mal algún botón. NO tengo ni idea. Bueno decía (inseguro claro) que

      Supongo que la cosa en el futuro irá sobre esta nueva familia http://spaceflight101.com/spacerockets/angara-a5/

      Lástima de cacharro pero ¿no tenía bastantes fallos? umm
      Tiene buena pinta para un lanzador de abastecimiento para la ISS, estaciones espaciales y naves espaciales de verdad.

      Mirando sobre motores rusos por la red he encontrado esto http://terraoko.com/?p=73173

    2. Murdok, este cohete durante su fase comercial (SeaLaunch serv.) dió numerosos problemas ya que no alcanzaba tasas de fiabilidad adecuadas; además del rating en fracasos de lanzamientos se le culpó -no se si con razón- de provocar averias durante la fase de separación del satélite.
      Tampo la URSS se atrevió a darle status de lanzador para vuelos tripulados, asi que sustituir al Soyuz, ni en sueños.

      1. Tomemos el caso del lanzador Protón que un paso fiable para dar problemas o el reciente caso de problemas Canopus-ST.Estos hijo problemas de construcion que puede resolverse.

  2. Es un lanzador excepcional sinceramente, sería una lástima perderlo, la única queja que tengo con respecto al mismo es la combinación de colores que utilizaba Land Launch para la cofía jaja, ¿a quien se le ocurrió pintar un cohete así? parece un lápiz de color, horrible… Saludos!!

    1. No se sabe. Hay rumores de que se podría vender a China o que Energía podría usarla para lanzar otro cohete desde ella, como el Angará o el Soyuz. Pero ahora mismo la opción de chatarra es la que suena más fuerte.

  3. lamentavel.Zenit sigue el destino de su hermano mayor, Energia.Pregunto que el futuro tendrá la industria aeroespacial de Ucrania sin merca de la Rusia y sus aliados? No creo que los competidores europeos espacço para ella.

  4. Rusia fabrica los motores, controla la plataforma de lanzamiento marítimo y tiene acceso a la de Baikonur.
    es un cohete eficiente
    se podría desarrollar a partir de el fácilmente una familia de lanzadores pesados
    no creo que a la federación rusa le costase fabricar una versión totalmente rusa

    larga vida al зенит!!

    1. El problema es que el futuro lanzador (semi)pesado ya ha sido aprobado y será el Angará A5V de Khrúnichev. En el blog ya hemos hablado de varios proyectos de lanzador pesado basado en el Zenit propuesto por Energía, pero ninguno ha salido adelante.

      1. как жаль!!
        yo sigo pensando que Rusia no puede desperdiciar la oportunidad de desarrollar un fantástico cohete como este y toda la infraestructura que ya tiene a su disposición.

        Salud

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