Lanzamiento del satélite espía Topaz 4 (Delta IV M+)

Por Daniel Marín, el 13 febrero, 2016. Categoría(s): Astronáutica • Lanzamientos ✎ 32

El 10 de febrero de 2016 a las 11:40 UTC la empresa ULA (United Launch Alliance) lanzó un cohete Delta IV M+ (5,2) desde la rampa SLC-6 de la Base Aérea de Vandenberg en la misión Delta 373 con el satélite espía Topaz 4 (NROL-45). La órbita inicial fue de 1077 x 1084 kilómetros y 122,98º de inclinación y fue alcanzada después de una maniobra de cambio de azimut tras el despegue. Este ha sido el 31º lanzamiento de un Delta IV, el 23º de un Delta IV M y el segundo del tipo Delta IV M+ (5,2). Este es el segundo lanzamiento de un Delta IV M+ con motores RS-68A.

Lanzamiento del Topaz 4 (ULA).
Lanzamiento del Topaz 4 (ULA).

Topaz 4 (NROL-45)

El NROL-45 o USA-267 es un satélite espía de la NRO (National Reconnaissance Office) cuyo diseño es alto secreto. Los analistas creen que se trata del cuarto satélite de reconocimiento mediante radar de la serie TOPAZ, de ahí la denominación informal Topaz 4. Los TOPAZ también son conocidos como FIA-R (Future Imagery Architecture-Radar) y sustituyen a la serie ONYX/Lacrosse. No obstante, gracias a las filtraciones del ex analista de la NSA Edward Snowden sabemos que el verdadero nombre de este programa no es FIA-R, sino TOPAZ. El primer ejemplar (NROL-41) se lanzó en septiembre de 2009, en abril de 2012 despegó una segunda unidad (NROL-25) y el 6 de diciembre de 2013 fue lanzada la cuarta unidad (NROL-39).

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Posible aspecto de un satélite Topaz (Charles P. Vick/globalsecurity.org).

De acuerdo con los documentos de Snowden, está previsto lanzar un satélite TOPAZ adicional, el NROL-47 antes de que esta familia sea sustituida por la serie avanzada TOPAZ Block II. Los satélites TOPAZ están dotados de una enorme antena circular para el radar de apertura sintética de más de diez metros de diámetro y son capaces de obtener imágenes de la superficie terrestre independientemente de las condiciones meteorológicas o de iluminación. Sus prestaciones son secretas, pero se cree que su resolución es inferior a un metro. Los satélites TOPAZ pueden ser lanzados por cohetes Delta IV o Atlas V.

Entre 1988 y 2005 los EEUU lanzaron cinco satélites ONYX/Lacrosse de espionaje mediante radar mediante cohetes Titán IV. La nueva serie TOPAZ está situada a una órbita más alta con 123º de inclinación. Los cuatro TOPAZ lanzados hasta la fecha están situados en planos orbitales separados 90º entre sí.

Emblema del satélite (NRO).
Emblema del satélite (NRO).

Satélites TOPAZ:

  • TOPAZ 1 (NROL-41/USA-215): lanzado el 21 de septiembre de 2010 mediante un Atlas V 501.
  • TOPAZ 2 (NROL-25/USA-234): lanzado el 3 de abril de 2012 mediante un Delta IV M+ (5,2).
  • TOPAZ 3 (NROL-39/USA-247): lanzado el 6 de diciembre de 2013 mediante un Atlas V 501.
  • TOPAZ 4 (NROL-45/USA-267): lanzado el 10 de febrero de 2016 mediante un Delta IV M+ (5,2).
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Trayectoria de lanzamiento y primeras órbitas del TOPAZ 4 (http://satobs.org/seesat/).
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Órbitas de los cuatro satélites TOPAZ (http://satobs.org/seesat/).
Póster de la misión (ULA).
Póster de la misión (ULA).

Delta IV M+ (5,2)

El Delta IV M+ (5,2) es un cohete de dos etapas con una capacidad en órbita baja (LEO) de 14 470 kg en LEO y 5490 kg en GTO. Se trata de un lanzador EELV de la serie Delta IV con un sólo CBC (Common Booster Core) en la primera etapa, una segunda etapa de 5 metros de diámetro, una cofia de 5 metros y cinco cohetes de combustible sólido SRM (Solid Rocket Motor) GEM-60. Emplea hidrógeno y oxígeno líquidos en sus dos etapas y, al igual que el Atlas V, está basado en un diseño modular para acomodar distintas cargas útiles según en varias versiones del lanzador.

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Un Delta IV M+ (4,2)
Imagen 6
Versiones del Delta IV (ULA).

La primera etapa CBC tiene una masa de 226,4 toneladas y usa el motor criogénico RS-68 fabricado por Aerojet Rocketdyne (antes Pratt & Whitney Rocketdyne). El RS-68 fue diseñado durante los años 90 y tiene un empuje en el vacío de 3312 kN, muy superior al del SSME (2278 kN), lo que lo convierte en el motor criogénico más potente de la historia. La versión mejorada RS-68A, que debutó en 2012, tiene un empuje de en el vacío de 3560 kN (3137 kN a nivel del mar) y un empuje específico de 412 segundos. La segunda etapa del Delta M+ se denomina DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) y está basada en la del Delta III. Usa un motor RL10B-2, también fabricado por Aerojet Rocketdyne, con un empuje de 110 kN y un impulso específico de 462 segundos. Este motor está basado en el venerable RL-10 desarrollado a finales de los 50 y que ha sido usado también en los cohetes Atlas y en la mítica etapa Centaur.

Motor RS-68A (ULA).
Motor RS-68A (ULA).
Segunda etapa de los Delta IV (ULA).
Segunda etapa de los Delta IV (ULA).

El Delta IV M+ (5,2) usa dos SRM fabricados por Orbital ATK, también conocidos como GEM-60 (Graphite-Epoxy Motors), basados en los GEM-46 del Delta III. Funcionan durante 90 segundos y tienen 1,55 metros de diámetro, un empuje de 826,6 kN y un impulso específico de 275 segundos cada uno. En las versiones con cuatro cohetes de combustible sólido, dos de los SRM disponen de toberas maniobrables, mientras que los otros dos las tienen fijas.

Cofias usadas por el Delta IV M+ (ULA).
Cofias usadas por el Delta IV M+ (ULA).

El Delta IV M+ viene en tres versiones: (4,2), (5,2) y (5,4). El primer dígito representa el diámetro de la cofia y la segunda etapa, mientras que el segundo indica el número de cohetes SRM GEM-60 de combustible sólido. El Delta IV puede despegar desde la rampa SLC-37B de la Base Aérea de Cabo Cañaveral (Florida) o desde la rampa SLC-6 de la Base Aérea de Vandenberg (California), esta última diseñada originalmente para el transbordador espacial.

Características de las distintas versiones del Delta IV (ULA).
Características de las distintas versiones del Delta IV (ULA).
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Instalaciones de Vandenberg (ULA).
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Fases del lanzamiento de un Delta IV M+ a LEO lanzado desde Vandenberg (ULA).
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Rampa de lanzamiento SLC-6 (ULA).
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Rampa de lanzamiento SLC-6 (ULA).

El cohete en la rampa e integración con la carga útil:

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Lanzamiento:

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Vídeo de la llegada a Vandenberg:

Integración con la carga útil:

Vídeo del lanzamiento:



32 Comentarios

  1. Daniel, no me cuadra la referencia que das de 14 470 kg en LEO con el cuadro de características de la ULA ( 11 470 ).

    Por otro lado, muy curiosa esa maniobra de cambio de azimuth en el lanzamiento. Se ha dicho alguna vez que aun siendo mas caro, el Delta tiene capacidades que el Atlas no tiene. ¿Puede que sea este tipo de maniobras?

  2. Ami me párese increíble que se derochen esta cantidad de pasta en satélites militares al servicio de la plutocracia yanqui
    PD: daniel Ewar esnouden no era agente de la CIA sino de la NSA 😉

      1. me párese que en china no excite democracia pero tan poco los ricachones mandan y sobre Rusia si no lo a hace sus enemigos se los comen crudos

        1. En China Los ricachones y los que mandan son basicamente lo mismo,es una mezcla de comunismo politico y capitalismo salvaje en lo economico un jodido y extraño pupurri que lo mas extraño de ello es que funcione por lo menos hasta el dia de hoy bastante bien.

    1. Graciosísimo que digas que EEUU es una plutocracia y luego lo distingas de China y Rusia. Es de chiste.

      Porque supongo que sabes qué significa plutocracia…

      1. en muchos lanzamientos de delta IV incluido delta IV heavy he visto espuma arder después de despegar (y a veces con brillos de fuegos un rato) , este es el que más trozo. Supongo que no debe de ser relevante al no entrar calor al depósito, apagarse al rato, al ser material desechable, tal vez sea más económico así sin más protección y repercute en el margen de beneficio ¿cual es el precio real para la empresa de un cacharro de esos?

        Pero a veces me he preguntado si no les puede dar un susto por calentar demasiado alguna tubería o deberían de cambiar algo. Supongo que lo tendrán todo calculado pero creo que impresiona

    1. Parte de la espuma aislante del tanque quemándose, básicamente. La razón, sin embargo, es el hidrógeno líquido que queman los RS-68. Básicamente, tiene la mala costumbre de escaparse y acumularse alrededor del cohete durante las operaciones de llenado de los tanques, y cuando encienden los motores el exceso de hidrógeno alrededor de las toberas prende, envolviendo brevemente al cohete en llamas y dando en general bastante yuyu al que lo ve la primera vez.

      No es que lo supieran mientras lo diseñaban, pero es un fenómeno conocido y bastante estudiado (una de los rasgos distintivos del Dleta IV, de hecho, como las llamas anaranjadas del Proton o la alta aceleración del Vega). Al parecer, no es un problema para el tanque , así que no tomaron ninguna medida (que yo sepa) para limitar la pérdida y acumulación de LH2 antes del lanzamiento, o reforzar la espuma aislante. Supongo que dado que el combustible va a ser gastado rápido, no te importa mucho perder aislante en el tanque, o calentarlo, ya que la presión en el tanque empieza a bajar antes, en cuanto las turbobombas empiezan a funcionar.

      La shuttle, por ejemplo, tenía mecanismos para quemar este exceso de LH2, por aquello de que iba tripulada y tal, y la verdad es que del H-2 (que también usa una etapa principal con H2/LOX), ni idea porque no he visto muchos lanzamientos. Estoy intentando acordarme de un lanzamiento de Arianne (q también, «core» de H2/LOX), pero debemos de ser muy limpiucos, porque no me viene ninguna llamarada a la cabeza, la verdad. O me estoy acordando mal, que también puede ser.

      1. Buenas; no tiene que ver con hidrógeno filtrado, por lo que has dicho. Ni el Shuttle, ni el H-2 ni el Ariane 5 despegan al estilo cafre del Delta IV, y no olvidemos que la combustión del hidrógeno es mayormente invisible, y en las imágenes se ve claramente un color anaranjado. El color anaranjado/rojizo es particular de la llama del RS-68 porque usa una cámara de combustión con materiales ablativos para ahorrar costes frente al RS-25, que usando el mismo combustible producía una llama «limpia» e invisible.
        Aparte los generadores de chispas de la rampa de todos esos cohetes sirven para quemar cualquier hidrógeno suelto antes de la ignición y también durante, cuando las turbo-bombas no operan dentro de su rango nominal. Y ese es el problema del RS-68, que su sistema de ignición suelta mucho hidrógeno MIENTRAS está arrancando, más basto pero más simple de implementar que el sistema del RS-25. Este es un punto que requeriría un rediseño para hacer al RS-68 «man rated» como el RS-25.
        Por eso yo creo que la llama al despegue que envuelve todo el cohete se debe al propio escape del RS-68, ya sea de la tobera o del escape de la bomba, y no parece que haya un buen motivo para ello. Al menos por internet no he encontrado nada y en el manual del DeltaIV no se menciona.
        Supongo que los ingenieros debieron decir; «Si, despega de ese modo poco elegante, pero no es peligroso» y siguieron con el mantra «Si no está roto no lo arregles».

        Aquí un vídeo visto desde más arriba, donde se ve (entre 0:34 y 0:36) que las llamas salen a borbotones desde la trinchera una vez el motor ya esta girando:

        https://www.youtube.com/watch?v=JOfuKw7XEy4

        1. Sep, coge un color anaranjado nada propio de la combustión de hidrógeno, pero eso es porque las llamas son los suficientemente intensas como para quemar (de manera incompleta, de ahí que las llamas sean visibles y anaranjadas) el exterior de la espuma aislante del tanque.
          El ciclo del RS-68, que como comentas es distinto al del RS-25, tiene bastante poco que ver. La única diferencia es que la turbobomba del RS-68 emite productos de pre-combustión al aire y no a la cámara de combustión para «reciclarlos», pero ya. Visualmente, es una llama pequeñita como de un motor cohete, en la base del motor, que es prácticamente invisible al lado de la pluma del motor principal. El Falcon también las tiene, porque sus motores también usan un ciclo abierto de combustión en la turbobomba.
          Como digo, las llamas de los laterales del cohete que lo envuelven cuando todavía está en la rampa son producidas por el exceso de hidrógeno acumulado en la rampa, quemando espuma aislante. Visualmente impactante, pero poco más. No se si te he aclarado algo, o si de hecho buscabas una aclaración…

    1. Lo que pagarían muchos por pasarse ahí arriba años y años, y ahora este quiere volver jajajaja.

      Venga, no seamos malos, que cada uno ponga un céntimo «nigeriano» para que baje algún día.

  3. ¿Nadie se ha fijado en las siluetas de los soldados del póster de la misión ULA (NROL-45)? uno agachado y el otro detrás.
    ¿que diablos están haciendo? Me parece una actitud….digamos… poco digna para unos soldados. Deberían fijarse más en estos detalles que pueden dar lugar a malentendidos para gente con mucha imaginación.

    1. Test de Rorschach: unos ven cosas raras, yo vi a la primera la silueta clasica (y ya iconica) de un (uno solo) soldado rezando por su compañero caido. A mi me parece muy digno rezar ante la muerte de un compañero de armas, a pesar de que no profeso ninguna religion.

  4. Cuál es la razón para no crear un vector que utilice un array de common core booster mayor, por ejemplo con más de 5 elementos, como en un semiorca hormonado?
    No aumentaría la capacidad de carga con menor complejidad que el SLS?

    1. La idea del SLS era el uso de las instalaciones, recursos y personal del Shuttle, pero la falta de dedicacion, presupuesto y, sobre todo, objetivos, han lastrado un proyecto que debio ver sus primeros vuelos hace ya 4 años. Los rusos lo estan aplicando en el Angara, la idea de un cohete «Universal» (en realidad ya venia de ante, el que mas recuerdo es el cohete lunar UR-700)

    1. Topaz es Topacio en ingles, no veo la relacion con la Union Sovietica, aunque casualmente la transliteracion del nombre es igual en ruso, de alli debe ser que te suele de algo sovietico.

      1. Hay una película de espías muy famosa (y antigua, de finales de los 60) llamada Topaz (Hitchcock), que va de la crisis de los misiles en Cuba. Supongo que habrá comentado pensando en ella… o no, vete tú a saber…

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