Bases de Lanzamiento de Satélites-Capt-1

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Bases de Lanzamiento de Satélites-Capt-1

On julio 29, 2012, Posted by , in El mundo de la aviación, tags , With No Comments

La Base de Lanzamiento de Satélites.

Es el conjunto formado por los dispositivos e instalaciones necesarios para la preparación de los ingenios espaciales, su lanzamiento al espacio y el posterior seguimiento de su trayectoria. Dichas instalaciones constan de los hangares principales en los que se procede al montaje y preparación de los cohetes y vehículos espaciales, los hangares para los vehículos auxiliares y de traslado de los cohetes, la rampa de lanzamiento y las instalaciones de control y seguimiento del lanzamiento y del vuelo.

Una base espacial o cosmódromo está formada básicamente por un centro técnico, un complejo para el lanzamiento de los ingenios y los sistemas necesarios para controlar todo el proceso. La función de la base de lanzamientos se inicia con la llegada del material que se desea enviar al espacio. En el complejo de lanzamiento se llevan a cabo el ensamblaje del cohete lanzador con la configuración de vuelo deseada, las operaciones de cuenta atrás (llenado de los depósitos de carburante, conexión de la tensión eléctrica), la realización de la secuencia comprobaciones mediante ordenador y, por último, la puesta en marcha y control del procedimiento de despegue.

El lanzamiento de los ingenios espaciales requiere largos y minuciosos preparativos. En primer lugar, el cálculo de la trayectoria que ha de seguir el cohete lanzador. De ella depende, en efecto, el programa detallado de los equipos electrónicos que, a bordo, regulan de forma automática el funcionamiento de los motores, provocan la separación de las etapas ya utilizadas, desvían el chorro con objeto de que el lanzador, que despega verticalmente, vaya curvando su trayectoria en la dirección prevista.

Por lo general, el satélite no puede ser lanzado indistintamente a cualquier hora del día (satélites circunterrestres), en cualquier día del mes (exploración de la Luna) o en cualquier época del año (sondas planetarias). Para cada tipo de misión existe un período preciso, cuya duración se cifra en minutos, horas o días, según el caso y al cual se le da el nombre de ventana. Si, a causa de dificultades técnicas, se incurriera en un retraso, el lanzamiento es posible a condición de adoptar una nueva trayectoria que aumenta el consumo en propegol. De ahí se deduce que, si el retraso es importante, será necesario esperar a que se abra una nueva ventana.

 

 

El lanzamiento es precedido por un chequeo minucioso, comprobación del buen estado del cohete y del satélite que se ha de lanzar. Esa operación, que dura muchas horas, se efectúa leyendo una lista de control en la cual figuran los millares de comprobaciones a efectuar con indicación de la hora correspondiente. Se trata de una cuenta al revés: si el chequeo ha de durar 15 horas y la primera operación requiere 4 minutos, a la segunda se le atribuye la hora “menos 14 h 56 min”, y así sucesivamente, de modo que se llegue a la última operación, el disparo del cohete, a la hora “cero”, o sea a la que ha sido prevista para efectuar el lanzamiento. Las operaciones finales corren a cabo de un ordenador electrónico, pero el responsable del tiro tiene el dedo puesto en un botón que, en caso de necesidad, le permiten interrumpir esas operaciones. También dispone de otro botón que, de funcionar defectuosamente el cohete en la primera fase del vuelo, provoca su destrucción para que caigan sus restos en pleno océano o en una región desértica.
El cohete, merced a su propio ordenador y a sus dispositivos automáticos, funciona y se dirige por sí mismo. No obstante, no deja de ser observado, seguido y controlado por los responsables del lanzamiento, que conocen constantemente y con gran exactitud su posición, su velocidad, su dirección, sus reservas de combustible y de oxidante y muchos otros datos.

Las bases terrestres para el lanzamiento de ingenios espaciales (cosmódromos) no pueden estar instaladas en cualquier lugar. Éste ha de reunir las siguientes condiciones:

 

1. -La trayectoria, por lo menos en los primeros millares de kilómetros, no ha de sobrevolar un país extranjero ni regiones propias muy poblabas en las que la caída del cohete pudiera causar graves daños. Por eso los cosmódromos suelen hallarse situados al borde de un océano o una región relativamente desértica.

2. -La rotación de la Tierra imprime al ingenio una velocidad inicial igual a la que tiene el cosmódromo en el espacio, velocidad “gratuita” que se suma a la que le confieren los motores. Por consiguiente, salvo en el caso de los satélites polares, el tiro de los cohetes se efectúa en la dirección del Este, es decir, en el sentido de la rotación del globo terrestre (así es como, a pesar de hallarse toda la industria aeroespacial norteamericana en las costas del Pacífico, la base de lanzamientos de la NASA se halla ubicada en las del Atlántico).

3.- El referido suplemento de la velocidad inicial que resulta de la rotación de la Tierra
es máximo en el ecuador y nulo en los polos. Se procurará, por consiguiente, instalar el cosmódromo en la latitud más baja, dentro de lo posible.

4.- Dadas las grandes dimensiones que alcanzan las etapas de los cohetes lanzadores, la base ha de disponer de vías de comunicación apropiadas.

Además, los criterios empleados para determinar la elección de un emplazamiento y decidir la configuración que debe tener un conjunto de lanzamiento se basan en la seguridad, rentabilidad y accesibilidad del lugar en que está situado, así como en la fiabilidad y estabilidad del medio ambiente geológico (seísmos, volcanes, etc.) o geopolítico del país.

 

China tiene un cosmódromo importante en Asia central. Hay que consignar también las áreas de Matagorda y Cat Island, dos pequeñas islas del Golfo de México utilizadas por compañías privadas americanas, y las bases de Shaba en el Zaire y en Libia al sur de Trípoli, usadas en 1977-1981 por la compañía privada alemana OTRAG.

Las naves espaciales se lanzan desde plataformas, estructuras de acero y hormigón empleadas para ensamblar las diversas partes de un cohete. La plataforma de lanzamiento consta de una construcción fija de hormigón, sobre la cual se yergue el cohete, y de una o varias torres metálicas inclinables, provistas de ascensores y plantas que permiten acceder a todas las partes de aquél para efectuar los preparativos del lanzamiento. Cuando se han ultimado estos, la torre se retira por unas vías para evitar que pueda ser averiada por los gases calientes que expele el cohete o por la explosión accidental del mismo.

Estas plataformas son construcciones cada vez más complejas y costosas en razón del número creciente de operaciones delicadas que requiere la preparación de los cohetes, del peligro que presenta la manipulación de ciertas sustancias, de las complicaciones que implica el trasiego de líquidos de puntos de ebullición bajísimos (hidrógeno y oxígeno líquido) y por último, de las cantidades colosales de calor engendradas por el cohete en los instantes que preceden y siguen al despegue (la plataforma dispone de medios que vierten sobre ellas verdaderas trombas de agua que evitan su destrucción, y la espesa humareda visible en el momento del despegue no es sino el vapor que resulta de la vaporización de una parte del agua).

 

ZONA EUROPEA CENTRO ESPACIAL DE KOURU

 

Enclavado en plena Guayana Francesa y a pocos kilómetros de la imaginaria línea del Ecuador se encuentra uno de los espacio-puertos más activos de la reciente historia astronáutica terrestre; nos referimos al Centro Espacial de Kourou.
Nacido de la visión estratégica del General De Gaulle allá por los años 60, cuando el programa de cohetes galo necesitaba encontrar una alternativa a sus lanzamientos desde el ocupado y siempre hostil territorio argelino, esta región de exuberante vegetación y sofocante clima fue dando paso, con el correr del tiempo, a la instalación de una de las más modernas estaciones de lanzamiento del mundo. Este centro espacial ocupa una franja de 60 Km de largo por 20 de ancho.

Hablar de Kourou y dar un repaso a su historia implica, necesariamente, hacer lo propio con el programa de investigación espacial francés, especialmente si deseamos entender el particular contexto que dio nacimiento al centro guyanés. Para ello vamos a retroceder en el tiempo, hasta principios del siglo XX y veremos a vuelo de pájaro su evolución.

Podemos fechar hacia 1945 el principio de las investigaciones francesas sobre este campo. Hacia principios de los 50 se comienza a ensayar una serie de cohetes-sonda, principalmente aplicados al estudio de la atmósfera. Este paso adelante en la investigación espacial gala hace que, por su tamaño y creciente poder, las pruebas de este tipo de artefactos deban ser desplazadas de territorio europeo hacia lugares más seguros y alejados.

Así, en 1952, nacen las instalaciones del polígono de lanzamiento de Hammaguir en pleno desierto del Sahara, en la por entonces colonia francesa de Argelia. Dicho emplazamiento ofrecía características de aislamiento y soledad únicas no sólo respecto de la eventualidad de un accidente sino, sobretodo, para mantener lejos de los ojos curiosos los progresos de Francia en materia espacial.

Con el advenimiento del “Sputnik” (el primer satélite lanzado por los rusos en 1957), el General De Gaulle vio claramente la necesidad de otorgarle un papel más importante e independiente a la investigación espacial francesa. Esto inicia una nueva etapa de febril actividad en las instalaciones del Sahara occidental, que terminaría por desgastar la base. En este desgaste también jugó un papel importante la situación de hostilidad generada por la colonización francesa de Argelia, así que, en 1962, con la independencia de Argelia, fue tomando cuerpo la idea de buscar otro lugar.

Una primera propuesta situó la base de lanzamiento en la costa oeste francesa pero el proyecto fue inviable, especialmente debido a que la densidad poblacional en territorio europeo hace imposible el desarrollo de este tipo de actividades. La vista, pues, cayó sobre las diversas colonias francesas esparcidas por el mundo y, de entre ellas, una en especial se destacaba por su ubicación privilegiada. Así fue como el 14 de abril de 1964 fue aprobado el estudio para la instalación de un centro espacial en Kourou, en la Guayana Francesa. Las pruebas de lanzamiento en Hammaguir durarían hasta el día 1 de julio de 1967, cuando las instalaciones fueron definitivamente abandonadas.

Un emplazamiento excepcional

 

A pesar de estar ubicado en una zona tropical, posee la ventaja climática de permanecer durante todo el año fuera del alcance de las tormentas o huracanes que afectan otros centros espaciales (Cabo Kennedy es uno de los ejemplos más claros) y que, muchas veces, han causado serios retrasos en el lanzamiento de misiones espaciales. Y, como ya sabemos, en estos emprendimientos el factor tiempo es vital, monetariamente vital, diríamos. La ubicación exacta del centro guyanés lo convierte en el sitio ideal para la actividad que allí se desarrolla. Kourou se localiza unos 5 grados al Norte de la línea del Ecuador.

En la nueva base de lanzamiento los proyectos son numerosos: desde el “Diamant” al “Europa”… Aunque hay que decir que la mayoría de los intentos no salieron como se esperaba. Hablar de la base de lanzamiento de Kouru, es sin duda alguna, hablar del “Ariane” pues es el verdadero proyecto de envergadura de la ESA, que incluso obligaba a modernizar las instalaciones de Guayana.

El proyecto fue tomando cuerpo. En Guayana se ultimaban preparativos para albergar zonas de lanzamiento para el “Diamant” y para el nuevo proyecto. También se dotó a la zona de núcleos residenciales para los investigadores que allí acudían. El debut, en vísperas de la Navidad de 1979, fue todo un éxito, lo que impulsó los vuelos del “Ariane” y de dos nuevos modelos: “Ariane 2” y “Ariane 3”.Así fue que de esa visión de futuro nació el “Ariane 4”, sin duda la “estrella” de la familia. Aun antes del inicio de su construcción, el proyecto “Ariane 4” generó la necesidad de contar con un nuevo polígono de lanzamiento en Kourou, que debería adaptarse a las particulares necesidades operativas del nuevo vector.

Las nuevas instalaciones deberían ser lo suficientemente versátiles como para permitir su utilización también por parte de sus predecesores, los “Ariane 2 y 3” que estaban en el apogeo de su vida útil. Así nació la ELA-2 (Ensemble de Lancement Ariane-2), conformada por dos áreas principales: la zona de preparación del vector y la zona de lanzamiento.

 

 

Para un mejor conocimiento veamos cómo es una típica campaña de lanzamiento de un “Ariane 4”. Comienza con el embarque de las principales piezas del vector en Europa y su traslado en el transporte “Ariadna”, -especialmente diseñado para tal fin- hasta el puerto de Kourou, distante unos 10 kilómetros del centro espacial. Una vez en tierra, los contenedores son llevados a la zona de preparación donde la primera etapa es erigida sobre una plataforma móvil, al igual que la segunda y tercera etapas y los propulsores adicionales de combustible líquido, sean 2 o 4, según la configuración necesaria para la misión.

Posteriormente se efectúa toda una batería de tests mecánicos, eléctricos y de fluidos. Cuando se encuentra lista para ser enviada a la zona de lanzamiento, la plataforma con el vector montado es transferida a una vía que en menos de una hora lo situará allí. Dicha vía es doble y la plataforma ocupa la mitad del espacio disponible, permitiendo la circulación en ambos sentidos de manera tal que, mientras un vector es enviado hacia la zona de lanzamiento, otro puede estar regresando a la zona de preparación, maximizando de esta forma el rendimiento del importante factor tiempo. Una vez en su puesto de despegue, la plataforma móvil con el vector ensamblado es ubicada en la base de la torre umbilical de 74 metros de altura, la que coloca al cohete sobre una base de concreto que servirá de “virtual punto de apoyo” del impulso y que posee un sistema de “trincheras” para permitir la expulsión controlada de las llamas y gases al momento del despegue.

Luego, la torre de servicio -que se encuentra montada sobre rieles a un lado de la zona de lanzamiento- es acercada y cubre en su totalidad al “Ariane” para realizar las últimas tareas previas al despegue. Una grúa ubicada en la parte superior se encarga de elevar la carga útil (satélite) para su montaje en la ojiva y, si el vector debe usar propulsores adicionales de combustible sólido, estos son llevados hasta la torre y adosados al fuselaje de la primera etapa, procediéndose posteriormente al llenado de las diferentes etapas con el carburante. Unas 6 horas antes del despegue, la torre de servicio retrocede a su posición inicial, dejando nuevamente expuesto todo el conjunto, el cual es conectado entonces a la torre umbilical por cables que se separan en el momento del despegue y por dos tubos criogénicos que se encargan de llenar la tercera etapa y que son abiertos 5 segundos antes de la ignición principal. El proceso en la zona de lanzamiento, desde su llegada proveniente de la zona de preparación, tiene una duración aproximada de 12 días.

Los últimos grandes cambios en Kouru los provocaría el proyecto, de gran envergadura, del “Ariane 5”. Los ingenieros de la ESA seguían con una idea en la cabeza: la posibilidad de llevar al espacio astronautas del viejo continente, utilizando tecnología propia.

La carrera espacial hizo que las investigaciones se encaminaran hacia un modelo que permitiera el retorno del vehículo espacial, al estilo del “Space Shuttle” americano. Así nació “Hermes”, que evidenciaría la necesidad de crear un nuevo modelo de “Ariane” y, de nuevo, más cambios en Kouru.

 

A fines de 1988 comenzó una etapa de cambio fundamental para el Centro Espacial Guyanés con el inicio de las obras para la construcción de una zona de lanzamiento que cumpliera con las enormes exigencias materiales y de seguridad que implicaban la operación del “Ariane 5”, al tiempo que se permitiera la continuidad operativa de las misiones del “Ariane 4”.

En lugar de mejorar lo ya existente, se propuso la construcción de un nuevo polígono: la ELA-3 (Ensemble de Lancement Ariane-3) que sería financiada enteramente por la ESA y que se convertiría en el segundo proyecto de ingeniería civil más grande de la historia de Europa, sólo superado por la construcción del Eurotúnel.

Las flamantes instalaciones ocupan un área de 21 kilómetros cuadrados y están compuestas por cuatro áreas principales: el edificio de integración de propulsores adicionales, en donde éstos son ensamblados a la primera etapa del vector, ubicada sobre una plataforma móvil; el edificio de integración del lanzador destinado al armado final y la prueba del cohete; el edificio de ensamblaje final donde se coloca la carga útil y se procede al llenado de combustible de la segunda etapa y la zona de lanzamiento.

Debido a la potencia puesta en juego durante el despegue, la zona de lanzamiento posee características únicas. La superficie de lanzamiento propiamente dicha, en donde se sitúa el vector, está compuesta por una estructura de concreto que posee tres trincheras de fuego, que permiten el libre escape de los gases emitidos por los propulsores al momento del despegue. Para contrarrestar el impacto sonoro de la ignición, existe una inmensa torre que al momento del lanzamiento vierte miles de litros de agua en la plataforma, evitando al mismo tiempo el excesivo sobrecalentamiento de la superficie.

Complementariamente, a un lado de la plataforma, existen 4 torres metálicas de 80 metros de alto que proveen al complejo de protección contra los rayos y una quinta torre se encarga de actuar de deflector de viento evitando, de esta forma, que el aire violentamente desplazado por la onda de choque del encendido de los motores provoque turbulencias que afecten el ascenso del vector.

El centro principal de control de lanzamiento se encuentra ubicado en un búnker fortificado a sólo 3 kilómetros de distancia y desde allí se controla toda la campaña de lanzamiento hasta el momento de despegue, incluyendo el monitoreo de la carga útil.

La campaña de lanzamiento se inició en marzo de 1996, fijando el día del vuelo inaugural el 4 de Junio. Fue uno de los lanzamientos que más expectación ha causado en los últimos años. A pesar del buen funcionamiento del vector, el mismo estalló en llamas sobre la selva amazónica debido a un fallo de software.

La repercusión en los medios fue total, y las críticas a la multimillonaria inversión en la investigación espacial no se hicieron esperar.

Ahora, las esperanzas se centraban en demostrar que el “Ariane 5”, era confiable. El éxito no llegaría hasta el 30 de Octubre de 1997.

 

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