El Primer Vuelo de La Nave Orión de La NASA
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El primer vuelo de la nave Orión de la NASA (EFT-1) Daniel Marín 6 Dec 14 74 Comentarios Hoy ha sido un día histórico para la NASA. La agencia espacial norteamericana ha llevado a cabo con éxito la primera misión no tripulada de la cápsula Orión, denominada EFT-1 (Exploration Flight Test 1). Es la primera vez desde 1981 que la NASA prueba una nueva nave espacial tripulada y la primera vez desde 1975 que lanza una cápsula tradicional. El lanzamiento se produjo el 5 de diciembre a las 12:05 UTC desde la rampa LC-37B de la Base Aérea de Cabo Cañaveral, cuando un cohete Delta IV Heavy se elevó con la Orión EFT-1 a bordo. La cápsula amerizó en el océano Pacífico unas cuatro horas y media después, a las 16:29 UTC, frente a la costa oeste de los EEUU. Lanzamiento de la EFT-1 (NASA). La misión tenía como objetivo probar los sistemas básicos de la cápsula, especialmente su escudo térmico. Tras efectuar unas dos órbitas la cápsula entró en la atmósfera a un 84% de la velocidad de escape, es decir, superior a la velocidad orbital normal. A pesar de lo que se ha podido leer en
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El Primer Vuelo de La Nave Orión de La NASA
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El primer vuelo de la nave Orión de la NASA (EFT-1)Daniel Marín 6 Dec 14 74 Comentarios
Hoy ha sido un día histórico para la NASA. La agencia espacial norteamericana ha llevado a cabo con éxito la primera misión no tripulada de la cápsula Orión, denominada EFT-1 (Exploration Flight Test 1). Es la primera vez desde 1981 que la NASA prueba una nueva nave espacial tripulada y la primera vez desde 1975 que lanza una cápsula tradicional. El lanzamiento se produjo el 5 de diciembre a las 12:05 UTC desde la rampa LC-37B de la Base Aérea de Cabo Cañaveral, cuando un cohete Delta IV Heavy se elevó con la Orión EFT-1 a bordo. La cápsula amerizó en el océano Pacífico unas cuatro horas y media después, a las 16:29 UTC, frente a la costa oeste de los EEUU.
Lanzamiento de la EFT-1 (NASA).
La misión tenía como objetivo probar los sistemas básicos de la cápsula, especialmente su escudo térmico. Tras efectuar unas dos órbitas la cápsula entró en la atmósfera a un 84% de la velocidad de escape, es decir, superior a la velocidad orbital normal. A pesar de lo que se ha podido leer en algunos medios, la EFT-1 no es una nave Orión completa. El vehículo de esta misión carecía de módulo de servicio y su torre de escape (LAS) no era totalmente operativa. La nave llevaba tan sólo el 55% de los sistemas necesarios para la primera misión tripulada de la Orión, la EM-2 (Exploration Mission 2), que debe llevarse a cabo en 2021. El vuelo EFT-1 es la única misión de la nave Orión que utilizará el lanzador Delta IV Heavy, ya que las siguientes misiones emplearán el futuro cohete gigante SLS.
Cápsula Orión EFT-1 (NASA).
La misión EM-1 despegará en 2018 con una nave Orión no tripulada que viajará hacia la Luna. La EM-2 partirá con dos astronautas también mediante el SLS en una misión aún por determinar, aunque el objetivo principal es dirigirse a las cercanías de la Luna para recuperar muestras de un asteroide previamente capturado por la sonda ARM ( Asteroid Redirect Mission ) . La misión EM-2 está prevista para 2021, pero todo indica que el retorno de muestras del asteroide no se efectuará antes de 2024, así que será llevada a cabo por la misión EM-3 o EM-4. En estas misiones el módulo de servicio de la nave Orión será suministrado por la agencia espacial europea (ESA). La cápsula de la nave Orión usada en la misión EFT-1 será empleada para la segunda prueba de la torre de escape (LAS) en 2018.
Vista de la Tierra durante la reentrada de la Orión EFT-1 (NASA).
Orión EFT-1
La Orión EFT-1 es un prototipo de nave espacial tripulada de 8,6 toneladas construido por Lockheed-Martin para la NASA. Durante esta misión la cápsula estaba unida a un modelo no funcional del módulo de servicio y a la segunda etapa del Delta IV, denominada DCSS (Delta Cryogenic Second Stage). Para las maniobras orbitales de la Orión EFT-1 se usó el motor RL 10B-2 de la segunda etapa del cohete.
Configuración de la Orión EFT-1 (NASA).
La Orión es la mayor cápsula jamás construida, con una altura de 3,3 metros y un diámetro de 5,01 metros (el CM del Apolo medía 3,9 metros). La nave está dividida en la cápsula o CM (Crew Module), el módulo de servicio o SM (Service Module), y el LAS (Launch Abort System). El conjunto de los tres elementos se conoce como MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle). La masa del LAS y el CM juntos es de 17 toneladas. El CM tiene una forma cónica similar a las cápsulas Apolo, con un ángulo de 32,5º. El escudo térmico está formado por 320 000 pequeñas celdas en una estructura de fibra de carbono que están rellanas de Avcoat, un material ablativo derivado de las misiones Apolo, capaz de soportar hasta 2800º C, suficiente para aguantar reentradas a velocidades de escape. El resto del cuerpo de la cápsula está recubierto por 970 losetas térmicas de cerámica de color negro similares a las usadas en el transbordador espacial. La maqueta del módulo de servicio está rodeada durante el lanzamiento por cuatro paneles desplegables para protegerlo de las fuerzas aerodinámicas.
Partes de la Orión de serie (NASA).
Fuselaje presurizado del CM EFT-1 (NASA).
Escudo térmico del CM de la EFT-1 (NASA).
La maqueta del módulo de servicio usada en la misión EFT-1 (NASA).
La cápsula es capaz de llevar entre dos y cuatro astronautas, aunque en esta misión no llevaba asientos ni sistemas de soporte vital. La torre de escape o LAS (Launch Abort System) de la misión EFT-1 no era operativa. Aunque se separó usando sus propios motores carecía de la potencia necesaria para arrastrar la cápsula en caso de emergencia durante el lanzamiento. El LAS emplea tres motores de combustible sólido. El motor de separación tiene un empuje de 410 kg y se usa para separar el LAS a 91 kilómetros de altura. El motor de aborto -no activo en esta misión- tiene un empuje de 181 toneladas y una masa de 3464 kg, y actúa conjuntamente con el motor de maniobra de 3200 kg de empuje, cuya misión es evitar que la cápsula caiga cerca de la rampa en caso de un accidente antes o durante los primeros segundos del lanzamiento.
La nave Orión de serie tendrá una masa total de 21,25 toneladas, incluyendo el CM (8,9 toneladas) y el SM (12,34 toneladas). La cápsula tendrá un volumen presurizado de 19,56
metros cúbicos y un volumen habitable de 8,95 metros cúbicos. Podrá permanecer hasta 21 días en el espacio de forma autónoma y seis meses acoplada a una estación espacial.
Nave Orión de serie con el módulo de servicio de la ESA (ESA).
La nave Orión nació en 2004 bajo la denominación de CEV (Crew Exploration Vehicle). Posteriormente fue bautizada como Orión en el marco del Programa Constelación de la NASA para poner un hombre en la Luna antes de 2020. El diseño original incluía motores de metano (para hacerlo compatible con misiones a Marte), cuatro paracaídas principales y paneles solares circulares. La nave Orión debía haber sido lanzada mediante un cohete Ares I, pero la administración Obama canceló el Programa Constelación y la nave Orión en 2010. La cápsula resucitó en 2011 por presiones del Congreso Estadounidense con el nombre de MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle). En principio el MPCV debía ser una nave más modesta que la Orión CEV original, pero pronto recuperó las características y el nombre de su predecesora. La Orión MPCV será lanzada mediante los cohetes SLS de la NASA.
Diseño original del CEV Orión y el módulo lunar Altair del Programa Constelación (NASA).
Diseño de la Orión CEV del Programa Constelación (NASA).
Diferencias en el diseño del CEV original (2006) y el CEV de 2008 (NASA).
Configuración de la cápsula Orión CEV, con airbags para un aterrizaje en tierra firme (posteriormente fueron retirados cuando se decidió que la cápsula amerizaría)(NASA).
Partes del LAS (NASA).
Diferencias entre la nave Orión y la Apolo (NASA).
Maqueta del CM de la Orión para pruebas de la tripulación (NASA).
Emblema de la Orión EFT-1 (NASA).
El cohete SLS lanzará las futuras misiones con la Orión (NASA).
Concepción optimista del futuro de la NASA (NASA).
Misión EFT-1
Tras el despegue, el primer encendido de la segunda etapa del Delta IV Heavy tuvo una duración de 26,1 segundos y situó a la nave en una órbita de 185 x 888 kilómetros. 1 hora y 55 minutos después el motor de la segunda etapa se volvió a encender durante 4 minutos y 42 segundos para colocar a la Orión en una órbita de -29,8 x 5790 kilómetros con una inclinación de 28,8º. Después de superar los cinturones de radiación, la Orión alcanzó el apogeo de su órbita 3 horas y 5 minutos después del lanzamiento. 17 minutos después la
cápsula se separó de la segunda etapa del Delta IV Heavy. La etapa encendió posteriormente su motor durante una tercera y última vez para evitar chocar con la cápsula.
Esquema de la misión EFT-1 (NASA).
Altura de la nave durante la EFT-1 (NASA).
Trayectoria orbital de la EFT-1 (NASA).
Después de usar sus motores de maniobra (RCS) para orientarse durante diez segundos, la cápsula Orión entró en la atmósfera terrestre a una velocidad de 8,9 km/s 4 horas, 13 minutos y 35 segundos después del lanzamiento. Durante la reentrada el escudo térmico alcanzó 2200º C. Una vez en la atmósfera terrestre la cápsula desplegó dos paracaídas de frenado de 7 metros a 6,7 kilómetros de altura. Los tres paracaídas principales de 35 metros fueron extraídos por otros tres paracaídas de pequeño tamaño y se desplegaron a 2 kilómetros de altura. La nave amerizó a 27 km/h a una distancia de mil kilómetros de la costa de California supervisada por los buques USS Anchorage y USS Salvor. Posteriormente fue introducida en el interior del USS Anchorage.
Configuración de amerizaje de la Orión EFT-1 (NASA).
Pruebas de rescate del CM Orión en el Pacífico (NASA).
Cohete Delta IV Heavy
El Delta IV Heavy es un cohete de 2,5 etapas con capacidad para poner 22,56 toneladas de carga útil en una órbita baja de 407 km y 28,7º o 13,1 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Es el lanzador con mayor capacidad de carga actualmente en servicio y el único que emplea hidrógeno y oxígeno líquidos en todas sus etapas. Fue desarrollado por Boeing en los años 90 dentro del programa EELV de la USAF, aunque hoy en día su gestión está en manos de la empresa ULA (United Launch Alliance). En 2012 se introdujo una versión mejorada del Delta IV Heavy con tres motores RS-68A y con una capacidad de situar 14,56 toneladas en GTO.
Configuración de lanzamiento del Delta IV Heavy EFT-1 (ULA).
Delta IV Heavy EFT-1 (NASA).
La primera etapa está formada por tres bloques modulares de 5 metros de diámetro denominados CBC (Common Booster Core). Los CBC tienen unas dimensiones de 40,8 x 5,1 m y una masa de 226,4 toneladas. Cada CBC usa un 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 del transbordador (2278 kN), lo que lo convierte en el motor criogénico más potente de la historia. El empuje puede ser modificado del 100% al 60%, requisito imprescindible para un motor de primera etapa que tiene que atravesar la zona de máxima presión dinámica (Max-Q). También existe la versión RS-68A, que tiene un empuje de 362 toneladas, frente a las 344 toneladas del RS-68.
Segunda etapa del Delta IV (ULA).
La segunda etapa DCSS ((Delta Cryogenic Second Stage)) del Delta M+ (4,2) está basada en la del Delta III y usa un motor RL10B-2, también fabricado por Aerojet Rocketdyne, con un empuje de 110 kN y un impulso específico de 462 s. 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 etapa Centaur.
Fases del montaje del Delta IV (ULA).
Complejo de lanzamiento LC-37B (ULA).
Fases del lanzamiento (ULA).
Fases del lanzamiento (ULA).
Cohete en la rampa (NASA/Bill Ingals).
Cohete en la rampa (NASA/Bill Ingals).
Antes del lanzamiento (NASA).
Descenso de la cápsula (NASA).
La cápsula EFT-1 en el agua (NASA).
Rescatando la cápsula EFT-1 (NASA).
La Orión EFT-1 dentro del bique de la US Navy (NASA).
Vídeo sobre la misión:
Traslado del cohete a la rampa:
Unión de la nave con el lanzador:
Vídeo del lanzamiento:
Otro vídeo del lanzamiento:
Vídeo del amerizaje de la Orión:
Referencias:
http://www.nasa.gov/sites/default/files/files/JSC_OrionEFT- 1_PressKit_accessible.pdf
http://www.ulalaunch.com/uploads/docs/Mission_Booklets/DIV/div_eft1_mob.pdf http://www.nasa.gov/pdf/663703main_flighttest1_fs_051812.pdf http://www.nasa.gov/sites/default/files/fs-2014-08-005-jsc-orion-eft-final.pdf http://www.nasa.gov/sites/default/files/orionjunemar2013.pdf http://www.lockheedmartin.com/content/dam/lockheed/data/space/photo/orion/
eft1/EFT1%20Factsheet.pdf
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