Introducción |
La estructura del lanzador es la siguiente: Está formado por una nave con forma de avión y tamaño de un DC-9, que se ayuda en su despegue vertical por dos propulsores auxiliares ajenos a la nave. El conjunto se completa con un gran depósito de combustible. A él van sujetos tanto la nave como los propulsores auxiliares. Éstos, después de efectuado el despegue, son lanzados a unos 40 Km. de altura, recuperándose posteriormente cuando caen al mar. El cohete prosigue su camino impulsado por sus propios motores hasta unos 90 Km. de altura, momento en el cual es lanzado el depósito externo de combustible, ya vacío. Finalmente, alcanza la órbita baja.
Por lo que concierne al proceso de lanzamiento, el satélite es liberado en la órbita baja. Por tanto, en éste caso el diseñador estará involucrado en los impulsos tanto de perigeo como de apogeo; desde este punto de vista, esta tecnología es la peor para él. Sin embargo, tiene compensaciones: Las dimensiones del satélite pueden ser mayores que en el caso de los ELV, y además puede volver a comprobarse el buen funcionamiento del satélite después de la primera difícil ascensión desde tierra hasta órbita baja, y antes de soltarlo definitivamente al espacio.
En cuanto al desarrollo de esta técnica, fue llevado a cabo casi paralelamente entre los EEUU y la URSS, aunque probablemente la idea original partiera de Norteamérica. Es curioso observar el parecido entre las dos lanzaderas desarrolladas por ambos países. Son prácticamente idénticas. Sin embargo, la soviética supera en prestaciones a la americana: Puede poner en órbita cargas mayores, y además admite la posibilidad de que la nave vaya o no tripulada.
Las interfases entre el satélite y el lanzador son mucho más complicadas que en el caso de los vehículos no recuperables. En este caso la carga útil es transportada en el interior de la nave que tiene forma de avión. El satélite esta situado junto con el PAM en la bodega, ambos están unidos a una plataforma giratoria situada en el suelo. Dicho mecanismo está horizontalmente orientado en el momento del lanzamiento. Una vez que el cohete ha alcanzado ya la 'parking orbit', las puertas del compartimento de carga se abren y aparece un escudo protector que libra al satélite de la incidencia directa de los rayos solares. Para soltar al satélite, el escudo se abre y la plataforma giratoria hace girar al conjunto formado por PAM y satélite a una velocidad de 60 r.p.m. A continuación un dispositivo en forma de muelle empuja a estos dos elementos fuera del lanzador. Pasado un tiempo predeterminado, entra en funcionamiento el PAM, cuya acción hará que el satélite entre en la órbita de transferencia.
Todas las operaciones descritas antes son llevadas a cabo por la tripulación del transbordador, excepto el encendido del PAM. Es importante destacar el hecho de que si ocurriese algún fallo en el proceso de liberación del satélite, existe la posibilidad de transportarlo de nuevo a la Tierra.
Es muy importante durante el proceso de diseño del satélite tener en cuenta que el producto final debe ser compatible con el lanzador que se encargue de ponerlo en órbita. Si esto se olvida podría suceder que una vez realizado el satélite no existiese ningún cohete capaz de sacarlo de la Tierra. Este concepto de, compatibilidad entre satélite y lanzador debe contemplar los siguientes aspectos:
Oficialmente llamado Space Transportation System (STS), el transbordador fue propuesto en Mayo de 1972 como un medio fiable y barato de poner satélites en órbita. El primer lanzamiento se produjo en Abril de 1981, y tras un par de años exitosos el número de fracasos empezaría a superar el de logros (en 1984 solo 5 de los 12 lanzamientos proyectados pudieron ser realizados correctamente). A la vez, el proyecto se convirtió en un fracaso económicamente hablando que obligó a la NASA a subvencionar los lanzamientos con el transbordador, ofreciendo precios artificialmente bajos a fin de poder competir con la lanzadera Ariane. Como ejemplo, podemos indicar que el último transbordador, Endeavour, ha costado 280000 millones de pts.
El accidente del Challenger en 1986 reavivó las críticas sobre la conveniencia de utilizar vuelos tripulados para la colocación de satélites en órbita baja, poniendo en tela de juicio las creencias de que este tipo de lanzamientos eran mucho más seguros, puesto que se podían incluir sistemas de seguridad que eran económicamente inviables en un lanzador no reutilizable. Finalmente, se decretó que el Shuttle se utilizaría sólo para misiones científicas y militares. Esto se mantiene en la actualidad para los cuatro transbordadores existentes: Columbia, Discovery, Atlantis y Endeavour.
Entrando en aspectos técnicos vemos que este tipo de lanzadores ofrece unos innegables beneficios:
Como principales desventajas podemos indicar la necesidad de utilizar motores de perigeo instalados en cada satélite (PAM-D, IUS etc.),y sobre todo, la necesidad de imponer duras medidas de seguridad en el diseño del satélite para garantizar la seguridad de la tripulación (7 personas). Estas medidas son, por ejemplo, la instalación de triples inhibidores de encendido de motores, y se traducen en un incremento del coste.
El diseño inicial estaba formado por dos naves, la mayor de las cuales se encargaría de dejar a la otra fuera de la atmósfera y luego aterrizaría en tierra. La pequeña sería la encargada de realizar la misión, regresando después a atmósfera y tomando también tierra en un aeropuerto normal. Este proyecto fue descartado por su alto presupuesto y en su lugar se determinó el actualmente vigente.
El transbordador posee tres motores principales de combustible líquido (hidrógenooxígeno). Este se haya en un gran tanque de 47 m. de altura al que se acopla el transbordador. A ambos lados del depósito se fijan dos cohetes aceleradores. Estos utilizan combustible sólido (perclorato de aluminio como oxidante y aluminio como combustible) repartidos en cuatro segmentos. Su misión es elevar las más de 2000 toneladas que pesa el transbordador, combustible y carga útil hasta los 40 Km. de altura, lo que se consigue 2 minutos después del lanzamiento. Una vez allí los motores se sueltan y caen al mar, donde serán recuperados. Después de 6 minutos más ya una altura de 100 km. los motores principales se paran al haber agotado el combustible. El depósito externo se desprende y es la única parte que no se reutiliza.
Para alcanzar una órbita estable a unos 300 km. de la tierra utiliza dos motores de maniobra orbital (OMS) que también utilizará para abandonar la órbita. Tres módulos de control de reacción compuestos por varios motores y situados, dos en la parte trasera y uno en el morro, son los encargados de corregir las velocidades en órbita. Ahora se realiza la misión encomendada que puede durar varios días. La reentrada se produce con el transbordador girado 180 grados para utilizar los motores de frenado. Tras volver a girar entra en la atmósfera y con los motores desactivados planea hasta aterrizar aproximadamente a 350 km/h. En esta fase el transbordador alcanza altas temperaturas por lo que se recubre con 31000 losetas de fibra de silicio.
El Shuttle puede llevar cerca de 30000 kg. a una órbita de 185km y 28.5 grados de inclinación (la latitud de cabo Kennedy) y 17000 kg. en órbitas polares. La carga en reentrada está limitada a 14485 kg. El peso de los satélites, no obstante, está determinado por el motor de perigeo que se instala. Así, con un PAM-D desarrollado para los cohetes DELTA se pueden colocar 1200kg en una órbita GEO y si utiliza un IUS se puede llegar desde los 2000 a los 4000 kg., aunque este sistema está sólo a disposición de satélites militares.
