Fregat ( en ruso : Фрегат , lit. ' fragata ') es una etapa superior desarrollada por NPO Lavochkin en la década de 1990, que se utiliza en algunos vehículos de lanzamiento Soyuz y Zenit , pero es universal y puede usarse como parte de vehículos de lanzamiento de clase media y pesada. Fregat comenzó a funcionar en febrero de 2000. [3] Su motor de propulsante líquido utiliza UDMH y N 2 O 4 . La tasa de éxito de Fregat es del 97,3% (con dos fallos y un fallo parcial), lo que la convierte en una de las etapas superiores más fiables del mundo. Fregat ha entregado con éxito más de 300 cargas útiles en diferentes órbitas. Sigue siendo la única etapa superior del mundo que puede colocar su carga útil en tres o más órbitas diferentes en un solo lanzamiento. [4]
La etapa superior Fregat está diseñada para inyectar grandes cargas útiles en órbitas geoestacionarias bajas, medias o altas. Fregat es una etapa superior versátil; además de la inserción orbital, se puede utilizar como etapa de escape para enviar sondas espaciales modernas a trayectorias interplanetarias (por ejemplo, Venus Express y Mars Express ). Las etapas Fregat se utilizan actualmente como cuarta etapa de algunos vehículos de lanzamiento Soyuz. La etapa se puede reiniciar hasta 7 veces. [5]
La NPO Lavochkin ha construido muchas sondas interplanetarias, y la etapa Fregat sigue sus tradiciones de diseño. La parte principal de la etapa son seis esferas que se cruzan colocadas en un solo plano, cuatro de las cuales contienen propulsores. Las dos restantes contienen el equipo de control. El motor principal está colocado entre las esferas, por lo que Fregat es una etapa compacta con un diámetro mucho mayor que su altura. Un conjunto de ocho puntales a través de los tanques proporciona un punto de sujeción para la carga útil y también transfiere cargas de empuje al lanzador. La etapa Fregat es independiente de las etapas inferiores, ya que tiene sus propios sistemas de guía, navegación, control de actitud, seguimiento y telemetría. El Fregat utiliza propulsores almacenables (UDMH/ NTO ) y puede reiniciarse hasta 7 veces en vuelo, lo que le permite llevar a cabo perfiles de misión complejos. Puede proporcionar estabilización de tres ejes o de giro de la carga útil de la nave espacial. [6]
• Autónomo: lleva a cabo todo el proceso de entrega de carga útil por sí mismo sin ninguna asistencia de la Tierra
• Inteligente: la IA de la etapa superior está programada para evitar varias situaciones de emergencia mediante su propio algoritmo
• Preciso: proporciona una precisión de entrega casi absoluta directamente en una órbita objetivo, debido a su equipo de navegación basado en Glonass y GPS
• Capacidad de arranque múltiple: el motor se puede reiniciar hasta 7 veces, lo que permite garantizar una entrega óptima o entregar múltiples cargas útiles a diferentes órbitas objetivo
• Versátil: los tanques de combustible se cargan antes de la instalación en el complejo de lanzamiento, lo que hace que Fregat sea compatible con cualquier vehículo de lanzamiento
• Vida útil activa de hasta 2 días
• Capacidad para despegar desde cuatro puertos espaciales: Baikonur , Vostochny , Plesetsk y Centre Spatial Guyanais
El vuelo operado por Arianespace de un Fregat MT terminó en fracaso el 22 de agosto de 2014 después de que el vehículo depositara dos satélites de navegación Galileo de la UE / ESA en la órbita equivocada. El despegue a las 12:27:11 UTC desde el sitio de lanzamiento de Sinnamary cerca de Kourou , en la Guayana Francesa , parecía ir bien. Sin embargo, el fallo solo se hizo evidente más tarde cuando, después del segundo lanzamiento de la etapa superior del Fregat MT, se detectó que los satélites estaban en la órbita equivocada. [7]
El Comité de Investigación Independiente formado para analizar las causas de la «anomalía» anunció sus conclusiones definitivas el 7 de octubre de 2014 tras una reunión en la sede de Arianespace en Évry , cerca de París . [8] El fallo se produjo durante el vuelo de la cuarta etapa de Fregat. Se produjo unos 35 minutos después del despegue, al principio de la fase balística que precede al segundo encendido de esta etapa. El escenario que provocó un error en la inyección orbital de los satélites fue reconstruido con precisión, de la siguiente manera:
Por lo tanto, la causa principal del fallo del vuelo VS09 es una deficiencia en el análisis térmico del sistema realizado durante el diseño de la etapa, y no un error del operador durante el montaje de la etapa. [9]
Desde el 22 de agosto de 2014, los vehículos de lanzamiento Soyuz ST-B con etapas superiores Fregat-MT han realizado tres lanzamientos exitosos y seis satélites de navegación Galileo se han insertado en sus órbitas objetivo en el marco del programa en curso de la ESA Soyuz en el Centro Espacial de Guayana . [10] [11] [12]
En julio de 2017, un vuelo compartido operado por Rusia de la etapa superior de Fregat terminó con 9 de los 72 satélites pequeños muertos en órbita. [13]
El vuelo operado por Rusia de una etapa superior Fregat terminó en un fracaso después de que el vehículo depositara la etapa superior, un satélite meteorológico Meteor MS-1 y 18 cubesats secundarios de nuevo en la atmósfera de la Tierra debido a que la primera quema de Fregat se encendió con la etapa en la orientación incorrecta. [14] La computadora de guía en la etapa superior Fregat del cohete Soyuz estaba mal programada, lo que provocó que comenzara un giro innecesario que la dejó en la orientación incorrecta para una quema crítica del motor necesaria para entrar en órbita. [15]
Las Fregatas no tenían suficiente capacidad de impulso para desorbitarse después de colocar su carga útil en órbita, por lo que varias permanecieron en órbita como desechos espaciales .
El cohete de etapa superior Fregat-SB utilizado para lanzar el satélite ruso Spektr-R a la órbita en 2011 se rompió en múltiples pedazos el 8 de mayo de 2020, creando incluso más escombros de lo normal. [16]
Los tanques Fregat-M/Fregat-MT tienen añadidos en forma de bola en la parte superior de los tanques. Estos añadidos aumentan la capacidad de carga del propulsor de 5.350 kilogramos (11.790 lb) a 6.640 kilogramos (14.640 lb), sin causar ningún otro cambio en las dimensiones físicas del vehículo. [2]
Una versión llamada Fregat-SB puede utilizarse con el vehículo de lanzamiento Zenit-2SB . Esta versión es una variación del Fregat-M con un bloque de tanques de descarga ("SBB" o Сбрасываемый Блок Баков en ruso) que hace posible una mayor capacidad de carga útil. El SBB en forma de toro pesa 360 kg (790 lb) y contiene hasta 3.050 kg (6.720 lb) de propulsor. El peso seco total del Fregat-SB (incluyendo el SBB) es de 1.410 kg (3.110 lb) y la capacidad máxima de transporte de propulsor es de 10.150 kg (22.380 lb). [17]
El Fregat-SB se lanzó por primera vez el 20 de enero de 2011, cuando elevó el satélite meteorológico Elektro-L a una órbita geoestacionaria. [18]
