El motor de grafito-epoxi ( GEM ) es una familia de propulsores de cohetes sólidos desarrollados a finales de la década de 1980 y utilizados desde 1990. Los motores GEM se fabrican con carcasas de polímero reforzado con fibra de carbono y un combustible que consiste en un propulsor compuesto de perclorato de amonio unido a HTPB . GEM es producido por Northrop Grumman Space Systems . [1] Los propulsores GEM se utilizan en el Atlas V y anteriormente se utilizaron en los vehículos de lanzamiento Delta II , Delta III y Delta IV . Una nueva variante, el GEM 63XL, voló como parte del vehículo de lanzamiento Vulcan Centaur el 8 de enero de 2024. [2] [3] [4]
El GEM 63 fue desarrollado por Orbital ATK como un reemplazo de bajo costo para el propulsor de cohete sólido Aerojet Rocketdyne AJ-60A utilizado en el Atlas V. Sus dimensiones generales son muy similares a las del motor al que reemplaza. El Atlas V voló por primera vez con el GEM 63 en 2020 en el lanzamiento del NROL-101. [5] El propulsor ofrece un mayor rendimiento a aproximadamente la mitad del costo de los propulsores AJ-60A utilizados anteriormente en el Atlas V. [6]
El GEM 63XL, desarrollado por Northrop Grumman, es una versión extendida del GEM 63, aproximadamente 73 pulgadas (190 cm) más largo que su predecesor. [7] Lanzado por primera vez en 2020, se utiliza en el vehículo de lanzamiento Vulcan a partir del primer lanzamiento el 8 de enero de 2024. [4] [8] [9] Hasta 6 de los propulsores se montarán en un solo núcleo Vulcan. , dependiendo de las necesidades del cliente. [10] Se estaba desarrollando una variante equipada con una boquilla de vectorización de empuje , el GEM 63XLT, para el vehículo de lanzamiento OmegA cancelado. [11] Actualmente se utiliza en el cohete Vulcan Centaur. [2]
El GEM 40 era un motor de cohete sólido de 40,4 pulgadas de diámetro (1.030 mm) desarrollado para el vehículo de lanzamiento Delta II de la serie 7000 a partir de 1987 por Hercules . [12] Su primer vuelo tuvo lugar en 1990 en la misión USA-66, [13] cuando se utilizaron 9 propulsores en un lanzador Delta II 7925. El uso de materiales compuestos permitió carcasas más ligeras que las carcasas de acero de los Castor 4 SRM que reemplazaron. La reducción de peso se utilizó para extender el GEM 40 en 5,9 pies (1,8 m) en comparación con el Castor 4 utilizado en la Delta II de la serie 6000. [12] [14] Los vehículos Delta II podrían configurarse con tres, cuatro o nueve propulsores GEM 40. Cuando se usaban tres o cuatro propulsores, todos los GEM 40 se encendían en el suelo. En el Delta II de nueve propulsores, seis se incendiaron en tierra; los tres restantes se incendiaron en vuelo después de quemar los primeros seis. [15] Se desarrolló una variante con una boquilla de vectorización de empuje , el GEM 40VN, para el programa de misiles antibalísticos Ground-based Midcourse Defense . [1]
El 5 de agosto de 1995, un GEM 40 iluminado por aire no logró separarse de un Delta II 7925 que transportaba el Koreasat 1 . El exceso de masa del propulsor hizo que el satélite alcanzara una órbita más baja de lo previsto. El satélite pudo corregir el error utilizando propulsor a bordo. [dieciséis]
El 17 de enero de 1997, un Delta II (Delta 241) explotó debido a un fallo catastrófico en un GEM 40. El fallo activó la función de autodestrucción del vehículo de lanzamiento 13 segundos después de la ignición. Una investigación de la Fuerza Aérea determinó que la carcasa del motor había sido dañada antes del lanzamiento, lo que provocó que la carcasa se abriera poco después del encendido. [dieciséis]
El GEM 46 era un motor de cohete sólido de 45,1 pulgadas de diámetro (1150 mm) desarrollado originalmente para Delta III por Alliant Techsystems . Esta variante de motor sólido incluía control de vector de empuje (TVC) para ayudar a dirigir el vehículo. Después de la discontinuación del Delta III, se utilizaron motores GEM 46 (sin TVC) [15] en el Delta II para crear el Delta II Heavy, que solo podía lanzarse desde una plataforma modificada en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , SLC-17B. . [17] Tanto Delta III como Delta II Heavy utilizaron nueve GEM 46, seis de ellos encendidos en tierra y tres encendidos por aire. [18]
El 27 de agosto de 1998, los propulsores GEM 46 del primer Delta III, que transportaba el satélite Galaxy 10, agotaron el fluido hidráulico utilizado para controlar la boquilla de vectorización de empuje. Esto se debió a problemas de guía con el resto del cohete, lo que obligó a los motores sólidos del cohete a realizar ajustes rápidos para compensar, consumiendo el suministro de fluido hidráulico antes de quemarse. Luego, las boquillas quedaron atrapadas en una posición que hizo girar el cohete, activando la función de autodestrucción del vehículo 70 segundos después del encendido. [19] [20]
El GEM 60 era un motor sólido de 60 pulgadas de diámetro (1500 mm) utilizado en la familia de vehículos de lanzamiento Delta IV , utilizado con y sin control del vector de empuje. [15] Desarrollado para el programa EELV , su primer vuelo tuvo lugar el 20 de noviembre de 2002, impulsando el primer lanzamiento del Delta IV. [21] Los lanzadores Delta IV Medium+ se construyeron con dos o cuatro GEM 60. [22] El rendimiento adicional de los motores de cohetes sólidos permitió que las variantes del Delta IV Medium+ acomodaran una segunda etapa más grande. El motor se retiró en 2019 después del lanzamiento final del Delta IV Medium. [23] A lo largo de su vida útil, se volaron 64 propulsores GEM 60; no hubo fracasos. [23]
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