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 . El 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 del cohete propulsor sólido Aerojet Rocketdyne AJ-60A utilizado en el Atlas V. Sus dimensiones generales son muy similares a las del motor que reemplaza. El Atlas V voló por primera vez con el GEM 63 en 2020 en el lanzamiento NROL-101. [5] El propulsor ofrece un mayor rendimiento a aproximadamente la mitad del costo de los propulsores AJ-60A que se usaban 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] El peso es de aproximadamente 117,000 libras (53 toneladas métricas) cada uno. [8] Disparado 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] [9] [10] Hasta 6 de los propulsores se montarán en un solo núcleo Vulcan, según las necesidades del cliente. [11] Actualmente se utiliza en el cohete Vulcan Centaur. [2]
Se estaba desarrollando una variante equipada con una boquilla vectorizadora de empuje , la GEM 63XLT, para el vehículo de lanzamiento cancelado OmegaA . [12]
El 4 de octubre de 2024, un GEM 63XL experimentó una falla parcial 35 segundos después del despegue durante la misión Vulcan Centaur Cert-2. Se observó un cambio en la columna de humo del motor, así como escombros que caían del motor después de la anomalía. Las observaciones de la anomalía sugieren que la tobera del motor del GEM 63XL resultó dañada o sufrió una falla estructural 35 segundos después de la ignición. Vulcan Centaur Cert-2 continuó en órbita con éxito después del agotamiento y la separación de sus dos propulsores GEM 63XL aproximadamente a los 2 minutos y 10 segundos de vuelo. A fecha del 4 de octubre de 2024, ULA sigue investigando la causa de la anomalía. [13]
El GEM 40 era un motor de cohete sólido de 40,4 pulgadas de diámetro (1030 mm) desarrollado para el vehículo de lanzamiento Delta II de la serie 7000 a partir de 1987 por Hercules . [14] Su primer vuelo tuvo lugar en 1990 en la misión USA-66, [15] cuando se utilizaron 9 propulsores en un lanzador Delta II 7925. El uso de materiales compuestos permitió que las carcasas fueran más ligeras que las carcasas de acero de los SRM Castor 4 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 el Delta II de la serie 6000. [14] [16] Los vehículos Delta II podían configurarse con tres, cuatro o nueve propulsores GEM 40. Cuando se usaban tres o cuatro propulsores, todos los GEM 40 se encendían en tierra. En el Delta II de nueve propulsores, seis se encendieron en tierra; los tres restantes se encendieron en vuelo después de que se quemaran los primeros seis. [17] Una variante con una tobera de vectorización de empuje , la GEM 40VN, fue desarrollada para el programa de misiles antibalísticos de defensa de medio recorrido con base en tierra . [1]
El 5 de agosto de 1995, un GEM 40 con iluminación aérea no logró separarse de un Delta II 7925 que transportaba el Koreasat 1. El exceso de masa del propulsor provocó que el satélite alcanzara una órbita más baja de la prevista. El satélite pudo corregir el error utilizando combustible a bordo. [18]
El 17 de enero de 1997, un Delta II (Delta 241) explotó debido a una falla catastrófica en un GEM 40. La falla 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 de la ignición. [18]
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, los motores GEM 46 (sin TVC) [17] se utilizaron 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 . [19] Tanto Delta III como Delta II Heavy utilizaron nueve GEM 46, con seis encendidos en el suelo y tres encendidos desde el aire. [20]
El 27 de agosto de 1998, los propulsores GEM 46 del primer Delta III, que transportaba el satélite Galaxy 10, agotaron el fluido hidráulico que se utilizaba para controlar la tobera de vectorización del empuje. Esto se debió a problemas de guía con el resto del cohete, lo que obligó a los motores de cohetes sólidos a realizar ajustes rápidos para compensar, agotando el suministro de fluido hidráulico antes de que se quemara. Las toberas se atascaron entonces en una posición que hizo girar el cohete, lo que activó la función de autodestrucción del vehículo 70 segundos después de la ignición. [21] [22]
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. [17] Desarrollado para el programa EELV , su primer vuelo fue el 20 de noviembre de 2002, impulsando el primer lanzamiento del Delta IV. [23] Los lanzadores Delta IV Medium+ se construyeron con dos o cuatro GEM 60. [24] 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. [25] A lo largo de su vida útil, volaron 64 propulsores GEM 60; no hubo fallas. [25]
Datos del catálogo de Northrop Grumman [26]
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