El cohete Astra fue una serie de vehículos de lanzamiento espacial de pequeño tamaño diseñados, fabricados y operados por la empresa estadounidense Astra (antes conocida como Ventions). Los cohetes fueron diseñados para ser fabricados a un costo mínimo, empleando materiales y técnicas muy simples. También fueron diseñados para ser lanzados por un equipo muy pequeño y ser transportados desde la fábrica hasta la plataforma de lanzamiento en contenedores de envío estándar.
El nombre Rocket fue compartido por varios vehículos de lanzamiento. Rocket 1 era un vehículo de prueba compuesto por un propulsor equipado con cinco motores de cohetes alimentados por bomba eléctrica Delphin y un simulador de masas destinado a ocupar el lugar de una segunda etapa. Rocket 2 era un prototipo similar a Rocket 1. Rocket 3 era un vehículo de lanzamiento que agregó una segunda etapa alimentada por presión al propulsor propulsado por Delphin. Su variante definitiva, Rocket 3.3, presentaba un propulsor alargado y lanzaba satélites a órbita. Rocket 4 debía haber sido un diseño completamente nuevo para un cohete más grande y más poderoso. La familia de cohetes se originó en Small Air Launch Vehicle to Orbit (SALVO), un pequeño vehículo de lanzamiento propulsado por el motor de cohete líquido alimentado por bomba eléctrica de Astra producido para el programa ALASA de DARPA . [5] Después del final del programa ALASA, el desarrollo de la tecnología y los sistemas de vehículos de lanzamiento continuó, produciendo la familia Rocket. [6]
La serie Rocket fue diseñada como un vehículo de lanzamiento espacial simple y de bajo costo. Ningún motor del cohete utilizaba turbomáquinas y la construcción del cohete era de láminas de aluminio soldadas en lugar de paneles mecanizados livianos. También era físicamente pequeño: la variante más larga, Rocket 3.3, medía 13 m [3] de altura.
La serie Rocket de Astra se desarrolló con la experiencia adquirida en el trabajo de la empresa en el vehículo de lanzamiento aéreo SALVO, para el que se diseñó el motor cohete Delphin. Su trayectoria estuvo marcada por varias series de fracasos; de 10 campañas de lanzamiento, solo 2 misiones se completaron con éxito.
Tras el fallo del Rocket 3.3 LV0010, se canceló la producción y operación del lanzador Rocket 3 en favor de un nuevo cohete, el Rocket 4.
Ventions, predecesor de Astra, había desarrollado un sistema de lanzamiento orbital desde el aire para el programa SALVO. El desarrollo de un motor de cohete alimentado por bomba eléctrica, más tarde conocido como Delphin, se llevó a cabo como parte de SALVO en 2012. [5]
En 2016, Ventions se volvió a constituir como Astra, bajo la propiedad de Chris Kemp . La empresa reorganizada procedió a comenzar el desarrollo de un nuevo cohete portador, diseñado para ser lo más simple y económico posible. El cohete debía ser muy pequeño y estar construido con materiales básicos, para facilitar el objetivo de lanzamiento diario. Además, debía ser transportado en contenedores de envío estándar y tener un sistema de lanzamiento altamente automatizado que requiriera la menor cantidad de personal posible. Para acelerar el desarrollo de este nuevo sistema de lanzamiento, Astra hizo uso de diseños y hardware del cohete SALVO. [7]
En 2017, Astra, bajo el nombre de Ventions, recibió financiación de la NASA para desarrollar el sistema de lanzamiento. [8]
En noviembre de 2021, después de nueve años de desarrollo, el cohete 3.3 alcanzó la órbita por primera vez. [9]
En agosto de 2022, citando la poca confiabilidad del Rocket 3, Astra anunció que pondría fin a las operaciones del vehículo y pasaría al desarrollo del Rocket 4, un diseño completamente nuevo. [10] [11]
SALVO (Small Affordable Launch Vehicle to Orbit, más tarde Small Air Launch Vehicle to Orbit) era un cohete de dos etapas con dos motores alimentados por bomba eléctrica en su primera etapa. [12] Fue desarrollado para ser un pionero para el mucho más grande ALASA. [5] Solo se necesitaban dos personas para lanzar el cohete: el piloto y el oficial del sistema de armas (WSO) del avión portaaviones F-15. ALASA estaba destinado a enviar 45 kg a la órbita a un precio de lanzamiento objetivo de $ 1 millón de dólares. [13] ALASA, junto con SALVO, se canceló en 2015 debido a desafíos técnicos. [14]
El cohete 1 fue un vehículo de prueba desarrollado con hardware y software de SALVO que aún no había volado. [7] Este vehículo utilizó cinco motores de primera etapa "Delphin". Mientras que el motor de segunda etapa "Aether" todavía estaba en desarrollo, se utilizó un simulador de masa de la etapa superior (segunda etapa) en su lugar. Se realizaron varios intentos de lanzamiento fallidos entre marzo de 2018 y julio de 2018, y el lanzamiento finalmente tuvo lugar el 20 de julio de 2018; el lanzamiento fue un fracaso. [7]
Este lanzamiento no tenía cliente y actuó como un vuelo de prueba suborbital utilizando un simulador de masa para la segunda etapa, ya que el motor de la segunda etapa Aether todavía estaba en desarrollo. No había carga útil a bordo. La misión planeaba volar en un acimut de 195° desde el puerto espacial, pero la licencia no reveló la altitud planificada ni la distancia de alcance para la misión. [7] El lanzamiento tuvo lugar el 29 de noviembre de 2018; el lanzamiento fue un fracaso.
El cohete 3 era un vehículo de lanzamiento de 11,6 m (38 pies) que tenía una capacidad de carga útil de 25 kg (55 lb) a una órbita heliosincrónica de 500 km (310 mi) . El cohete constaba de dos etapas. La primera etapa tenía cinco motores "Delphin" alimentados por bomba eléctrica con 6.500 lbf (29.000 N) de empuje cada uno. La segunda etapa tenía un motor "Aether" alimentado a presión con 740 lbf (3.300 N) (vacío) de empuje. [ cita requerida ]
El primer Rocket 3, "1 de 3" o "Rocket 3.0", completó una prueba de fuego estático en el aeropuerto Castle , California . Estaba previsto que se lanzara desde el Pacific Spaceport Complex – Alaska (PSCA) con intentos de lanzamiento a fines de febrero y principios de marzo de 2020, con el último intento de lanzamiento el 2 de marzo de 2020, como parte del Desafío de lanzamiento de DARPA . Tres CubeSats para el Departamento de Defensa de los EE. UU. y la Universidad del Sur de Florida , junto con una baliza espacial diseñada para ayudar en la gestión del tráfico espacial, estaban programados para entrar en órbita en "1 de 3". El 2 de marzo de 2020, los funcionarios de DARPA y Astra dijeron que el CubeSat Prometheus, los dos nanosatélites de la Expedición Articulada de Reconocimiento y Comunicaciones (ARCE) de la Universidad del Sur de Florida y la carga útil de la radiobaliza espacial se retirarían del cohete después del final del Desafío de lanzamiento. Astra no logró despegar dentro de la ventana de lanzamiento del desafío de lanzamiento de DARPA; los preparativos para el lanzamiento continuaron de todos modos para el vuelo de prueba. [15] El cohete sufrió un incendio destructivo en la plataforma de lanzamiento el 23 de marzo de 2020.
El segundo cohete 3, "2 de 3" o "Rocket 3.1", se lanzó el 12 de septiembre de 2020. El lanzamiento fracasó.
El tercer cohete 3, "3 de 3" o "Rocket 3.2", se lanzó el 15 de diciembre de 2020. El lanzamiento fracasó.
El 20 de noviembre de 2021, el vehículo Rocket 3.3 de Astra (número de serie LV0007) alcanzó con éxito la órbita tras su lanzamiento desde el Complejo Espacial del Pacífico – Alaska (PSCA) con la carga útil de demostración STP -27AD2 (COSPAR 2021-108A, SATCAT 49494) para la Fuerza Espacial de los Estados Unidos . [ cita requerida ]
El 15 de marzo de 2022, el vehículo Astra Rocket 3.3 (número de serie LV0009) alcanzó con éxito la órbita con la misión Astra-1. [16]
El cohete 3.3 falló en 3 lanzamientos: 28 de agosto de 2021, 10 de febrero de 2022, 12 de junio de 2022; consulte los fallos de lanzamiento a continuación.
El cohete 4 será un nuevo vehículo de lanzamiento, mucho más grande que el anterior Rocket 3.3 y capaz de transportar hasta 600 kg (1.300 lb) a la órbita, y 350 kg (770 lb) a una órbita sincrónica solar. [17] [18] La etapa superior del vehículo está diseñada para integrar el motor Hadley Ursa Major , [19] mientras que el propulsor contará con dos motores alimentados por turbobomba de 70.000 lbf (310 kN). [20] El motor propulsor, conocido como "Chiron", se adquiere de Firefly Aerospace bajo contrato, en el que Firefly modificó los motores Reaver para tener un cardán, empuje y control de mezcla diferentes para satisfacer las necesidades de Astra como parte del programa de motores de cohetes de Firefly. [21] Firefly inicialmente suministraría hasta 50 Chirons a Astra. [22]
En septiembre de 2020, Astra presentó una propuesta al programa AFWERX de la Fuerza Aérea titulada "Lanzamiento responsivo habilitado por el Rocket 5.0 de Astra". El Rocket 5 iba a ser una variante del Rocket 3 dedicada a la entrega suborbital punto a punto , con una segunda etapa modificada entre la primera y la etapa superior del Rocket 3. [23]
De nueve lanzamientos de cohetes Astra, siete fueron fallidos y un cohete adicional fue destruido durante los preparativos para el lanzamiento.
El 20 de julio de 2018, aproximadamente a las 22:00 UTC , el cohete 1 salió de la plataforma de lanzamiento 2 del complejo espacial del Pacífico de Alaska (PSCA) para el primer intento de lanzamiento suborbital de la compañía. Después de aproximadamente 27 segundos de vuelo propulsado, el cohete comenzó a caer y explotó después de chocar con la plataforma de lanzamiento. Como el lanzamiento se realizó en medio de una densa niebla y, además, se mantuvo en secreto, se supo poco sobre el fracaso del lanzamiento. La confirmación del fracaso se produjo un día después, cuando la Administración Federal de Aviación declaró que se había producido un accidente. [7]
El cohete 2 se lanzó el 30 de noviembre de 2018 a las 03:00 UTC desde el Complejo Espacial del Pacífico, Alaska , plataforma de lanzamiento 2, la misma utilizada para el cohete 1. Después de aproximadamente 30 segundos de vuelo propulsado, los motores Delphin comenzaron a fallar, lo que provocó que el cohete cayera y se estrellara contra el suelo. Se afirmó que la altitud máxima alcanzada por el cohete 2 fue aproximadamente 100 m (330 pies) mayor que la del cohete 1. [7]
El 23 de marzo de 2020, el cohete 3.0 se destruyó en una explosión durante las pruebas de preparación para el lanzamiento. A mitad de la serie de pruebas, se agotó el suministro de gas helio, utilizado para preparar partes del cohete. Para completar una prueba de la primera etapa, se decidió transferir el helio sobrante de la segunda etapa al propulsor. Sin embargo, el helio se había enfriado con el oxígeno líquido criogénico adyacente. Una válvula de plástico utilizada para controlar el flujo de helio a partir de entonces se quedó atascada en la posición abierta debido a las bajas temperaturas encontradas, lo que permitió un flujo sin restricciones de helio hacia el propulsor. La acumulación de gas resultante provocó la ruptura de un tanque, lo que provocó que el cohete explotara en la plataforma, destruyéndose a sí mismo y a la infraestructura de lanzamiento. [7]
El 12 de septiembre de 2020, se lanzó el cohete 3.1 desde el PSCA. Después de ascender durante unos 15 segundos, el cohete comenzó a presentar oscilaciones de balanceo, lo que provocó que se desviara de su trayectoria prevista. Por lo tanto, el vuelo del cohete finalizó unos 30 segundos después del despegue, destruyendo el vehículo. [7] [37]
El 15 de diciembre de 2020, aproximadamente a las 20:55 UTC, Astra lanzó su tercer vehículo Rocket 3, llamado Rocket 3.2. El cohete pasó con éxito la Línea Kármán y alcanzó su altitud orbital objetivo de 390 kilómetros, una primicia para Astra. Sin embargo, debido a problemas con la mezcla de combustible de la etapa superior, el cohete no logró alcanzar la órbita. La compañía declaró que el vuelo fue un éxito, argumentando que su objetivo para el vuelo de prueba era lograr un apagado exitoso del motor principal de la primera etapa, lo que se logró. [7] [41] [42]
El 28 de agosto de 2021 a las 22:35 UTC, Astra lanzó su cuarto vehículo Rocket 3, Rocket 3.3 (número de serie LV0006). El vuelo transportaba una carga útil de instrumentación para la Fuerza Espacial de los Estados Unidos en el marco del Programa de Pruebas Espaciales , y no estaba prevista una separación de la carga útil del vehículo de lanzamiento. Poco después del despegue, una falla en un solo motor hizo que el vehículo comenzara a desplazarse horizontalmente durante varias decenas de metros fuera de la plataforma de lanzamiento antes de comenzar a ascender verticalmente. [49] Luego, el cohete excedió su trayectoria permitida y se destruyó aproximadamente 2 minutos y 28 segundos después del lanzamiento. El cohete alcanzó una altitud máxima de 50 km (31 mi) antes de estrellarse en el océano en el área de lanzamiento. Astra determinó que una pequeña fuga de propulsor del sistema de abastecimiento de combustible del lanzador provocó una explosión que inutilizó uno de los cinco motores. [67] [48]
El 10 de febrero de 2022, el cohete 3.3 LV0008 se lanzó con éxito. Sin embargo, el carenado de la carga útil no se separó y se produjo el encendido de la segunda etapa con el carenado aún unido. La segunda etapa atravesó el carenado y giró sin control. Poco después de esta anomalía, el vuelo se dio por terminado y se perdió la carga útil. La investigación posterior al lanzamiento descubrió más tarde que la falla fue causada por un error en el diagrama de cableado que impidió que los carenados se separaran por completo antes del encendido de la segunda etapa, junto con un problema de software que provocó que el motor de la etapa superior no pudiera usar su sistema de vector de empuje para corregir el vuelco después del encendido de la etapa. [68] [57]
El 12 de junio de 2022, el vehículo Astra Rocket 3.3 (número de serie LV0010) no logró alcanzar la órbita después de que se observara un consumo de combustible inusualmente alto. La carga útil del cohete, dos satélites TROPICS para la constelación de investigación meteorológica TROPICS (lluvias y huracanes ) de la NASA , fue destruida. Un análisis de fallas posterior a la misión determinó que la alta tasa de consumo de combustible se debió en última instancia a la ebullición del combustible dentro de los canales de enfriamiento regenerativo del motor Aether. Este efecto, no observado anteriormente, se atribuyó al clima más cálido en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral, que calentó más el combustible antes de cargarlo en el vehículo en comparación con el clima encontrado en el sitio de lanzamiento de Astra en Alaska. Este fue el vuelo final del Rocket 3. [69]
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