La carga útil secundaria, también conocida como carga útil de viaje compartido , [1] es una carga útil de menor tamaño transportada a órbita en un vehículo de lanzamiento que es pagada en su mayor parte (y con la fecha y hora de lanzamiento y la trayectoria orbital determinadas) por la entidad que contrata y paga por el lanzamiento principal. [2] [3] Como resultado, la carga útil secundaria generalmente obtiene un precio sustancialmente reducido por los servicios de transporte a la órbita, al aceptar una compensación por la pérdida de control una vez que se firma el contrato y la carga útil se entrega al proveedor del vehículo de lanzamiento. para la integración al vehículo de lanzamiento . Estas compensaciones generalmente incluyen tener poco o ningún control sobre la fecha/hora de lanzamiento, los parámetros orbitales finales o la capacidad de detener el lanzamiento y retirar la carga útil en caso de que ocurra una falla durante el procesamiento en tierra antes del lanzamiento, ya que la carga útil principal generalmente compra todos estos derechos de propiedad del lanzamiento mediante contrato con el proveedor de servicios de lanzamiento.
Si bien originalmente era una opción centrada en el gobierno de EE. UU. para lanzamientos de propiedad gubernamental (donde las ranuras de carga útil secundaria a menudo se otorgaban por cualquier medio de asignación que una agencia gubernamental pudiera elegir), con el tiempo ha surgido todo un mercado para aprovechar el menor costo de acceso al espacio. a través de oportunidades de carga útil secundaria. [4]
El segmento de satélites pequeños de la industria del lanzamiento de satélites ha crecido rápidamente en los últimos años. La actividad de desarrollo ha sido particularmente alta en el rango de tamaño de 1 a 50 kg. Sólo en el rango de 1 a 50 kg, se lanzaron menos de 15 satélites anualmente entre 2000 y 2005, 34 en 2006 y luego menos de 30 lanzamientos anuales entre 2007 y 2011. Esta cifra aumentó a 34 lanzados en 2012 y 92 satélites pequeños lanzados. en 2013. [4]
La oferta de servicios de lanzamiento secundarios varía según el proveedor de lanzamiento. El lanzador comercial estadounidense United Launch Alliance (ULA) prácticamente no ofrece acceso comercial para cargas útiles secundarias, aunque el ejército estadounidense ofrece algunas ranuras para cargas útiles secundarias en los lanzadores ULA Atlas V y Delta IV , que luego están controlados por procesos de asignación de ranuras de lanzamiento del gobierno.
Rocket Lab ofrece capacidades de viaje compartido en su cohete Electron existente . Con la capacidad del Kick Stage para reencenderse, el vehículo puede alternar entre varias órbitas para desplegar las distintas cargas útiles. [5]
El Photon es un autobús satelital diseñado por Rocket Lab que es una mejora importante del Kick Stage. Es capaz de lanzar múltiples satélites a órbita terrestre baja (LEO), órbita terrestre media (MEO), órbita geoestacionaria (GEO), destinos lunares y planetarios. [6]
SpaceX ofreció un conjunto económico de lanzamientos de carga útil secundaria en su cohete Falcon 9 a partir de 2011 con precios entre 200.000 y 325.000 dólares estadounidenses para cargas útiles secundarias entregadas a la órbita terrestre baja (LEO). [7] En marzo de 2014, [actualizar]SpaceX indicó que continuarían lanzando algunas cargas útiles secundarias, pero que no harían muchas, ya que "todavía no había mucho dinero en el mercado de cargas útiles secundarias". [8]
A principios de agosto de 2019, SpaceX anunció un programa de viajes compartidos para poner en órbita satélites pequeños cuando su mercado de grandes satélites se estaba reduciendo después de 2018. Aunque SpaceX había volado anteriormente una misión de carga útil secundaria dedicada, el programa haría que los clientes compraran puertos directamente de SpaceX. Inicialmente, SpaceX ofreció lanzar cargas útiles secundarias de hasta 150 kg (330 lb) a una órbita sincrónica con el Sol por 2,25 millones de dólares si los clientes se inscribían al menos 12 meses antes del lanzamiento. Si es entre 6 y 12 meses, los precios se incrementarían a US$ 3 millones . Para cargas útiles secundarias de hasta 300 kg (660 lb), si los clientes se registraban con 12 meses de anticipación, SpaceX ofrecía un precio base de 4,5 millones de dólares y si se registraban con 6 meses de anticipación, 6 millones de dólares . Se planeó que los vuelos se lanzaran desde el SLC-4E en la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg , a partir de noviembre de 2020 en el cohete Falcon 9 . [9] [10]
Sin embargo, tras la respuesta al anuncio de principios de agosto; A finales de mes, SpaceX revisó sus planes y redujo los precios de tal manera que cargas útiles de hasta 200 kg (440 lb) por 1 millón de dólares . Además, SpaceX anunció más oportunidades de lanzamiento inicialmente programadas para comenzar en marzo de 2020. Incluirían cargas útiles secundarias en misiones Starlink y otras. [11] El vuelo inaugural de este programa tuvo lugar el 13 de junio de 2020, cuando Starlink 8 voló con 3 SkySats fabricados por Planet Labs . [12] [13]
Los clientes tienen la opción de puertos ESPA de 15 o 24 pulgadas de diámetro (38 o 61 cm) . Para misiones de viajes compartidos dedicados, los anillos de 15 y 24 pulgadas de diámetro tendrán 6 o 4 puertos respectivamente. En los lanzamientos de Starlink, las cargas útiles secundarias se montan en la parte superior de la pila de Starlink. La interfaz mecánica para estos lanzamientos tendrá dos puertos ESPA de 15 pulgadas de diámetro o un único puerto ESPA de 24 pulgadas de diámetro. [14] [15] Para estas misiones, SpaceX ha eliminado algunos satélites de su configuración habitual de 60 satélites. [16] SpaceX también ofrece configuración personalizada cuando lo solicita el cliente. [14] [15]
Arianespace lanzó la primera misión dedicada de viaje compartido en el cohete Vega durante el VV16 , que lanzó 53 satélites a una órbita sincrónica con el Sol en septiembre de 2023. [17] El vuelo fue parte del Servicio de Misiones de Pequeñas Naves Espaciales. [18]
En agosto de 2019, Arianespace anunció misiones de viajes compartidos directamente a la órbita geoestacionaria en respuesta al aumento de pequeños satélites que necesitan estar en esa órbita. Los clientes podrán comprar vuelos hasta 6 a 12 meses antes del lanzamiento. La inyección de cargas útiles directamente en la órbita geoestacionaria permite a los clientes no tener que elevar las órbitas de sus naves espaciales después de haberlas dejado caer en la órbita de transferencia geoestacionaria. La carga útil se desplegará seis horas después del lanzamiento. Se espera que el primer lanzamiento, denominado "GO-1", vuele en el primer o segundo trimestre de 2022 en el cohete Ariane 6 (configuración 64). El lanzamiento será desde el Centro Espacial de Guayana . Es posible que se realicen vuelos similares anualmente. [19] A diferencia de las misiones tradicionales de viajes compartidos, los clientes no tienen que esperar a que una carga útil principal esté lista para su lanzamiento, sino que esperan que se alcance la capacidad de carga útil. [20]
International Launch Services (ILS), una empresa estadounidense que comercializa lanzamientos del cohete ruso Proton , no lanza ni tiene planes de lanzar cargas útiles secundarias comerciales de satélites pequeños o CubeSats . [21] Sea Launch , un consorcio con sede en Estados Unidos formado por la empresa estadounidense Boeing y la empresa rusa RSC Energia (RSCE) (ahora propiedad mayoritaria de RSCE), tampoco lanza actualmente cargas útiles secundarias comerciales. [21]
El adaptador de carga útil secundaria (ESPA) de EELV es un anillo adaptador entre etapas que fue diseñado originalmente para lanzar cargas útiles secundarias en misiones espaciales del Departamento de Defensa de los Estados Unidos que utilizan Atlas V y Delta IV . Utilizado por primera vez en la década de 2000, el objetivo de ESPA era reducir los costos de lanzamiento para el cliente principal y permitir misiones secundarias e incluso terciarias con un impacto mínimo en la misión principal. [2] El diseño del anillo ESPA se ha convertido en un estándar de facto y ahora se utiliza mucho más que el intento y los cohetes originales.
ESPA fue diseñado para soportar una carga útil primaria de hasta 6.800 kilogramos (15.000 lb) y hasta seis cargas útiles secundarias de no más de 180 kilogramos (400 lb) cada una. Cada nave espacial secundaria está montada radialmente en un puerto de 38 centímetros (15 pulgadas) de diámetro y se le asigna un volumen de 61 cm (24 pulgadas) x 71 cm (28 pulgadas) x 97 cm (38 pulgadas). [3]
En 2011, SpaceX estaba contratando el lanzamiento de cargas útiles secundarias en su cohete Falcon 9 utilizando una interfaz de anillo ESPA estándar. [7]
Se están desarrollando derivados comerciales del anillo ESPA Grande. El sistema, denominado Sistema de carga útil secundaria para vuelos espaciales (SSPS), está siendo desarrollado y fabricado por Andrews Space bajo contrato con Spaceflight Services . Incluye cinco puertos de 61 cm (24 pulgadas) de diámetro, cada uno de ellos capaz de transportar cargas útiles que pesan hasta 300 kilogramos (660 libras). "El SSPS funciona de manera muy similar a una nave espacial independiente con una computadora de vuelo, un sistema de energía eléctrica, capacidad de determinación de órbita y conmutación de energía de carga útil ". [22]
SpaceX... desarrolló precios para volar esas cargas útiles secundarias... Un P-POD costaría entre 200.000 y 325.000 dólares para misiones a LEO, o 350.000 a 575.000 dólares para misiones a órbita de transferencia geosincrónica (GTO). Un satélite de clase ESPA que pese hasta 180 kilogramos costaría entre 4 y 5 millones de dólares para las misiones LEO y entre 7 y 9 millones de dólares para las misiones GTO, dijo.
[P: ¿Están haciendo muchas cargas útiles secundarias?]
No muchas, estamos haciendo algunas. Todavía no hay mucho dinero en el mercado de carga útil secundaria.