Viking era una serie de doce cohetes sonda diseñados y construidos por la Compañía Glenn L. Martin bajo la dirección del Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos (NRL). Diseñado para reemplazar al V-2 alemán , el Viking fue el gran cohete de combustible líquido más avanzado desarrollado en los Estados Unidos a fines de la década de 1940, y aportó valiosos datos científicos desde el borde del espacio entre 1949 y 1955. Viking 4, lanzado en En 1950 se lanzó el primer cohete sonda desde la cubierta de un barco.
Después de doce vuelos, el Viking fue adaptado a la primera etapa del cohete Vanguard , que puso en órbita el segundo satélite estadounidense en 1958.
Después de la Segunda Guerra Mundial , Estados Unidos experimentó con cohetes V-2 alemanes capturados como parte del programa Hermes . Sobre la base de estos experimentos, Estados Unidos firmó un contrato el 21 de agosto de 1946 con la Compañía Glenn L. Martin para una serie de 10 grandes cohetes de combustible líquido. La intención era proporcionar una capacidad estadounidense independiente en cohetería, continuar el programa Hermes después de que se gastaran los V-2 y proporcionar un vehículo más adecuado para la investigación científica. Originalmente denominado "Neptune", pasó a llamarse "Viking" en 1947 para evitar confusiones con el Lockheed P-2 Neptune . [1] : 26 El Viking era el cohete grande de combustible líquido más avanzado que se estaba desarrollando en los EE. UU. en ese momento. [2]
El Viking tenía aproximadamente la mitad del tamaño, en términos de masa y potencia, que el V-2 . Ambos eran cohetes guiados activamente, alimentados con el mismo propulsor ( alcohol etílico y oxígeno líquido ), que eran alimentados a un único motor grande alimentado por dos bombas impulsadas por turbinas . El motor Reaction Motors XLR10-RM-2 fue el motor de cohete de combustible líquido más grande desarrollado en los Estados Unidos hasta ese momento, produciendo 92,5 kN (20.800 lb f ) (nivel del mar) y 110,5 kN (24.800 lb f ) (vacío). de empuje. El Isp fue de 179,6 s (1,761 km/s) y 214,5 s (2,104 km/s) respectivamente, con un tiempo de misión de 103 segundos. Como también fue el caso del V-2, el peróxido de hidrógeno se convirtió en vapor para impulsar la turbobomba que alimentaba el motor con combustible y oxidante. Al igual que su homólogo V-2, también se enfrió de forma regenerativa . [3] [4]
Viking fue pionero en importantes innovaciones respecto al V-2. Uno de los más significativos para los cohetes fue el uso de una cámara de empuje con cardán que podía girar de un lado a otro sobre dos ejes para controlar el cabeceo y la guiñada , prescindiendo de las ineficaces y algo frágiles paletas de grafito en el escape del motor utilizadas por los V- 2. La rotación del motor sobre los cardanes estaba controlada por una referencia inercial giroscópica; Este tipo de sistema de guía fue inventado por Robert H. Goddard , quien tuvo un éxito parcial con él antes de que interviniera la Segunda Guerra Mundial. [1] : 66 El control de balanceo se realizó mediante el uso del escape de la turbobomba para impulsar los chorros del sistema de control de reacción (RCS) en las aletas. Los chorros de gas comprimido estabilizaron el vehículo después del corte de energía principal. Dispositivos similares ahora se utilizan ampliamente en grandes cohetes orientables y en vehículos espaciales. Otra mejora fue que inicialmente el tanque de alcohol, y más tarde también el tanque de LOX, se construyeron integralmente con la piel exterior, ahorrando peso. La estructura también era en gran parte de aluminio , a diferencia del acero utilizado en el V-2, perdiendo así más peso. [1] : 231
Los Vikings 1 a 7 eran ligeramente más largos (unos 15 m (49 pies)) que el V-2, pero con un cuerpo cilíndrico recto de sólo 81 centímetros (32 pulgadas) de diámetro, lo que hacía que el cohete fuera bastante delgado. Tenían aletas bastante grandes similares a las del V-2. Los Vikings del 8 al 14 se construyeron con una estructura de avión ampliada y de diseño mejorado. El diámetro se aumentó a 114 centímetros (45 pulgadas), mientras que la longitud se redujo a 13 m (43 pies), alterando la "forma de lápiz" del misil. Las aletas se hicieron mucho más pequeñas y triangulares. El diámetro añadido significó más combustible y más peso, pero la "relación de masa", entre la masa con combustible y la masa vacía, se mejoró a aproximadamente 5:1, un récord para la época. [1] : 173
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El 3 de mayo de 1949, después de dos disparos estáticos (11 de marzo y 25 de abril), el primer cohete Viking despegó del campo de misiles White Sands en Nuevo México . Su motor se disparó durante 55 segundos, diez segundos menos que el máximo esperado de 65, pero el cohete siguió su rumbo y alcanzó una altitud de 51 millas (82 km), lo que se consideró un buen comienzo para el programa. [1] : 84–93 Viking 2, lanzado cuatro meses después, también sufrió un corte prematuro del motor y solo llegó a 53 km (33 mi). Ambos habían sufrido fugas en sus turbinas, el intenso calor del vapor rompía el sello de la carcasa de la turbina. La solución fue soldar la carcasa para cerrarla, ya que no había motivo para volver a acceder a la rueda de la turbina después de un vuelo. [1] : 98-102
La solución funcionó y el Viking 3, lanzado el 9 de febrero de 1950 y que incorporaba un tanque de oxígeno integrado (en lugar de discreto), alcanzó los 80 km (50 millas) y podría haber subido más. Sin embargo, después de 34 segundos de vuelo guiado con precisión, el cohete viró hacia el oeste y amenazó con abandonar el campo de lanzamiento. La seguridad del campo de tiro activó cargas en el cohete para separar la punta del motor, y ambos cayeron al suelo, donde fueron recuperados para su análisis. [1] : 108–114
Tras realizar pruebas exitosas del motor y los sistemas de guía (aunque no en las mismas misiones), se consideró que Viking estaba listo para su prueba más ambiciosa: el lanzamiento a bordo desde la cubierta del USS Norton Sound . [1] : 108–114 Viking 4 era idéntico a Viking 3, el primero de la serie que no incorpora cambios de diseño para solucionar un problema en un Viking anterior.} [5] : 255 El 10 de mayo de 1950, desde un sitio en el Pacífico En el océano entre la isla Jarvis y Kiritimati , el cuarto Viking se convirtió en el primer cohete sonda lanzado desde un barco marítimo. El vuelo fue perfecto, alcanzando 171,2 km (106,4 mi), más del doble que el alcanzado por los Vikings 1 y 3. [1] : 108-114
Viking 5, lanzado el 21 de noviembre de 1950, llevaba una amplia gama de tubos fotomultiplicadores , cámaras de ionización y contadores Geiger para la detección de radiación en una amplia variedad de energías y tipos. El cohete también llevaba dos cámaras de cine para tomar películas a gran altitud de la Tierra hasta su altura máxima de 108 millas (174 km), así como medidores Pirani para medir la densidad del aire en la atmósfera superior. [1] : 148, 236 Viking 6, lanzado el 11 de diciembre, llevaba una carga útil mucho más ligera, pero sus experimentos incluyeron una batería de manómetros personalizados. Sin embargo, el cohete tuvo un rendimiento inferior y sólo alcanzó una altitud máxima de 40 millas (64 km). [1] : 151–153, 236
La primera generación de Viking alcanzó su apogeo con el vuelo del Viking 7, el único lanzamiento de Viking en 1951. Lanzado el 7 de agosto desde White Sands, el cohete estableció un nuevo récord mundial de altitud de 136 millas (219 km). [1] : 167–171, 236
A finales de la primavera de 1952, el equipo del Laboratorio de Investigación Naval bajo la dirección de Milton Rosen se preparó para lanzar el primer Viking de segunda generación (RTV-N-12a), [6] Viking 8, desde White Sands Missile Range en Nuevo México . El nuevo diseño del Viking tenía casi la mitad de ancho que su precursor, lo que ofrecía la relación combustible-peso más alta de todos los cohetes desarrollados hasta ahora. Las aletas de cola ya no soportaban el peso del cohete, como ocurría anteriormente. Ahora, el cohete Viking descansaba sobre la base de su fuselaje. Esto permitió que las aletas de cola se hicieran mucho más livianas, lo que permitió que el cohete transportara un tanque más pesado sin pesar más que el primer diseño Viking.
El 6 de junio de 1952, el Viking 8 se soltó de sus amarras durante una prueba de disparo estático. Después de que se le permitió volar durante 55 segundos con la esperanza de que despejara el área inmediata y así no representara ningún peligro para el personal de tierra, Nat Wagner, jefe del "grupo Cutoff", dio la orden al cohete de que cesara su impulso. 65 segundos después, el cohete se estrelló a 6 km (4 millas) o 8 km (5 millas) hacia el sureste. [1] : 172–181
Con las lecciones aprendidas del fracaso del Viking 8, el exitoso disparo estático del Viking 9 el 9 de diciembre fue seguido el 15 de diciembre por un lanzamiento exitoso desde White Sands. El cohete alcanzó una altitud de 217 km (135 millas), aproximadamente la misma que la del Viking 7 de primera generación, lanzado en 1950. Además de las cámaras que fotografiaban la Tierra durante el vuelo, el Viking 9 llevaba un conjunto completo de rayos cósmicos. , detectores ultravioleta y de rayos X , incluidas dieciséis placas de gel de emulsión para rastrear la trayectoria de partículas individuales de alta energía. El paquete experimental se recuperó intacto después de haber obtenido mediciones en lo alto de la atmósfera superior de la Tierra. [1] : 185-203
El 25 de mayo de 1953, Viking 10, originalmente planeado para ser el último de los Vikings, llegó al campo de misiles White Sands. Un disparo estático exitoso el 18 de junio despejó el camino para una fecha de lanzamiento el 30 de junio, un cronograma que se había fijado meses antes, incluso antes de que el cohete abandonara la planta de Glenn L. Martin Company donde había sido construido. En el momento del despegue, la cola del Viking 10 explotó, incendiando el cohete. Inmediatamente se inundó agua en la base del cohete para intentar extinguir el fuego, pero las llamas continuaron ardiendo en el cuadrante este de la plataforma de disparo. Media hora después del lanzamiento, dos miembros del equipo de lanzamiento bajo el mando del director Milton Rosen fueron enviados a apagar el fuego para salvar lo que quedaba del cohete.
Sus esfuerzos tuvieron éxito, pero luego se vieron amenazados por una lenta fuga en el tanque de propulsor. El vacío creado por el combustible que se escapaba provocaba que el tanque se hundiera, con el peligro de una implosión que provocaría el colapso del cohete. El teniente Joseph Pitts, miembro del equipo de lanzamiento, disparó una bala de rifle al tanque, igualando la presión y salvando el cohete. Tres horas después del intento de lanzamiento, se había drenado lo último del propulsor de alcohol del Viking 10. El equipo de lanzamiento pudo rescatar el paquete de instrumentos de cámaras, incluidos detectores de rayos X, emulsiones de rayos cósmicos y una masa de radiofrecuencia. espectrómetro, valorado en decenas de miles de dólares, aunque existía la preocupación de que el cohete fuera irreparable.
En julio se inició una investigación exhaustiva de la explosión, pero no se pudo determinar la causa de manera concluyente. En un informe presentado en septiembre, Milton Rosen señaló que no se había producido ningún incidente similar en más de 100 pruebas anteriores del motor Viking. Se decidió reconstruir el Viking 10 y se implementó un programa para monitorear más de cerca los posibles puntos de falla para el próximo lanzamiento, programado para 1954. [1] : 204–221 Diez meses de salvamento, pruebas y resolución de problemas siguieron al lanzamiento fallido.
El 30 de junio de 1953, el cohete reconstruido estaba nuevamente listo para su lanzamiento. A finales de abril de 1954 tuvo lugar un disparo estático exitoso y el lanzamiento estaba previsto para el 4 de mayo. Los problemas de control revelados por los disparos estáticos, así como las ráfagas de viento cargadas de arena, provocaron un retraso de tres días. A las 10:00 am hora local, Viking 10 despegó desde su plataforma en el campo de misiles White Sands, alcanzando una altitud de 219 km (136 millas), un empate con la altitud más alta jamás alcanzada por un Viking de primera generación (Viking 7 el 7 de agosto de 1951). Se recibieron datos del cohete sobre todas las etapas del vuelo, y su paquete científico, incluido un experimento de emulsión, arrojó la primera medición de la composición de iones positivos a gran altura. [1] : 221–236
El Viking 11, que estaba listo para su montaje el 5 de mayo, también tuvo una prueba estática exitosa y estuvo listo para su lanzamiento el 24 de mayo de 1954. Una vez más, la cuenta atrás transcurrió sin pausa y se lanzó el Viking 11, el cohete más pesado de la serie hasta el momento. a las 10:00 a.m. A los cuarenta segundos de vuelo, varias bocanadas de humo salieron del vehículo, pero estas excitaciones accidentales de los propulsores del cohete no causaron ningún daño. Viking 11 finalmente alcanzó los 254 km (158 millas) de altitud, un récord para la serie, tomando las fotografías de la Tierra a mayor altitud hasta la fecha. Viking 11 llevó a cabo con éxito un experimento de emulsiones, midiendo rayos cósmicos a gran altura. [1] : 221–236
El último vuelo del Viking fue el del Viking 12, lanzado el 4 de febrero de 1955. Al alcanzar una altitud de 230,9 km (143,5 millas), la cámara K-25 del cohete tomó una fotografía infrarroja del suroeste de los Estados Unidos, desde la costa del Pacífico hasta Phoenix, justo después de alcanzar su apogeo . [7]
La serie Viking arrojó una bonanza de información científica midiendo la temperatura, la presión, la densidad, la composición y los vientos en la atmósfera superior y la densidad de electrones en la ionosfera , y registrando los espectros ultravioleta del Sol , [1] : 234 El éxito del programa, a un costo de menos de 6 millones de dólares, sugirió que, con un motor más potente y la adición de etapas superiores, el cohete Viking podría convertirse en un vehículo capaz de lanzar un satélite terrestre. [8] : 283
En octubre de 1952, la Asamblea General del Consejo Internacional de Uniones Científicas (ICSU) adoptó una propuesta para realizar observaciones simultáneas de fenómenos geofísicos en toda la superficie de la Tierra. El Año Geofísico Internacional (AIG), fijado para 1957-58, involucraría los esfuerzos de una multitud de naciones en regiones tan remotas como el Ártico y la Antártida . [9] : 69 En enero de 1955, Radio Moscú anunció que se esperaba que la Unión Soviética lanzara un satélite en un futuro próximo. Este anuncio galvanizó los esfuerzos espaciales estadounidenses; Ese mismo mes, el comité IGY de la Academia Nacional de Ciencias estableció un Panel Técnico sobre Cohetes para evaluar los planes de poner en órbita un satélite estadounidense. [8] : 25-26
El 26 de mayo de 1955, el Consejo de Seguridad Nacional de Estados Unidos también aprobó un programa de satélites. El 8 de junio, el Secretario de Defensa de los Estados Unidos, Charles Wilson, ordenó al subsecretario Donald A. Quarles que coordinara la implementación de un programa de satélites, con el Departamento de Defensa de los Estados Unidos proporcionando los cohetes y las instalaciones de lanzamiento, y el Comité Nacional civil IGY produciendo el satélite. y su paquete experimental, siendo la Fundación Nacional de Ciencias el intermediario entre las dos agencias. Se creó un comité, bajo la presidencia de Homer J. Stewart del Jet Propulsion Laboratory , para gestionar el proyecto para sopesar y elegir entre las opciones disponibles de órbita de satélites. Eran el Proyecto Orbiter, un plan del Ejército para utilizar un Redstone ligeramente modificado (un misil tierra-tierra de 200 millas (320 km) de alcance desarrollado el año anterior) [10] combinado con etapas superiores para poner un satélite en órbita, que podría ser rastreado ópticamente., [8] : 18, 43 y el plan NRL para desarrollar una capacidad orbital para el Viking ( Proyecto Vanguard ). [8] : 41
El 28 de julio, confiado en que se podría lanzar un satélite durante el AIG, el secretario de prensa del presidente Dwight D. Eisenhower , James Hagerty , anunció que un satélite estaría oficialmente entre las contribuciones de Estados Unidos al AIG. Los soviéticos respondieron cuatro días después con su propio anuncio de un lanzamiento previsto del satélite IGY. [8] : 25–37
El 9 de septiembre, a pesar de las objeciones de Stewart, el Comité Stewart había elegido Vanguard en lugar de Orbiter, citando la impresionante red y tecnología de comunicaciones Minitrack planificada por la Marina , así como la naturaleza civil y el mayor potencial de crecimiento del cohete Viking/Vanguard. El contrato que autoriza la construcción de dos cohetes Viking más para continuar con la investigación de la atmósfera superior se amplió para incluir el desarrollo de los cohetes Vanguard. [8] : 51–58 El Viking se incorporó así como la primera etapa del vehículo de tres etapas Proyecto Vanguard de NRL que lanzó el segundo satélite estadounidense en 1958. Los Vikings 13 y 14, sustancialmente similares a los Vikings 8 a 12, se utilizaron como suborbitales. vehículos de prueba ( Vanguard TV-0 y Vanguard TV-1 ) antes de que el primer vehículo Vanguard, Vanguard TV-2 , estuviera disponible para pruebas en el otoño de 1957. [11]
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El Museo Nacional del Aire y el Espacio contiene una reconstrucción en corte a tamaño real del Viking 12, construida a partir de planos originales y reconstruida a partir de piezas recuperadas del cohete original. El vehículo fue donado por Martin Marietta Corp en 1976 al Smithsonian. [12]
Los Vikings 1 a 12, excepto el Viking 4, volaron desde White Sands Missile Range , Nuevo México . [13] Los Vikings 13 y 14 fueron lanzados desde Cabo Cañaveral . [8] : 172-174
