Los cohetes alemanes V-2 capturados por el ejército de los Estados Unidos al final de la Segunda Guerra Mundial se utilizaron como cohetes de sondeo para llevar instrumentos científicos a la atmósfera superior de la Tierra y al espacio suborbital en el campo de misiles White Sands (WSMR) para un programa de investigación atmosférica y solar hasta finales de la década de 1940. La trayectoria del cohete estaba destinada a llevar el cohete a unas 100 millas (160 km) de altura y 30 millas (48 km) en horizontal desde el complejo de lanzamiento 33 del WSMR. La velocidad de impacto de los cohetes que regresaban se redujo induciendo una falla estructural de la estructura del cohete al reingresar a la atmósfera. Se podrían recuperar grabaciones e instrumentos más duraderos de los cohetes después del impacto en el suelo, pero se desarrolló la telemetría para transmitir y registrar las lecturas de los instrumentos durante el vuelo. [1] : 112–116
El primero de los 300 vagones de ferrocarril con componentes del cohete V-2 comenzó a llegar a Las Cruces, Nuevo México, en julio de 1945 para ser transferido al WSMR. [2] : 246 Se tomó tanto equipo de Alemania que el Deutsches Museum tuvo que obtener más tarde un V-2 para una exhibición de los EE. UU. [3] En noviembre, los empleados de General Electric (GE) comenzaron a identificar, clasificar y reensamblar los componentes del cohete V-2 en el edificio 1538 del WSMR, designado como edificio de ensamblaje 1 del WSMR. El ejército completó un fortín en el área de lanzamiento 1 del WSMR en septiembre de 1945. El complejo de lanzamiento 33 del WSMR para los V-2 capturados se construyó alrededor de este fortín. [4]
Los esfuerzos iniciales de ensamblaje del V-2 produjeron 25 cohetes disponibles para el lanzamiento. El Ejército reunió un Panel de Investigación de la Alta Atmósfera con representantes del Comando de Material Aéreo , el Laboratorio de Investigación Naval (NRL), el Cuerpo de Señales del Ejército , el Laboratorio de Investigación Balística , el Laboratorio de Física Aplicada , la Universidad de Michigan , la Universidad de Harvard , la Universidad de Princeton y General Electric Company. [1] : 112 científicos alemanes de cohetes de la Operación Paperclip llegaron a Fort Bliss en enero de 1946 para ayudar al programa de pruebas del cohete V-2. [4] Después de una prueba estática de encendido de un motor V-2 el 15 de marzo de 1946, el primer lanzamiento del cohete V-2 desde el Complejo de Lanzamiento 33 fue el 16 de abril de 1946. A medida que se dieron cuenta de las posibilidades del programa, el personal de GE construyó nuevos componentes de control para reemplazar las piezas deterioradas y usó piezas de repuesto con materiales recuperados para hacer que más de 75 cohetes de sondeo V-2 estuvieran disponibles para la investigación atmosférica y solar en WSMR. Se programaron aproximadamente dos lanzamientos de V-2 por mes desde el Complejo de Lanzamiento 33 hasta que se agotó el suministro de cohetes sondeo V-2. [1] : 112 Una frecuencia reducida de investigaciones con cohetes sondeo V-2 desde el Complejo de Lanzamiento 33 continuó hasta 1952. [5]
Véase también: Lanzamientos de cohetes V-2 capturados en Estados Unidos después de 1945
La ojiva explosiva de 1000 kg (2200 libras) en el cono de la nariz de 0,48 m3 (17 pies cúbicos ) fue reemplazada por un paquete de instrumentación de un peso promedio de 540 kg (1200 libras). A veces se añadía instrumentación al compartimento de control, en la sección del motor trasero, entre los tanques de combustible o en las aletas o la piel del cohete. La instrumentación del cono de la nariz se ensamblaba normalmente en los laboratorios participantes y se transportaba por avión al WSMR para unirse al cohete en el edificio de ensamblaje 1. [1] : 113-115&135
Los cohetes que regresaban intactos a la Tierra crearon un cráter de impacto de unos 24 metros de ancho y una profundidad similar, que se llenó de escombros hasta una profundidad de unos 11 metros. En un esfuerzo por preservar los instrumentos, se colocó dinamita estratégicamente dentro del fuselaje para que se detonase a una altura de 50 kilómetros durante el vuelo descendente al final del intervalo de observación científica a gran altitud. Estos explosivos debilitaron la estructura del cohete, por lo que se desgarraría por las fuerzas aerodinámicas al reingresar a la atmósfera inferior más densa. La velocidad terminal de los fragmentos que caían se redujo en un orden de magnitud. [1] : 115-116&138
Los cohetes sonda V-2 tenían 14 m de largo y 1,65 m de diámetro y pesaban 13 000 kg, y una carga completa de combustible líquido aportaba dos tercios de ese peso. El combustible se consumía en el primer minuto de vuelo, lo que producía un empuje de 250 kN. La aceleración máxima de 6 G s se alcanzaba con el peso mínimo de combustible justo antes de que se agotara el motor, y las aceleraciones vibratorias eran de magnitud similar durante el vuelo con motor. La velocidad en el momento de que se agotara el motor era de aproximadamente 1500 m por segundo. El cohete normalmente tenía un momento angular pequeño e impredecible en el momento de que se agotara el motor, lo que provocaba un balanceo impredecible con cabeceo o guiñada a medida que ascendía aproximadamente 121 km. Un vuelo típico proporcionaba una ventana de observación de 5 minutos a altitudes superiores a 56 km. [1] : 135–137
Se idearon servomecanismos para compensar los cambios de aspecto del cohete cuando se tambaleaba después de que se quemaba. Estos permitieron que los dispositivos de seguimiento solar midieran el espectro electromagnético solar . Se logró un éxito limitado con la recuperación de la instrumentación mediante paracaídas, pero algunos de los instrumentos o registros más duraderos dentro del fuselaje del cohete pudieron soportar el impacto con la Tierra a velocidades subsónicas. [1] : 116&137
El NRL desarrolló un sistema de telemetría que utiliza una modulación de tiempo de pulso de 23 canales. El voltaje presentado a los terminales de entrada de un canal determinado determinaba el espaciado entre dos pulsos adyacentes, de forma no muy diferente a la técnica de modulación de posición de pulso . El espacio entre el primer y el segundo pulso lo determinaba el canal 1, entre el segundo y el tercer pulso el canal 2, y así sucesivamente. El sistema realizaba 200 muestreos por segundo de 24 pulsos. La información se transmitía mediante modulación de frecuencia de alta potencia . Las estaciones receptoras terrestres traducían los espaciamientos de pulso a voltajes que se aplicaban a un banco de galvanómetros de cuerda para realizar un registro aproximadamente continuo de cada canal en un rollo de película en movimiento. La precisión era de aproximadamente el 5 por ciento. [1] : 116&138
En 1946 [5], un lanzamiento del Laboratorio de Investigación Naval tomó las primeras fotografías del Sol en el espectro ultravioleta hasta una altitud de 88 km (55 mi). [6] [7]
El primer vuelo nocturno de un cohete sonda V-2 comenzó a las 22:00 (MST) del 17 de diciembre de 1946 en un vuelo del Laboratorio de Física Aplicada . Este cohete llevaba varias cargas explosivas que generaban meteoros artificiales, que podían observarse fotográficamente. El paquete experimental fue instalado por James Van Allen . Aunque el vuelo en sí fue fotografiado por observadores tan lejanos (285 mi (459 km)) como Tucson, Arizona , las cargas y los meteoros esperados no lo fueron, y es probable que no se dispararan. [8]
Los primeros animales enviados al espacio fueron moscas de la fruta a bordo de un cohete V-2 lanzado por Estados Unidos el 20 de febrero de 1947 desde el Campo de Misiles de White Sands , Nuevo México . El propósito del experimento era explorar los efectos de la exposición a la radiación a grandes altitudes. El cohete alcanzó 68 millas (109 km) en 3 minutos y 10 segundos, superando tanto las 50 millas de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos como los 100 km internacionales que definen el límite del espacio. La cápsula Blossom fue eyectada y desplegó con éxito su paracaídas. Las moscas de la fruta fueron recuperadas vivas. Otras misiones V-2 llevaron muestras biológicas, incluidas semillas. [9] [10] [11] [12]
Albert II , un mono rhesus , se convirtió en el primer primate y el primer mamífero en el espacio el 14 de junio de 1949, en un V-2 lanzado por los EE. UU., después del fracaso de la misión original de Albert en el ascenso. Albert I alcanzó solo 30-39 millas (48-63 km) de altitud; Albert II alcanzó aproximadamente 83 millas (134 km). Albert II murió en el impacto después de una falla del paracaídas.
En los años 1950 y 1960, Estados Unidos utilizó numerosos monos de varias especies para volar. Se les implantaron sensores para medir sus signos vitales y muchos de ellos estaban bajo anestesia durante el lanzamiento. La tasa de mortalidad entre los monos en esa etapa era muy alta: alrededor de dos tercios de todos los monos lanzados en los años 1940 y 1950 murieron en misiones o poco después del aterrizaje. [13]
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