En el contexto de los vuelos espaciales , el período de lanzamiento es el conjunto de días y la ventana de lanzamiento es el período de tiempo de un día determinado durante el cual se debe lanzar un cohete en particular para alcanzar su objetivo previsto. [1] [2] Si el cohete no se lanza dentro de una ventana determinada, tiene que esperar hasta la ventana del día siguiente del período. [3] Los períodos de lanzamiento y las ventanas de lanzamiento dependen mucho tanto de la capacidad del cohete como de la órbita a la que se dirige. [4] [5]
Un período de lanzamiento se refiere a los días que el cohete puede lanzarse para alcanzar su órbita prevista. Una misión podría tener un período de 365 días al año, algunas semanas cada mes, [6] algunas semanas cada 26 meses (por ejemplo, períodos de lanzamiento a Marte ), [7] o un período corto de tiempo que no se repetirá.
Una ventana de lanzamiento indica el período de tiempo en un día determinado del período de lanzamiento que el cohete puede lanzar para alcanzar su órbita prevista. [8] [9] Esto puede ser tan breve como un segundo (lo que se conoce como ventana instantánea) o incluso todo el día. Por razones operativas, la ventana casi siempre se limita a no más de unas pocas horas. La ventana de lanzamiento puede extenderse a lo largo de dos días calendario (por ejemplo, comenzar a las 11:46 p. m. y finalizar a las 0:14 a. m.). Las ventanas de lanzamiento a veces, pero rara vez, son exactamente las mismas todos los días. [10]
Las ventanas de lanzamiento y los períodos de lanzamiento suelen utilizarse indistintamente en la esfera pública, incluso dentro de la misma organización. Sin embargo, estas definiciones son las utilizadas por los directores de lanzamiento y analistas de trayectoria de la NASA (y otras agencias espaciales). [11] [12]
Para ir a otro planeta utilizando la simple órbita de transferencia de Hohmann de baja energía , si la excentricidad de las órbitas no es un factor, los períodos de lanzamiento son periódicos según el período sinódico ; por ejemplo, en el caso de Marte, el periodo es de 780 días (2,1 años). En casos más complejos, incluido el uso de tirachinas gravitacionales , los períodos de lanzamiento son irregulares. A veces surgen oportunidades excepcionales, como cuando la Voyager 2 aprovechó una alineación planetaria que se produce una vez cada 175 años para visitar Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno . Cuando se pierde esa oportunidad, se puede seleccionar otro objetivo. Por ejemplo, la misión Rosetta de la ESA estaba originalmente prevista para el cometa 46P/Wirtanen , pero un problema con el lanzador la retrasó y hubo que seleccionar un nuevo objetivo (el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko ).
Los períodos de lanzamiento a menudo se calculan [ cita necesaria ] a partir de gráficos de chuleta de cerdo , que muestran el delta-v necesario para lograr la misión en comparación con el tiempo de lanzamiento. [13]
La ventana de inicio está definida por el primer punto de inicio y el punto de inicio final. Puede ser continuo (es decir, capaz de iniciarse cada segundo en la ventana de inicio) o puede ser una colección de puntos instantáneos discretos entre la apertura y el cierre. [14] Las ventanas y los días de lanzamiento generalmente se calculan en UTC y luego se convierten a la hora local del lugar donde se encuentran los operadores de cohetes y naves espaciales (frecuentemente múltiples zonas horarias para los lanzamientos en EE. UU.). [15]
Para viajes a órbitas terrestres en gran medida arbitrarias , no se requiere una hora de lanzamiento específica. Pero si la nave espacial tiene la intención de encontrarse con un objeto que ya está en órbita, el lanzamiento debe programarse cuidadosamente para que ocurra aproximadamente en el momento en que el plano orbital del vehículo objetivo se cruza con el sitio de lanzamiento. [dieciséis]
Los satélites de observación de la Tierra a menudo se lanzan a órbitas heliosincrónicas que son casi polares . Para estas órbitas, la ventana de lanzamiento ocurre en el momento del día en que la ubicación del sitio de lanzamiento está alineada con el plano de la órbita requerida. Lanzarlo en otro momento requeriría una maniobra de cambio de plano orbital que requeriría una gran cantidad de propulsor.
Para lanzamientos por encima de la órbita terrestre baja (LEO), el tiempo real de lanzamiento puede ser algo flexible si se utiliza una órbita de estacionamiento , porque la inclinación y el tiempo que la nave espacial pasa inicialmente en la órbita de estacionamiento pueden variar. Vea la ventana de lanzamiento utilizada por la nave espacial Mars Global Surveyor al planeta Marte en [1].
Lograr la órbita correcta requiere la ascensión recta del nodo ascendente (RAAN). RAAN se configura variando el tiempo de lanzamiento, esperando a que la Tierra gire hasta que esté en la posición correcta. Para misiones con órbitas muy específicas, como el encuentro con la Estación Espacial Internacional , la ventana de lanzamiento puede ser un momento único en el tiempo, conocido como ventana de lanzamiento instantáneo.
Las trayectorias se programan en un vehículo de lanzamiento antes del lanzamiento. El vehículo de lanzamiento tendrá un objetivo y el sistema de guía alterará los comandos de dirección para intentar llegar al estado final. Al menos una variable (apogeo, perigeo, inclinación, etc.) debe dejarse libre para alterar los valores de las demás, de lo contrario la dinámica quedaría excesivamente restringida . Una ventana de lanzamiento instantánea permite que la RAAN sea la variable no controlada. Si bien algunas naves espaciales, como la etapa superior Centaur , pueden dirigir y ajustar su RAAN después del lanzamiento, [17] elegir una ventana de lanzamiento instantáneo permite que el RAAN esté predeterminado para el sistema de guía de la nave espacial.
Las misiones del transbordador espacial a la Estación Espacial Internacional estaban restringidas por un corte en ángulo beta . El ángulo beta ( ) se define como el ángulo entre el plano de la órbita y el vector del Sol. [18] Debido a la relación entre el ángulo beta de un objeto en órbita (en este caso, la ISS) y el porcentaje de su órbita que pasa bajo la luz solar, la generación de energía solar y el control térmico se ven afectados por ese ángulo beta. [19] Los lanzamientos de transbordadores a la ISS normalmente se intentaban sólo cuando la ISS estaba en una órbita con un ángulo beta de menos de 60 grados. [19]
