Una plataforma de lanzamiento es una instalación sobre el suelo desde la cual se lanza verticalmente un misil propulsado por un cohete o un vehículo espacial . [1] El término plataforma de lanzamiento se puede utilizar para describir solo la plataforma de lanzamiento central ( plataforma de lanzamiento móvil ) o todo el complejo ( complejo de lanzamiento ). Todo el complejo incluirá un soporte de lanzamiento o plataforma de lanzamiento para soportar físicamente el vehículo, una estructura de servicio con umbilicales y la infraestructura necesaria para proporcionar propulsores , fluidos criogénicos , energía eléctrica, comunicaciones, telemetría , ensamblaje de cohetes, [ no verificado en cuerpo ]. procesamiento de carga útil, [ no verificado en el cuerpo ] instalaciones de almacenamiento de propulsores y gases, equipos, vías de acceso y drenaje .
La mayoría de las plataformas de lanzamiento incluyen estructuras de servicio fijas para proporcionar una o más plataformas de acceso para ensamblar, inspeccionar y mantener el vehículo y permitir el acceso a la nave espacial, incluida la carga de la tripulación. La plataforma puede contener una estructura de desviación de llamas para evitar que el intenso calor del escape del cohete dañe el vehículo o las estructuras de la plataforma, y se puede emplear un sistema de supresión de sonido que rocíe grandes cantidades de agua. La plataforma también puede estar protegida por pararrayos . Un puerto espacial suele incluir múltiples complejos de lanzamiento y otra infraestructura de apoyo.
Una plataforma de lanzamiento es distinta de una instalación de lanzamiento de misiles (o silo de misiles o complejo de misiles ), que también lanza un misil verticalmente pero está ubicada bajo tierra para ayudar a fortalecerlo contra el ataque enemigo.
El complejo de lanzamiento de cohetes de combustible líquido suele contar con un amplio equipo de apoyo en tierra, incluidos tanques de propulsor y tuberías para llenar el cohete antes del lanzamiento. Los propulsores criogénicos ( oxidante de oxígeno líquido e hidrógeno líquido o combustible de metano líquido ) deben completarse continuamente (es decir, reemplazarse por ebullición) durante la secuencia de lanzamiento ( cuenta regresiva ), mientras el vehículo espera el despegue. Esto resulta particularmente importante ya que secuencias complejas pueden verse interrumpidas por suspensiones planificadas o no planificadas para solucionar problemas.
La mayoría de los cohetes necesitan ser sostenidos y mantenidos presionados durante unos segundos después del encendido mientras los motores alcanzan su máximo empuje . El vehículo comúnmente se sujeta a la plataforma mediante brazos de sujeción o pernos explosivos , que se activan cuando el vehículo está estable y listo para volar, momento en el cual se liberan todas las conexiones umbilicales con la plataforma.
Los precursores de los cohetes modernos, como los fuegos artificiales y los lanzacohetes, generalmente no requerían plataformas de lanzamiento específicas. Esto se debió en parte a su tamaño relativamente portátil, así como a la suficiencia de sus carcasas para soportar tensiones. Una de las primeras plataformas para un cohete de combustible líquido, lo que más tarde se llamaría Sitio de Lanzamiento de Cohetes Goddard después de la serie de pruebas de lanzamiento de Robert H. Goddard a partir de 1926, consistía en una montura situada en un campo abierto en la zona rural de Massachusetts. La montura estaba compuesta por un marco con una serie de líneas de gasolina y oxígeno líquido que alimentaban el cohete.
No fue hasta la década de 1930 que los cohetes aumentaron lo suficiente en tamaño y fuerza como para que se necesitaran instalaciones de lanzamiento especializadas. A la Verein für Raumschiffahrt en Alemania se le permitió, después de una solicitud de financiación en 1930, trasladarse de las granjas al sitio de lanzamiento de cohetes de Berlín ( en alemán : Raketenflugplatz Berlin ), un depósito de municiones reutilizadas. [2]
En 1932 se construyó en Kummersdorf un banco de pruebas para cohetes de propulsión líquida, donde posteriormente se desarrollaron los primeros diseños de la serie Aggregat de misiles balísticos. Este sitio también fue el lugar de las primeras víctimas en el desarrollo de cohetes, cuando el Dr. Wahmke y dos asistentes murieron y otro asistente resultó herido. Un tanque de combustible propulsor explotó, mientras experimentaba mezclando peróxido de hidrógeno al 90% y alcohol, antes de la combustión. [3] : 35 [4] : 52–53
En mayo de 1937, Dornberger y la mayor parte de su personal se trasladaron al Centro de Investigación del Ejército de Peenemünde en la isla de Usedom , en la costa báltica , que ofrecía mucho mayor espacio y secreto. El Dr. Thiel y su equipo lo siguieron en el verano de 1940. El banco de pruebas VI en Pennemünde era una réplica exacta del gran banco de pruebas de Kummersdorf. [3] : 56, 60 [4] : 57 Fue este sitio donde se desarrolló el cohete V-2 . El banco de pruebas VII era la principal instalación de pruebas en el aeródromo de Peenemünde y era capaz de disparar motores de cohetes estáticos con hasta 200 toneladas de empuje.
Las plataformas de lanzamiento aumentarían en complejidad durante las siguientes décadas durante y después de la carrera espacial . Cuando se expulsan grandes volúmenes de gases de escape durante las pruebas del motor o el lanzamiento del vehículo, se podría implementar un deflector de llama para mitigar el daño a la almohadilla circundante y al escape directo. Esto es especialmente importante con los vehículos de lanzamiento reutilizables para aumentar la eficiencia de los lanzamientos y al mismo tiempo minimizar el tiempo dedicado a la renovación.
La construcción de una plataforma de lanzamiento comienza con la selección del sitio, considerando diversos factores geográficos y logísticos. A menudo resulta ventajoso situar la plataforma de lanzamiento en la costa, especialmente con el océano al este, para aprovechar la rotación de la Tierra y aumentar el impulso específico de los lanzamientos. Los programas espaciales como el programa espacial soviético o el programa espacial francés que no cuentan con este lujo pueden utilizar instalaciones fuera de su territorio principal, como el cosmódromo de Baikonur o el centro espacial de Guayana, para realizar lanzamientos. Esta orientación también permite recorridos de trayectoria seguros, minimizando los riesgos para las zonas pobladas durante el ascenso. [5]
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Cada sitio de lanzamiento es único, pero algunos tipos generales pueden describirse según los medios por los que el vehículo espacial llega a la plataforma. [ cita necesaria ]
Una estructura de servicio es una estructura o torre de acero que se construye sobre una plataforma de lanzamiento para facilitar el montaje y el mantenimiento.
Una torre umbilical también suele incluir un ascensor que permite el mantenimiento y el acceso de la tripulación. Inmediatamente antes del encendido de los motores del cohete, se cortan todas las conexiones entre la torre y la nave, y los puentes por los que pasan estas conexiones a menudo se apartan rápidamente para evitar daños a la estructura o al vehículo. [ cita necesaria ]
Un deflector de llama, un desviador de llama o una zanja de llama es una estructura o dispositivo diseñado para redirigir o dispersar la llama, el calor y los gases de escape producidos por los motores de cohetes u otros sistemas de propulsión. [8] La cantidad de empuje generado por el lanzamiento de un cohete, junto con el sonido que produce durante el despegue, puede dañar la plataforma de lanzamiento y la estructura de servicio , así como el vehículo de lanzamiento. [9] El objetivo principal del desviador es evitar que la llama cause daños al equipo, la infraestructura o el medio ambiente circundante. Los desviadores de llama se pueden encontrar en los sitios de lanzamiento de cohetes y en los bancos de pruebas donde se expulsan grandes volúmenes de gases de escape durante las pruebas de motores o el lanzamiento de vehículos.
Los sitios para el lanzamiento de cohetes grandes suelen estar equipados con un sistema de supresión de sonido para absorber o desviar la energía acústica generada durante el lanzamiento de un cohete. Cuando los gases de escape de los motores superan la velocidad del sonido , chocan con el aire ambiente y se crean ondas de choque , con niveles de ruido que se acercan a los 200 db. Esta energía puede reflejarse en la plataforma de lanzamiento y en las superficies de la plataforma, y podría causar daños al vehículo de lanzamiento, la carga útil y la tripulación. Por ejemplo, el nivel de potencia sonora general máximo admisible (OASPL) para la integridad de la carga útil es de aproximadamente 145 db. [10] El sonido se disipa mediante enormes volúmenes de agua distribuidos por la plataforma de lanzamiento y la plataforma de lanzamiento durante el despegue. [11] [12]
Los sistemas de supresión acústica a base de agua son comunes en las plataformas de lanzamiento. Ayudan a reducir la energía acústica inyectando grandes cantidades de agua debajo de la plataforma de lanzamiento en la columna de escape y en el área encima de la plataforma. Los deflectores de llamas o trincheras de llamas están diseñados para canalizar los gases de escape de los cohetes lejos de la plataforma de lanzamiento, pero también para redirigir la energía acústica. [11] [13]
En los cohetes que utilizan hidrógeno líquido como fuente de propulsor , se pueden utilizar sistemas de quema de hidrógeno (HBOI), también conocidos como encendedores de disparo radial hacia afuera (ROFI), para evitar la acumulación de hidrógeno gaseoso libre (GH2) en el motor de popa. área del vehículo antes de arrancar el motor. Demasiado exceso de hidrógeno en la parte trasera durante el arranque del motor puede provocar una onda expansiva de sobrepresión que podría dañar el vehículo de lanzamiento y las estructuras de la plataforma circundante. [14]
La secuencia de lanzamiento de Spacex incluye una función de sujeción de la plataforma de lanzamiento que permite el encendido completo del motor y la verificación de los sistemas antes del despegue. Después de que arranca el motor de la primera etapa, el lanzador se mantiene presionado y no se suelta para volar hasta que se confirme que todos los sistemas de propulsión y del vehículo funcionan normalmente. Se han utilizado sistemas de sujeción similares en vehículos de lanzamiento como Saturn V [15] y Space Shuttle . Si se detecta alguna condición anormal, se produce un apagado automático seguro y una descarga de propulsor. [16] Antes de la fecha de lanzamiento, SpaceX a veces completa un ciclo de prueba, que culmina también con un encendido estático del motor de la primera etapa de tres segundos y medio. [17] [18]
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público : "Mástiles de servicio de cola y brazos de sujeción". NASA. Archivado desde el original el 2 de noviembre de 2016 . Consultado el 24 de junio de 2017 .SpaceX lleva a cabo la prueba de fuego estático, que generalmente termina con un encendido del motor de 3,5 segundos, antes de cada lanzamiento para solucionar problemas con el cohete y los sistemas terrestres. El ejercicio también ayuda a los ingenieros a ensayar para el día real del lanzamiento.
