Una plataforma de lanzamiento es una instalación sobre el suelo desde la cual se lanza verticalmente un misil o vehículo espacial propulsado por cohetes . [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 el cuerpo ] procesamiento de carga útil, [ no verificado en el cuerpo ] instalaciones de almacenamiento para propulsores y gases, equipo, caminos 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, incluido el embarque de la tripulación. La plataforma puede contener una estructura de deflexión de llama para evitar que el calor intenso 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 generalmente incluye 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 un ataque enemigo.
El complejo de lanzamiento de cohetes de combustible líquido suele contar con un amplio equipo de apoyo en tierra, incluidos tanques de combustible y tuberías para llenar el cohete antes del lanzamiento. Los combustibles criogénicos ( oxidante de oxígeno líquido y combustible de hidrógeno líquido o metano líquido ) deben rellenarse continuamente (es decir, reemplazarse por ebullición) durante la secuencia de lanzamiento ( cuenta regresiva ), mientras el vehículo espera el despegue. Esto se vuelve particularmente importante ya que las secuencias complejas pueden verse interrumpidas por pausas planificadas o no planificadas para solucionar problemas.
La mayoría de los cohetes necesitan ser sostenidos y mantenidos en el suelo durante unos segundos después del encendido mientras los motores alcanzan su máximo empuje . El vehículo se mantiene normalmente en la plataforma mediante brazos de sujeción o pernos explosivos , que se activan cuando el vehículo está estable y listo para volar, momento en el que se liberan todas las conexiones umbilicales con la plataforma.
Los precursores de la cohetería moderna, como los fuegos artificiales y los lanzacohetes, no requerían, por lo general, plataformas de lanzamiento dedicadas. Esto se debía, en parte, a su tamaño relativamente portátil, así como a la capacidad de sus carcasas para soportar tensiones. Una de las primeras plataformas para un cohete de combustible líquido, que más tarde se llamaría Sitio de Lanzamiento de Cohetes Goddard en honor a la serie de pruebas de lanzamiento de Robert H. Goddard que comenzaron en 1926, consistía en un soporte situado en un campo abierto en la zona rural de Massachusetts. El soporte estaba compuesto por un armazón 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 potencia como para que se hicieran necesarias instalaciones de lanzamiento especializadas. En 1930, tras una solicitud de financiación, se permitió al Verein für Raumschiffahrt de Alemania trasladarse de las granjas al sitio de lanzamiento de cohetes de Berlín ( ‹Ver Tfd› en alemán : Raketenflugplatz Berlin ), un depósito de municiones reconvertido. [2]
En 1932 se construyó en Kummersdorf un banco de pruebas para cohetes de combustible líquido , donde se desarrollaron posteriormente los primeros diseños de la serie de misiles balísticos Aggregat . En este lugar también se produjeron las primeras bajas en el desarrollo de cohetes, cuando el Dr. Wahmke y dos asistentes murieron y otro asistente resultó herido. Un tanque de combustible de combustible explotó mientras se experimentaba con la mezcla de 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 más espacio y secreto. El Dr. Thiel y su personal los siguieron en el verano de 1940. El puesto de pruebas VI en Pennemünde era una réplica exacta del gran puesto de pruebas de Kummersdorf. [3] : 56, 60 [4] : 57 Fue en este sitio donde se desarrolló el cohete V-2 . El puesto de pruebas VII era la instalación de pruebas principal en el aeródromo de Peenemünde y era capaz de disparar motores de cohetes estáticos con hasta 200 toneladas de empuje.
Las plataformas de lanzamiento se volverían cada vez más complejas en las décadas siguientes, durante y después de la carrera espacial . Cuando se expulsan grandes volúmenes de gases de escape durante las pruebas de motores o el lanzamiento de vehículos, se podría implementar un deflector de llama para mitigar los daños a la plataforma circundante y dirigir el escape. Esto es especialmente importante en el caso de los vehículos de lanzamiento reutilizables para aumentar la eficiencia de los lanzamientos y minimizar el tiempo dedicado a la renovación.
La construcción de una plataforma de lanzamiento comienza con la selección del sitio, teniendo en cuenta diversos factores geográficos y logísticos. A menudo es ventajoso ubicar la plataforma de lanzamiento en la costa, en particular 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 los lanzamientos. Esta orientación también permite trayectorias seguras, lo que minimiza los riesgos para las áreas pobladas durante el ascenso. [5]
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Cada sitio de lanzamiento es único, pero se pueden describir algunos tipos generales según el medio por el cual el vehículo espacial llega a la plataforma. [ cita requerida ]
Una estructura de servicio es un marco o torre de acero que se construye sobre una plataforma de lanzamiento para facilitar el montaje y el servicio.
Una torre umbilical también suele incluir un ascensor que permite el acceso de la tripulación y el mantenimiento. Inmediatamente antes de la ignición 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 suelen girar rápidamente para evitar daños a la estructura o al vehículo. [ cita requerida ]
Un deflector de llama, desviador de llama o 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 de gran tamaño suelen estar equipados con un sistema de supresión de sonido para absorber o desviar la energía acústica generada durante el lanzamiento de un cohete. A medida que los gases de escape del motor 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 las superficies de la plataforma, y podría causar daños al vehículo de lanzamiento, la carga útil y la tripulación. Por ejemplo, el nivel máximo admisible de potencia acústica global (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 por encima de la plataforma. Los deflectores de llamas o zanjas de llamas están diseñados para canalizar los gases de escape del cohete 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 combustible , se pueden utilizar sistemas de quema de hidrógeno (HBOI), también conocidos como encendedores de encendido radial hacia afuera (ROFI), para evitar la acumulación de hidrógeno gaseoso libre (GH2) en la zona de popa del motor del vehículo antes del arranque del motor. Un exceso excesivo de hidrógeno en la popa 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 se enciende el motor de la primera etapa, el lanzador se mantiene abajo y no se libera para el vuelo hasta que se confirma que todos los sistemas de propulsión y del vehículo funcionan normalmente. Se han utilizado sistemas de sujeción similares en vehículos de lanzamiento como Saturno V [15] y el transbordador espacial . Se produce un apagado automático seguro y la descarga del propulsor si se detectan condiciones anormales. [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 se encuentra en el dominio público : «Brazos de sujeción y mástiles de servicio de cola». NASA. Archivado desde el original el 2 de noviembre de 2016. Consultado el 24 de junio de 2017 .SpaceX realiza la prueba de fuego estático (que normalmente 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 del lanzamiento real.
