La carga útil secundaria, también conocida como carga útil de viaje compartido , [1] es una carga útil de menor tamaño transportada a la órbita en un vehículo de lanzamiento que es pagada en su mayor parte (y con la fecha y hora de lanzamiento y la trayectoria orbital determinadas) por la entidad que contrata y paga el lanzamiento primario. [2] [3] Como resultado, la carga útil secundaria generalmente obtiene un precio sustancialmente reducido por los servicios de transporte a la órbita, al aceptar una compensación por la pérdida de control una vez que se firma el contrato y la carga útil se entrega al proveedor del vehículo de lanzamiento para su integración en el vehículo de lanzamiento . Estas compensaciones generalmente incluyen tener poco o ningún control sobre la fecha/hora de lanzamiento, los parámetros orbitales finales o la capacidad de detener el lanzamiento y retirar la carga útil en caso de que ocurra una falla de la carga útil durante el procesamiento en tierra antes del lanzamiento, ya que la carga útil primaria generalmente compra todos estos derechos de propiedad de lanzamiento a través de un contrato con el proveedor de servicios de lanzamiento.
Si bien originalmente era una opción centrada en el gobierno de los EE. UU. para los lanzamientos propiedad del gobierno (donde los espacios de carga secundaria a menudo se otorgaban mediante cualquier medio de asignación que pudiera elegir una agencia gubernamental), con el tiempo ha surgido todo un mercado para aprovechar el menor costo de acceso al espacio a través de oportunidades de carga secundaria. [4]
El segmento de satélites pequeños de la industria de lanzamiento de satélites ha estado creciendo rápidamente en los últimos años. La actividad de desarrollo ha sido particularmente alta en el rango de tamaño de 1 a 50 kg. Solo en el rango de 1 a 50 kg, hubo menos de 15 lanzamientos anuales entre 2000 y 2005, 34 en 2006 y menos de 30 lanzamientos anuales entre 2007 y 2011. Esta cifra aumentó a 34 lanzamientos en 2012 y 92 lanzamientos de satélites pequeños en 2013. [4]
La oferta de servicios de lanzamiento secundario varía según el proveedor de lanzamiento. El lanzador comercial estadounidense United Launch Alliance (ULA) prácticamente no ofrece acceso comercial para cargas útiles secundarias, aunque el ejército estadounidense ofrece algunos espacios para cargas útiles secundarias en los lanzadores ULA Atlas V y Delta IV , que luego están controlados por los procesos de asignación de espacios de lanzamiento del gobierno.
Rocket Lab ofrece la posibilidad de compartir el viaje en su cohete Electron existente . Gracias a la capacidad de reactivación de la etapa de arranque, el vehículo puede alternar entre varias órbitas para desplegar las distintas cargas útiles. [5]
Photon es un bus satelital diseñado por Rocket Lab que representa una mejora importante del Kick Stage. Puede lanzar múltiples satélites a la órbita terrestre baja (LEO), la órbita terrestre media ( MEO ), la órbita geoestacionaria (GEO), la Luna y destinos planetarios. [6]
SpaceX ofreció un conjunto de lanzamientos de cargas útiles secundarias con su cohete Falcon 9 a partir de 2011, con precios de entre 200.000 y 325.000 dólares estadounidenses para cargas útiles secundarias enviadas a la órbita baja terrestre (LEO). [7] En marzo de 2014, [actualizar]SpaceX indicó que seguiría lanzando algunas cargas útiles secundarias, pero que no haría muchas de ellas, ya que "todavía no había mucho dinero en el mercado de cargas útiles secundarias". [8]
A principios de agosto de 2019, SpaceX anunció un programa de viajes compartidos para lanzar pequeños satélites en órbita cuando su mercado de satélites grandes se estaba reduciendo después de 2018. Aunque SpaceX había volado previamente una misión de carga útil secundaria dedicada, el programa haría que los clientes compraran puertos directamente de SpaceX. Inicialmente, SpaceX ofreció lanzar cargas útiles secundarias de hasta 150 kg (330 lb) a una órbita sincrónica al sol por US$2,25 millones si los clientes se inscribían al menos 12 meses antes del lanzamiento. Si entre 6 y 12 meses, los precios se incrementarían a US$3 millones . Para cargas útiles secundarias de hasta 300 kg (660 lb), si los clientes se inscribían con 12 meses de anticipación, SpaceX ofrecía un precio base de US$4,5 millones y si lo hacían con 6 meses de anticipación, US$6 millones . Se planeó lanzar vuelos desde SLC-4E en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg , a partir de noviembre de 2020 en el cohete Falcon 9. [9] [10]
Sin embargo, tras la respuesta al anuncio de principios de agosto, más tarde en el mes, SpaceX revisó los planes, reduciendo los precios de tal manera que cargas útiles de hasta 200 kg (440 lb) por US$1 millón . Además, SpaceX anunció más oportunidades de lanzamiento inicialmente programadas para comenzar a partir de marzo de 2020. Incluirían cargas útiles secundarias en misiones Starlink y otras. [11] El vuelo inaugural de este programa tuvo lugar el 13 de junio de 2020, cuando Starlink 8 voló con 3 SkySats fabricados por Planet Labs . [12] [13]
Los clientes tienen la opción de puertos ESPA de 15 o 24 pulgadas de diámetro (38 o 61 cm) . Para misiones de viajes compartidos dedicados, los anillos de 15 y 24 pulgadas de diámetro tendrán 6 o 4 puertos respectivamente. En los lanzamientos de Starlink, las cargas útiles secundarias se montan en la parte superior de la pila Starlink. La interfaz mecánica para estos lanzamientos tendrá dos puertos ESPA de 15 pulgadas de diámetro o un solo puerto ESPA de 24 pulgadas de diámetro. [14] [15] Para estas misiones, SpaceX ha eliminado algunos satélites de su configuración habitual de 60 satélites. [16] SpaceX también ofrece una configuración personalizada cuando lo solicita el cliente. [14] [15]
Arianespace lanzó la primera misión de viaje compartido dedicada en el cohete Vega durante VV16 , que lanzó 53 satélites a una órbita sincrónica al sol en septiembre de 2023. [17] El vuelo fue parte del Servicio de Misiones de Naves Espaciales Pequeñas. [18]
En agosto de 2019, Arianespace anunció misiones de viajes compartidos directamente a la órbita geoestacionaria en respuesta al aumento de la necesidad de que los satélites pequeños estén en esa órbita. Los clientes podrán comprar vuelos hasta 6 a 12 meses antes del lanzamiento. La inyección de cargas útiles directamente en la órbita geoestacionaria permite a los clientes no tener que elevar las órbitas de sus naves espaciales después de ser arrojadas a la órbita de transferencia geoestacionaria. La carga útil se desplegará seis horas después del lanzamiento. Se espera que el primer lanzamiento, llamado "GO-1", se realice en el primer o segundo trimestre de 2022 en el cohete Ariane 6 (configuración 64). El lanzamiento será desde el Centro Espacial de Guayana . Es posible que se realicen vuelos similares anualmente. [19] A diferencia de las misiones tradicionales de viajes compartidos, los clientes no tienen que esperar a que una carga útil principal esté lista para el lanzamiento, sino que esperan a que se alcance una capacidad de carga útil. [20]
International Launch Services (ILS), una empresa estadounidense que comercializa lanzamientos del cohete ruso Proton , no lanza ni tiene planes de lanzar cargas útiles secundarias comerciales de smallsats o CubeSats . [21] Sea Launch , un consorcio con sede en EE. UU. formado por la empresa estadounidense Boeing y la empresa rusa RSC Energia (RSCE) (ahora propiedad mayoritaria de RSCE), tampoco lanza actualmente cargas útiles secundarias comerciales. [21]
El adaptador de carga útil secundaria (ESPA) del EELV es un anillo adaptador entre etapas que se diseñó originalmente para lanzar cargas útiles secundarias en misiones espaciales del Departamento de Defensa de los Estados Unidos que utilizan el Atlas V y el Delta IV . Utilizado por primera vez en la década de 2000, el objetivo de ESPA era reducir los costos de lanzamiento para el cliente principal y permitir misiones secundarias e incluso terciarias con un impacto mínimo en la misión principal. [2] El diseño del anillo ESPA se ha convertido en un estándar de facto y ahora se usa mucho más que la intención original y los cohetes.
ESPA fue diseñado para soportar una carga útil primaria de hasta 6.800 kilogramos (15.000 libras) y hasta seis cargas útiles secundarias de no más de 180 kilogramos (400 libras) cada una. Cada nave espacial secundaria está montada radialmente en un puerto de 38 centímetros (15 pulgadas) de diámetro y tiene asignado un volumen de 61 cm (24 pulgadas) x 71 cm (28 pulgadas) x 97 cm (38 pulgadas). [3]
En 2011, SpaceX estaba contratando cargas útiles secundarias que se lanzarían en su cohete Falcon 9 utilizando una interfaz de anillo ESPA estándar. [7]
Se están desarrollando derivados comerciales del anillo ESPA Grande. El sistema, denominado Spaceflight Secondary Payload System (SSPS), está siendo desarrollado y fabricado por Andrews Space bajo contrato con Spaceflight Services . Incluye cinco puertos de 61 cm (24 pulgadas) de diámetro, cada uno capaz de transportar cargas útiles de hasta 300 kilogramos (660 libras). "El SSPS funciona de manera muy similar a una nave espacial autónoma con una computadora de vuelo, un sistema de energía eléctrica, capacidad de determinación de órbita y conmutación de potencia de carga útil ". [22]
SpaceX ... desarrolló precios para volar esas cargas útiles secundarias ... Un P-POD costaría entre $ 200.000 y $ 325.000 para misiones a LEO, o $ 350.000 a $ 575.000 para misiones a órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Un satélite de clase ESPA que pesa hasta 180 kilogramos costaría $ 4-5 millones para misiones LEO y $ 7-9 millones para misiones GTO, dijo.
[P: ¿Están haciendo muchas cargas útiles secundarias?]
No muchas, estamos haciendo algunas. Todavía no hay mucho dinero en el mercado de cargas útiles secundarias.