Lanzamiento del último Meteosat de segunda generación y del Star One C4 (Ariane 5 VA 224) Astronáutica Eureka

Transcripción

1 EL BLOG DE DANIEL MARÍN Eureka Lanzamiento del último Meteosat de segunda generación y del Star One C4 (Ariane 5 VA 224) Europa ya tiene en el espacio otro satélite meteorológico geoestacionario. El 15 de julio de 2015 a las 21:42 UTC un cohete Ariane 5 ECA (L578) puso en órbita los satélites MSG-4 (futuro Meteosat 11) y Star One C4 en la misión VA 224 (Vol Ariane 224). Como siempre, el cohete partió desde la rampa ELA-3 del centro espacial de Kourou, situada en el centro espacial de la Guayana Francesa. Este ha sido el tercer lanzamiento de un Ariane 5 en 2015, el 50º lanzamiento de un Ariane 5 ECA y el 80º de un Ariane 5 en toda su historia. La órbita inicial fue de 249,5 x kilómetros y una inclinación de 3,99º. La carga total al lanzamiento era de 8590 kg.

2 Lanzamiento de la VA 224 (Arianespace). MSG-4 El MSG-4 (MSG FM4) es un satélite meteorológico geoestacionario de 2043 kg construido por Thales Alenia Space para el consorcio EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites). Una vez en servicio el MSG 4 tomará el nombre de Meteosat 11. El MSG-4 es el último satélite Meteosat de segunda generación o MSG (Meteosat Second Generation). Los satélites MSG son responsables de la observación atmosférica de la Tierra 24 horas al día desde la posición 0º de longitud aproximadamente. Actualmente están en servicio el Meteosat 8 (MSG-1, lanzado en agosto de 2002), el Meteosat 9 (MSG-2, lanzado en diciembre de 2005) y el Meteosat 10 (MSG-3, lanzado en julio de 2012). El Meteosat 7 (MTP) sigue funcionando, aunque no está situado sobre Europa, sino encima del océano Índico en la longitud 57,5º este. Está previsto que el MSG-4 permanezca unos 2,5 años en órbita inactivo hasta que sustituya a uno de los tres satélites MSG actualmente en servicio. MSG-4/Meteosat 11 (Arianespace). Los MSG funcionan en parejas, con una unidad proporcionando una imagen de todo el disco de la Tierra cada 15 minutos (full disk) y otra de Europa cada 5 minutos (rapid scan). Actualmente el Meteosat 10 (MSG-3) es el encargado de realizar el full disk a 0º, mientras que el Meteosat 9 (MSG-2) realiza el rapid scan a 9,5º este. El Meteosat 8 (MSG-1) funciona como reserva en la posición 3,5º este. Los Meteosat funcionan conjuntamente con satélites en órbita baja, como los METOP, con el fin de proporcionar predicciones meteorológicas sobre Europa. El programa Meteosat forma parte del World Weather Watch, una iniciativa que permite vigilar toda la superficie terrestre desde la órbita geoestacionaria de forma continua. Los EEUU participan con los satélites GOES, mientras que Japón lo hace con la familia GMS. La India también contribuye con los Insat, China con los Fengyun y Rusia con los Elektro-L.

3 Posición en GEO de los Meteosat actualmente en servicio (EUMETSAT).

4 Estructura interna de un MSG (EUMETSAT). El MSG-4 tiene una forma cilíndrica, con un diámetro de 3,2 metros y una altura de 3,7 metros (el cilindro tiene 2,4 metros de alto). Los MSG están estabilizados mediante giro a 100 rpm, por lo que en la parte exterior del cilindro se alcanzan aceleraciones de 20 g. Los paneles solares generan entre 740 vatios al lanzamiento y unos 600 vatios al final de su vida útil. El sistema de propulsión (UPS), usa dos motores de 400 newton de empuje para alcanzar la órbita geoestacionaria (GEO) desde la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Lleva cuatro tanques con 976 kg de combustibles hipergólicos, de los cuales unos 810 kg se usan para situar el satélite en órbita geoestacionaria. El MSG-4 ocupará la posición 3,4º oeste en GEO y su vida útil es de unos siete años. España ha participado con un 7% en el programa MSG y en su construcción han colaborado empresas españolas como Airbus DS, Alter Technology Tüv Nord, Crisa, GMV, Indra, SENER y Thales Alenia Space España. Como curiosidad, algunos de los equipos del MSG-4 se construyeron hace casi quince años. Elementos de un satélite MSG (EUMETSAT). Los MSG disponen de dos instrumentos:

5 SEVIRI (Spinning Enhanced and Visible InfraRed Imager): la cámara principal del satélite, capaz de obtener imágenes en 12 bandas espectrales, cuatro en el visible y ocho en el infrarrojo cercano. SEVIRI puede escanear el disco entero de la Tierra en quince minutos o la mitad del hemisferio en cinco minutos (rapid scan). Como comparación, los Meteosat de primera generación tardaban media hora en obtener una imagen de todo el disco terrestre. Los canales espectrales son: 3.9, 6.2, 7.3, 8.7, 9.7, 10.8,12.0, 13.4, 0.6, 0.8 y 1.6 micras. El canal HRV de alta resolución en el visible tiene una resolución de 1,67 kilómetros, que se reduce a 4,8 kilómetros en el infrarrojo. Instalación TSA (Telescope and Scan Assembly) de SEVIRI (EUMETSAT).

6 Canales de SEVIRI. 1: 0,6 micras (visible); 2: 0,8 micras (visible); 3: 1,6 micras (infrarrojo cercano); 4: 3,9 micras (infrarrojo); 5: 6,2 micras (vapor de agua); 6: 7,3 micras (vapor de agua); 7: 8,7 micras (infrarrojo); 8: 9,7 micras (ozono); 9: 10,8 micras (nfrarrojo); 10: 12 micras (infrarrojo); 11: 13,4 micras (dióxido de carbono); 12: alta resolución en el visible (HRV) (ESA). GERB (Geostationary Earth Radiation Budget Experiment): es un radiómetro que trabaja en el visible y en el infrarrojo para medir la radiación solar reflejada por la Tierra. Trabaja entre 0,32 y 30 micras y es capaz de observar el disco entero de la Tierra en cinco minutos. Los MSG también disponen de un equipo para misiones de ayuda y rescate internacional. Una vez se separa del lanzador, el MSG-4 gira a una velocidad de 5 rpm. Esta velocidad angular aumentará a 55 rpm en una fase posterior y, por último, llegará a los 100 rpm durante la fase operativa. El MSG-4 realizará cuatro maniobras con su motor principal para alcanzar la órbita geoestacionaria durante el plazo de unos seis días. El Meteosat 1 fue lanzado el 23 de noviembre de 1977 mediante un cohete Delta II norteamericano. Le seguiría el Meteosat 2 el 19 de junio de 1981, que sería puesto en órbita con un Ariane 1 lanzado desde Kourou. El Meteosat 3 despegaría el 15 de junio de 1988 gracias a un Ariane-44LP, el mismo lanzador usado para los cuatro lanzamientos posteriores. Los Meteosat 4, 5 y 6 serían los primeros Meteosat de la serie MOP (Meteosat Operational Programme) y alcanzarían el espacio en 1989, 1991 y 1993 respectivamente. El Meteosat 7 sería lanzado el 2 de septiembre de 1997 y fue la única unidad de la serie MTP (Meteosat Transition Programme).

7 Diferencias entre los Meteosat de primera generación y los MSG (EUMETSAT). El programa Meteosat de segunda generación o MSG nació en 1993 con la financiación de la agencia espacial europea, ESA, y EUMETSAT. Los MSG 1, 2 y 3 (Meteosat 8, 9 y 10) fueron lanzados en 2002, 2005 y 2012 respectivamente. La ESA ha sido la encargada de diseñar y desarrollar los satélites MSG, mientras que EUMETSAT es el operador del sistema y quien ha financiado el desarrollo íntegro de los últimos tres satélites MSG. Los Meteosat se controlan desde el centro MCC (Mission Control Centre) de EUMETSAT en Darmstadt, Alemania. A fecha de hoy, todos los MSG en órbita siguen operativos. Lanzamiento de los distintos satélites meteorológicos europeos (EUMETSAT). Los Meteosat de primera generación (MOP/MPT) tenían una masa de unos 800 kg y su instrumento principal, MVIRI, solo tenía tres canales. Los de segunda generación, MSG, poseen una masa de unas dos toneladas y son capaces de observar doce canales con SEVIRI. La tercera generación, MTG, serán capaces de observar hasta 16 canales y estarán estabilizados en tres ejes. Habrá dos tipos de MTG, los MTG-I (Imaging, cuatro satélites) y los MTG-S (Sounding, dos satélites), y en 2019 se

8 lanzará la primera unidad. Cada MTG tendrá una masa de unas 3,7 toneladas. Star One C4 El Star One C4 es un satélite de comunicaciones geoestacionario de 5565 kg construido por la empresa británica SSL para la compañía brasileña Embratel Star One. Tiene unas dimensiones de 5,10 x 2,35 x 2,20 metros y posee 48 transpondedores para ofrecer servicios de comunicaciones desde los 70º oeste. Su vida útil se estima en 15 años. Star One C4 (SSL).

9 Star One C4 (Arianespace).

10 Póster del lanzamiento (Arianespace).

11 SYLDA 5 usada en esta misión (Airbus). Ariane 5 ECA El Ariane 5 ECA (Evolution Cryotechnique type A) es un cohete de 2,5 etapas que puede poner dos satélites en órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) con una masa total de 9,6 toneladas, o bien un sólo satélite con una masa máxima de 10,5 toneladas. Su masa al lanzamiento es de unas 775 toneladas. Es la versión actual del Ariane 5 destinada a lanzamientos geoestacionarios. Para misiones a la órbita baja se usa el Ariane 5 ES.

12 Ariane 5 ECA (Arianespace). Tiene una primera etapa criogénica de 5,4 x 28 m fabricada en aleación de aluminio. Esta etapa se denomina EPC (Etage Principal Cryotechnique o, en inglés, Cryogenic Main Core Stage) o H175 y tiene una masa en seco de kg. Carga 175 toneladas de hidrógeno y oxígeno líquidos, de las cuales unas 25 toneladas corresponden al hidrógeno. Emplea un motor Vulcain 2, de kn de empuje y segundos de impulso específico (Isp). El Vulcain 2 funciona durante 540 segundos y está fabricado por Snecma.

13 Etapa central EPC de la misión VA 224 (Arianespace). Acoplados a la EPC se encuentran los dos cohetes de combustible sólido EAP (Etage d Acceleration à Poudre) o P240, de 3,05 x 31,6 m, 7080 kn de empuje y 274,5 segundos de Isp cada uno. Su estructura es de acero, cargan 240 toneladas de combustible sólido y funcionan durante unos 133 segundos.

14 EAP de la misión VA 224 (Arianespace). La segunda etapa del Ariane 5 ECA es también criogénica y se denomina ESC-A (Étage Supérieur Cryotechnique o Cryogenic Upper Stage). Tiene unas dimensiones de 5,4 x 4,711 m y una masa en seco de 4540 kg. Utiliza un motor HM7B de Snecma de 67 kn, 446 segundos de Isp que funciona durante 945 s y quema 14,9 toneladas de hidrógeno y oxígeno líquidos. La etapa criogénica usa el sistema SCAR para controlar el giro y la actitud durante el despliegue de los satélites en órbita GTO. Funciona durante 960 segundos. Segunda etapa ESC-A del Ariane 5 ECA (Arianespace).

15 Integración del lanzador de la VA 224 en el edificio BIL el 19 de mayo de 2015 (Arianespace). La cofia, de 17 x 5,4 m, es construida por RUAG Aerospace. Los satélites se distribuyen dentro de la cofia con un dispensador espacial denominado SYLDA construida por Airbus Defence and Space (antes Astrium) que permite lanzar dos satélites en cada misión a GTO. Existen seis variantes de SYLDA, con alturas que van desde 4,9 metros hasta los 6,4 metros en incrementos de 30 cm. El volumen útil varía entre los 50 y los 65 metros cúbicos. El modelo de SYLDA empleado en esta misión, SYLDA 5 C, tiene una altura de 5,8 metros. La carga útil se halla unida a la segunda etapa mediante el adaptador LVA 3936, construido en España por Airbus Defence and Space.

16 Perfil típico de separación de los satélites desde SYLDA (Arianespace).

17 Zona de lanzamiento del Ariane 5 en Kourou (Arianespace).

18 Detalle del complejo de lanzamiento ELA-3 (abajo), con el BAF y el Centro de Control de Lanzamientos (CDL- 3)(Arianespace).

19 El cohete en la rampa de lanzamiento (Arianespace).

20 Fabricantes del Ariane 5 (Arianespace).

21 Secuencia de lanzamiento típica de un Ariane 5 (Arianespace). Eventos en el lanzamiento de un Ariane 5 ECA (Arianespace).

22 Campaña de lanzamiento (Arianespace).

23 Fases del lanzamiento (Arianespace).

24 Configuración de lanzamiento (Arianespace). Llegada del MSG-4 a Kourou:

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26 El Star One C4:

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28 Integración del lanzador:

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30 Inserción en la cofia:

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36 Traslado a la rampa:

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40 Lanzamiento:

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