Historia
El cohete 11K77 Zenit fue desarrollado dentro del marco del programa Energía-Burán. En esta entrada ya hablamos de la historia de este lanzador. Tras la caída de la URSS y la búsqueda posterior de inversores extranjeros, se crea en 1995 el consorcio Sea Launch (Morskoy Start/Морской Старт en ruso), una empresa basada en las Islas Caimán constituida por Boeing Commercial Space Company (EEUU, 40% de participación), RKK Energía (Rusia, 25% de participación), KB Yuzhnoe/PA Yuzhmash (Ucrania, 15%) y Kvaerner Group (Noruega, actualmente Aker Solutions, 20%). Sea Launch pretendía lanzar el Zenit desde el ecuador usando una antigua plataforma petrolífera, para aprovechar así la rotación terrestre y poder aumentar la carga útil hasta las 6,16 toneladas en órbita geoestacionaria. El Zenit era el cohete ideal para esta tarea, ya que había sido diseñado para ser lanzado de forma totalmente automática. El concepto de Sea Launch no es nuevo, pues ya en los años 60 se habían llevado a cabo estudios tanto en los EEUU como en la URSS para comprobar la posibilidad de lanzamientos desde plataformas en el ecuador. En 1967 Italia efectuó el lanzamiento de un cohete Scout desde la plataforma San Marcos, cerca de la costa de Kenya. En 1977, siguiendo órdenes del gobierno soviético, la oficina de diseño KB Yuzhnoe estudió la posibilidad de lanzar el Zenit desde plataformas en el ecuador. Tras la desaparición de la Unión Soviética, RKK Energía efectuó estudios similares, pero que hacían uso del cohete Soyuz 2 o del Energía-M. Sea Launch se beneficiaría ampliamente de la experiencia ganada con estos estudios.
RKK Energía (RSC Energía en sus siglas en inglés) fabrica la tercera etapa Blok DM-SL, KB Yuzhnoe y PA Yuzhmash se encargan de las dos primeras etapas del lanzador, Aker Solutions se encarga de la infraestructura marítima y Boeing fabrica la cofia, integra la carga útil y oferta el lanzador en el mercado internacional. Pese a que el mismo año de la fundación de Sea Launch se firmaron contratos con Hughes y Loral para poner en órbita varios satélites, la mayoría de analistas eran escépticos y pensaban que Sea Launch acabaría en la nada, al igual que las decenas de proyectos similares que hacían uso de antiguos cohetes soviéticos y que jamás vieron la luz. Sin embargo, Sea Launch salió adelante, pero no así el proyecto de lanzar cohetes Zenit desde el Cabo York en Australia.
Para adaptarlo a su nuevo y peculiar centro de lanzamiento, KB Yuzhnoe y PA Yuzhmash realizaron numerosas modificaciones a la estructura del Zenit-2, haciéndola más rígida. Igualmente, RKK Energía desarrolló la etapa superior Blok DM-SL, una versión de su Blok DM-2 con nuevas conducciones de combustible. Además se sustituyó el sistema de control del cohete con ordenadores y electrónica más avanzados. Las nuevas dos primeras etapas recibirían el nombre conjunto de Zenit-2S y el nuevo cohete se llamaría Zenit-3SL. El primer lanzamiento tuvo lugar el 28 de marzo de 1999 y hasta la fecha se han realizado 30 despegues, ratificando la viabilidad del proyecto. El Zenit-3SL sólo ha fallado en tres ocasiones, la última en 2007 cuando el cohete explotó en la rampa de lanzamiento, destruyendo parcialmente la plataforma Odyssey. A raíz del éxito comercial del proyecto se creó la empresa hermana Land Launch para lanzar una versión del Zenit-3SL (denominada Zenit-3SLB) desde el cosmódromo de Baikonur.
El éxito del Sea Launch se debe en buena medida a su capacidad para lanzar nuevos satélites de comunicaciones geoestacionarios de más de seis toneladas con sólo tres etapas. Sólo el Atlas V y el Delta IV Heavy tienen esa capacidad, pero a cambio de usar más etapas o cohetes aceleradores. El Ariane V ECA europeo, aunque con capacidad para dos satélites, sólo puede lanzar dos vehículos de cinco toneladas en cada lanzamiento.
Comparativa de los cohetes más potentes para colocar carga en GEO (Space Launch Report).
El cohete
El cohete Zenit-3SL está basado en el 11K77 Zenit-3 y tiene capacidad para poner 2,9 toneladas en órbita geoestacionaria (GEO) o 6,16 toneladas en órbita de transferncia geoestacionaria (GTO).
Coehete Zenit-3SL (Sea Launch/KB Yuzhnoe).
Las primeras dos etapas son construidas por PA Yuzhmash en Dnepropetrovsk, Ucrania, según el diseño de KB Yuzhnoe. Su fuselaje está construido con una aleación de aluminio (AMg-6 NPP) estándar en la industria aeroespacial soviética. La tercera etapa Blok DM-SL es una versión del Blok DM-2 usado en el Protón y es fabricada en Moscú por RKK Energía. La primera etapa (11S771) usa un RD-171M de cuatro cámaras, la última versión del motor con más empuje jamás construido diseñado por Valentín Glushkó. Este motor, fabricado por la empresa rusa NPO Energomash, quema queroseno y oxígeno líquido y puede reducir su empuje hasta un 74% del nominal y permite el control del vehículo en sus tres ejes gracias al movimiento de sus toberas, sin necesidad de motores vernier.
Primera etapa de un Zenit-3SL (Sea Launch).
El RD-170M (NPO Energomash).
La segunda etapa (11S772) hace uso del RD-120 (11D123) (no confundir con el RD-0120 empleado en el Energía) que, con sus 350 s de impulso específico y 93 toneladas de empuje, es uno de los motores de queroseno/LOX para etapas superiores más avanzados que existen. Fue desarrollado específicamente para el Zenit y puede reducir su empuje hasta el 78% nominal. El RD-120 es obra de NPO Energomash (Rusia). La segunda etapa usa un motor vernier RD-8 (11D513) de cuatro cámaras con un empuje de 8,1 toneladas fabricado por KB Yuzhnoe. El tanque de queroseno de esta etapa tiene una curiosa forma toroidal y rodea al motor.
Segunda etapa del Zenit-3SL (Sea Launch).
Motor RD-120 (NPO Energomash).
RD-8 (KB Yuzhnoe).
La tercera etapa Blok DM-SL también emplea queroseno y oxígeno líquido y puede encenderse hasta en tres ocasiones, permitiendo diversas trayectorias para la inserción en órbita geoestacionaria. Usa un motor 11D58M (RD-58Z) con una tobera de carbono-carbono que puede girar en dos ejes para ofrecer control de guiñada y cabeceo. El control de giro se efectúa, como en otros muchos motores, gracias a los gases de escape de la turbina. Además, el Blok DM-SL tiene dos pequeños motores hipergólicos para mantener el giro o garantizar que los propergoles estén el fondo de su tanque antes de cada encendido (ullage engines).
La etapa Blok DM-SL (RKK Energia/Sea Launch).
Motor 11D58M (RD-58Z) de la etapa Blok DM-SL (RKK Energia).
Características técnicas del Zenit-3SL.
Cofia del Zenit-3SL (Boeing).
Interfaz entre la carga útil y el cohete (RKK Energia/Sea Launch).
Lanzamiento
La empresa Sea Launch tiene su base de operaciones en Home Port (Long Beach, California). De allí parten las dos naves que forman la infraestructura naval de la empresa: el buque Sea Launch Commander y la plataforma Odyssey.
Instalaciones del Home Port en Long Beach (Sea Launch/Chris Miller).
El Sea Launch Commander también es denominado Assembly and Command Ship (ACS) y como su nombre indica sirve para realizar las tareas de procesado de los cohetes, además de ser el centro de control durante el lanzamiento. Este barco fue construido por el astillero Govan, en Escocia. En otoño de 1997 fue equipado en Rusia con sistemas para el manejo de los cohetes Zenit y llegó a Home Port el 13 de julio de 1998. Tiene 203 metros de eslora y 32,2 metros de manga, una velocidad máxima de 19,6 nudos y un desplazamiento de 30800 toneladas
El Sea Launch Commander (Sea Launch).
La plataforma de lanzamiento Odyssey o LP (Launch Platform) es una antigua plataforma petrolifera reconvertida tras su paso por los astilleros Rosenberg, en Stavanger (Noruega). Sus dimensiones son de 133 m x 66,8 m, su velocidad de 12 nudos y su masa en vacío es de 27400 toneladas, aunque una vez semisumergida alcanza las 46000 toneladas. Odyssey tiene un hangar para el procesado final de los cohetes, su colocación en posición vertical y carga de combustible. La plataforma incorpora los mismos sistemas de despegue automático que emplea el Zenit en Baikonur.
La plataforma Odyssey (Sea Launch).
La Odyssey antes de ser remodelada (Capcomespace).
En Home Port se encuentra además la Payload Processing Facility (PPF) para la preparación de la carga útil antes de la misión.
PPF (Sea Launch).
Llegada del satélite Sicral-1B a la PPF (Sea Launch).
La carga útil es integrada con la cofia en la PPF y luego se traslada al Sea Launch Commander:
Integración con la cofia de la carga útil y traslado al ACS (Sea Launch).
El Zenit en el hangar del buque Sea Launch Commander (RKK Energia/Sea Launch/Chris Miller).
El Zenit se monta a bordo del ACS en Home Port. Tras recibir la carga útil con la cofia, el cohete se traslada del Sea Launch Commander a la plataforma Odyssey mientras ambas naves están aún en el puerto:
Traslado del Zenit a la Odyssey (Sea Launch).
Interior del hangar en la Odyssey (Chris Miller/spaceflightnow.com).
Una vez en la plataforma, el Zenit se traslada al hangar de la Odyssey. Tras navegar hasta la zona de lanzamiento (la Odyssey parte antes), el cohete se coloca en posición vertical. La travesía dura unos 10-12 días (navegando a 10,1 nudos):
Zenit en la Odyssey (Sea Launch).
Deflectores para el escape del cohete construidos en San Petersburgo (Capcomespace).
Durante la preparación para el lanzamiento, ambas naves permanecen conectadas por un puente. Antes del despegue, la tripulación de la Odyssey pasa a la ACS y este buque se aleja hasta una distancia prudencial (Sea Launch).
Centro de control en el ACS (RKK Energia).
Fases en la preparación para el lanzamiento (Sea Launch).
Zona de lanzamiento del Zenit, cerca de la isla Navidad. Esta longitud (150º O) se eligió por las buenas condiciones climatológicas (Sea Launch).
Etapas del lanzamiento (Sea Launch).
Proyección de la trayectoria de lanzamiento y las maniobras para alcanzar GEO. Como el lugar de lanzamiento está situado en el ecuador, la trayectoria coincide casi perfectamente con éste, el sueño de cualquier ingeniero aeroespacial (Sea Launch).
Lanzamiento del Sicral-1B (Sea Launch).
Vídeo del lanzamiento:
Referencias:
- Sea Launch.
- Sea Launch User's Guide.
- Морской Старт, RKK Energia.
- Zenit-3SL, Sea Launch.
- Zenit-3SL, KB Yuzhnoe.
- Sea Launch, Anatoly Zak.
- Sea Launch, Capcomespace.
- Sea Launch, espacial.org.
- Zenith Sea Launch, Space Launch Report.
- Lanzamientos del Zenit-3SL, Gunter's Space Page.
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