Lanzamiento Zenit-3F (Elektro-L)

Tras innumerables retrasos, la agencia espacial rusa Roskosmos y la empresa Land Launch han lanzado hoy día 20 de enero a las 12:29 UTC un cohete Zenit-3F (Zenit-3SLBF/Fregat-SB, número de serie 1-2007/1-1001) desde la rampa PU-1 del Área 45 del cosmódromo de Baikonur (GIK-5) con el satélite meteorológico geoestacionario Elektro-L nº 1L.  Se trata del primer lanzamiento orbital de 2011 y el primero de un cohete Zenit-3F.

Elektro-L

Elektro-L nº 1L es el primero de una nueva serie de satélites meteorológicos rusos situados en órbita geoestacionaria. Es el primer satélite meteorológico geoestacionario ruso en más de quince años. El vehículo tiene una masa de 1766 kg y una vida útil de unos diez años. Ha sido construido por la empresa NPO Lávochkin usando la plataforma Navigator. Elektro-L está dividido en dos partes: por un lado, tenemos la plataforma Navigator, también denominada BMSS (Базовой Модуль Служебных Систем, "módulo base de los sistemas de servicio") con la aviónica, paneles solares y sistemas de orientación. Por otra, la sección de carga útil denominada KTsA (Комплекс Целевой Аппаратура, "complejo para el equipamiento útil") con instrumentos para obtener imágenes multiespectrales de la Tierra, así como los sistemas de comunicaciones. Los instrumentos principales son la cámara MSU-GS (Multispectral Imager, con 10 bandas de observación) y el GGAK-E (Space Environment Prober), para estudiar la radiación solar. El Elektro-L incluye antenas para el servicio de emergencia marítima SARSAT-COSPAS y estará situado en la posición 76º este.

Elektro-L (NPO Lavochkin).

Instrumentos del Elektro-L (NPO Lavochkin).

Elektro-L (Roskosmos).

El proyecto Elektro-L sustituye a la serie de satélites meteorológicos geoestacionarios Elektro (11F652) de los años 90. Pese a tener un nombre similar, los Elektro estaban fabricados por la empresa NPP VNIIEM, no por Lávochkin. Sólo se lanzaría un ejemplar de la serie Elektro en 1994 (Elektro 1L), pero nunca llegó a ser operativo al 100%. En 1998 dejó de funcionar y el proyecto fue cancelado. Debido a la crisis económica que experimentó Rusia a finales de los años 90, la serie Elektro-L ha tenido que esperar casi una década para viajar al espacio. El sistema Elektro-L debe complementar a los satélites meteorológicos Meteor-M, situados en órbitas polares.


Zenit-3F

El Zenit-3F (Zenit-3SLBF/Fregat-SB) es la última versión del cohete 11K77 Zenit que emplea una etapa superior Fregat-SB de NPO Lávochkin en vez de la Blok-DM de RKK Energía. Roskosmos planea lanzar varios satélites y sondas científicas con este lanzador (Spektr-R, Fobos-Grunt, etc.), de ahí la importancia de esta misión.

El Zenit-3F durante su primer traslado en 2009 (Roskosmos).

El Zenit -3F es un lanzador de tres etapas. Sus dimensiones son de 4,1 x 57,8 metros y su masa es de 473 toneladas (Zenit-3SLB). Las dos primeras etapas queman queroseno y oxígeno líquido y son similares a las empleadas por el Zenit-3SLB de Land Launch y reciben la designación conjunta de Zenit-2SB80 (variante del Zenit-2). Estas etapas son construidas por PA Yuzhmash en Dnepropetrovsk, Ucrania, según el diseño de KB Yuzhnoe.

La primera etapa (11S771, Zenit-2SB80-1) tiene unas dimensiones de 32,9 x 3,9 metros, una masa de 353 toneladas al lanzamiento (33,9 toneladas en seco) y emplea un motor RD-171M de cuatro cámaras de combustión. Fabricado por la empresa rusa NPO Energomash, es el motor de combustible líquido más potente jamás construido. Tiene un empuje de 7259-7908 kN y un impulso específico de 309,5-337,2 segundos. 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.

Motor RD-171M (NPO Energomash).

La segunda etapa (11S772, Zenit-2SB80-2) tiene unas dimensiones de 10,4 x 3,9 metros, una masa de 89,5 toneladas (9,3 toneladas en seco) y hace uso del RD-120 (11D123) (no confundir con el RD-0120 empleado en el Energía). Con sus 350 s de impulso específico y 834 kN, es uno de los motores de queroseno/LOX para etapas superiores más eficientes y potentes que existen. Fue desarrollado específicamente para el Zenit y puede reducir su empuje hasta el 78% nominal. El RD-120 también fue diseñado por NPO Energomash (Rusia). La segunda etapa usa un motor vernier RD-8 (11D513) de cuatro cámaras con un empuje de 78 kN fabricado por la empresa ucraniana KB Yuzhnoe. El tanque de queroseno de esta fase tiene una curiosa forma toroidal y rodea al motor.

Primera y segunda etapas del Zenit (Land Launch/Sea Launch).

RD-120 (NPO Energomash).

La tercera etapa se denomina Fregat-SB y es una variante de la etapa Fregat empleada en los cohetes Soyuz con un tanque adicional desechable (un esquema similar al usado por la etapa Briz-M de Khrúnichev). Tiene unas dimensiones de 2,40 x 3,875 metros y ha sido construida por NPO Lávochkin. Su masa es de 1410 kg, de los cuales 360 kg corresponden al tanque toroidal. Puede cargar hasta 7100 kg de combustible. Emplea combustibles hipergólicos y su motor S5.98M tiene un empuje de 1400-2000 kgf y un Isp de 333,2 s. La Fregat-SB necesita tres encendidos para colocar la carga útil en una órbita final.

Fregat-SB (NPO Lavochkin).

Dimensiones del Zenit-3SL (Land Launch).

Operaciones del Zenit

El Zenit se lanza desde la rampa PU-1 del Área 45 de Baikonur. La rampa PU-2 resultó destruida tras un lanzamiento fallido en los 90. El Zenit puede ser lanzado en tres direcciones (azimut) para conseguir tres inclinaciones orbitales en órbita baja, aunque la preferida es la de 64,2º, que permite aprovechar la rotación terrestre al máximo para alcanzar una órbita baja de 51,4º. Otras direcciones son posibles, pero están vetadas para evitar el impacto de las primeras etapas en zonas habitadas. Las operaciones de montaje e integración del vehículo se realizan en el MIK del Área 42, de forma similar a las antiguas operaciones con los Zenit-2 y 3 en época soviética. El Zenit es ofertado en el mercado internacional por la empresa Land Launch, una rama de Sea Launch. Sea Launch entró en bancarrota en 2010 y actualmente se encuentra en un proceso de ajuste.

Azimut de lanzamiento permitido para el Zenit (Land Launch).

Trayectoria típica de despegue y puntos de separación de las etapas del cohete para una inserción orbital a 51,4º (Land Launch).

Detalle de las instalaciones subterráneas junto a la rampa (Land Launch).

Búnker de lanzamiento (Novosti Kosmonavtiki).

Vista en el Google Earth del Área 45 con las dos rampas de lanzamiento. Se puede observar la rampa PU-2 destruida en la parte inferior.

Detalle de la PU-1 en el Google Earth. La torre móvil para los cosmonautas se ve a la derecha.  

Lanzamiento del Elektro-L

Integración del Elektro-L con la Fregat-SB y la cofia:










Traslado de la carga útil para ser integrada con el lanzador:








Traslado a la rampa:










Lanzamiento:




Fases del lanzamiento:

• T=0 s. Lanzamiento.
• T=60 s. Max Q.
• T=114,1 s. Máxima aceleración.
• T=148,97 s. Separación de la primera etapa a 83,5 km de altura.
• T=317,33 s. Separación de la cofia a 204,0 km.
• T=510,92 s. Separación de la segunda etapa a 373,2 km. El conjunto satélite/Fregat-SB alcanza una órbita baja a 51,36º.
• T+9 h 9 min: separación de la carga útil de la etapa Fregat-SB.

Fases del lanzamiento (Roskosmos).

Vídeo del lanzamiento: