sábado, septiembre 10, 2011

Lanzamiento de la sonda GRAIL (Delta II 7920H-10)

La NASA ha lanzado hoy sábado día 10 de septiembre a las 13:08 UTC la pareja de sondas lunares GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory) a bordo de un cohete Delta II 7920H-10 desde el complejo de lanzamiento SLC-17B de la Base Aérea de Cabo Cañaveral (Florida). Se trata del último despegue de un Delta II desde la rampa SLC-17B de Cabo Cañaveral y muy probablemente sea también el penúltimo lanzamiento de este cohete, un lanzador que ha jugado un papel muy importante en el programa de exploración no tripulado del Sistema Solar. Este ha sido el 150º lanzamiento de un Delta II y la 259ª misión de un lanzador de la familia Delta. El primer intento de lanzamiento tuvo lugar el pasado 8 de septiembre, pero fue pospuesto por culpa de los elevados vientos en las capas altas de la atmósfera.



GRAIL

GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory) es una misión para el estudio de la Luna que forma parte del programa Discovery de la NASA. Su coste es de 496,2 millones de dólares, incluyendo el lanzador. La misión está formada por dos pequeñas naves gemelas (GRAIL-A y GRAIL-B), de 307 kg (201 kg sin combustible) cada una, construidas por Lockheed-Martin para el JPL de la NASA usando la plataforma LM-300. El objetivo de GRAIL es estudiar el interior de la Luna mediante medidas detalladas del campo gravitatorio lunar. Para ello, las dos sondas medirán su posición la una con respecto la otra y con relación a la Tierra usando señales de radio, una tecnología ya probada en el satélite XSS-11 (Experimental Small Satellite 11) o USA-165, lanzado en 2005. Este sistema forma el instrumento principal de la nave, denominado Lunar Gravity Ranging System o LGRS. La nave incluye tres transpondedores en banda S para comunicaciones con la Tierra y sincronización de los relojes. Dos transpondedores en banda X formarán el Radio Science Beacon para transmitir señales a la Tierra y medir su desplazamiento Doppler. Un transpondedor en banda Ka medirá la distancia entre las dos naves. El satélite GRACE de la NASA cartografió el campo gravitatorio terrestre usando esta misma técnica.


Sondas GRAIL (NASA).

Sistema de medición del campo gravitatorio lunar (NASA).

 
Emblema de la misión (NASA).

La estructura principal del vehículo tiene un tamaño de 1,09 m x 0,95 m x 0,76 m. Cada nave incluye dos paneles solares de 1,88 metros cuadrados cada uno capaces de generar un mínimo de 1400 W en total, así como una batería de ion litio de 30 Ah. El sistema de propulsión está formado por un motor principal para la inserción en órbita lunar MR-106L a base de hidrazina con 22 N de empuje, así como 8 pequeños impulsores de helio de 0,9 N para el control de posición . El sistema de control está dirigido por un ordenador RAD-750 con 128 MB de memoria (más 512 MB adicionales para datos grabados). Las sondas GRAIL incluyen además la pequeña cámara para actividades de relaciones públicas MoonKAM (Moon Knowledge Acquired by Middle school students) con capacidad de realizar hasta 30 imágenes por segundo.

Para maximizar la masa útil del cohete, las sondas GRAIL llegarán a la Luna siguiendo una trayectoria de baja energía a través del punto de Lagrange L1 del sistema Tierra-Luna con una duración de 3,5 meses. GRAIL-A recorrerá 4,2 millones de km, mientras que GRAIL-B sumará 4,3 millones. La ventana de lanzamiento para esta misión iba del 8 de septiembre al 19 de octubre, con dos oportunidades distintas de despegue a lo largo de cada día. Para la primera oportunidad de lanzamiento estaba previsto un azimut de 93º, mientras que para la segunda el azimut debía ser de 99º. Una vez cerca de la Luna, la dos naves realizarán una maniobra de inserción lunar de 60 minutos de duración para alcanzar una órbita polar con un periodo de 8 horas. Posteriormente, llevarán a cabo varias maniobras hasta situarse en una órbita de 50 km de altura y un periodo de 113 minutos. Una vez en esta órbita, las sondas se separarán la una de la otra hasta alcanzar 175-225 km de distancia. Las sondas GRAIL cartografiarán el campo gravitatorio lunar durante 90 días con una precisión sin precedentes. Una vez finalizada la misión principal, y si no se decide prolongar su vida útil, las sondas impactarán contra la superficie lunar unos 40 días más tarde. La duración de la fase de toma de datos científicos está limitada por la geometría del plano orbital de las sondas con respecto a la Tierra.

Trayectoria de viaje hasta la Luna pasando por el punto de Lagrange EML-1 (NASA).

Geometría de la inserción en órbita lunar de GRAIL-A vista desde la Tierra (NASA).

Fases de la misión de GRAIL (NASA).


Delta II 7920H-10

El Delta II 7920H-10 es un cohete de dos etapas con nueve aceleradores de combustible sólido GEM-46. Tiene capacidad para colocar un máximo de 5430 kg en órbita baja (LEO) o 2120 kg en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Tiene una masa al lanzamiento de 282,435 toneladas y mide 37,8 metros de longitud y 2,4 metros de diámetro.

 Delta II 7920H-10 con GRAIL (NASA).

Detalles interiores de un Delta II (NASA).

La primera etapa está construida por Boeing usando una aleación de aluminio y se denomina Delta Thor XLT-C -o simplemente Thor-, con una masa total de 101,9 toneladas y unas dimensiones de 26,05 m x 2,44 m. Incluye un motor a base de oxígeno líquido (LOX) y queroseno (RP-1) Pratt and Whitney Rocketdyne RS-27A, de 890,1-1054,2 kN de empuje y 255-302 segundos de impulso específico. Este motor fue introducido en 1990 en sustitución del RS-27. El RS-27A funciona durante 263 segundos e incluye dos motores vernier LR-101-NA-11. El control en guiñada y cabeceo se lleva a cabo con el movimiento del motor y el control de giro se realiza mediante los dos vernier. La electrónica de la primera etapa se distribuye en el espacio situado entre el tanque de oxígeno líquido y el de queroseno. Esta primera etapa tiene un tamaño enorme comparada con el resto del cohete, una de las particularidades de esta familia de lanzadores.

Primera etapa del Delta II de la misión GRAIL (NASA).

Acoplados a la primera etapa se encuentran los motores de combustible sólido Graphite-Epoxy Motors (GEM). Vienen en dos variedades: GEM-40 (de 40 pulgadas de diámetro) y GEM-46 (46 pulgadas, en las versiones Heavy). El GEM-40 (13064 kg, 446-499,2 kN y 274 s) fue introducido en 1990 para sustituir a los antiguos cohetes Castor y también se emplea en interceptores antimisiles. Los GEM-46 tienen una longitud de 1,17 m e incluyen 17 toneladas de combustible sólido (polibutadieno o HTPB). Para este lanzamiento, el cohete fue equipado con nueve GEM-46. Seis de los GEM-46 se encienden 0,2 segundos antes del despegue y se separan en dos grupos de tres a los 80,5 segundos y 81,5 segundos respectivamente, mientras que los otros tres lo hacen 79 segundos después del lanzamiento y se separan a los 159,5 segundos.

Detalle de un GEM.

La segunda etapa (Delta K) emplea como combustibles hipergólicos tetróxido de nitrógeno y Aerozine-50 (una mezcla de varios tipos de hidrazina). Sus dimensiones son de 5,89 m x 1,70 m. El motor Aerojet AJ-10-118K (empuje de 43,4 kN y 321 s de impulso específico) se puede reiniciar hasta seis veces en un lanzamiento (normalmente sólo hacen falta dos encendidos).

Segunda etapa hipergólica del Delta II del GRAIL (NASA).

Este lanzamiento ha sido un cohete Delta 7920H-10, es decir, el lanzador más potente de la Serie 7000 (Delta II) con nueve GEM-46 en configuración Heavy, una segunda etapa estándar y sin tercera etapa. La cofia medía 10 pies (3 metros) de diámetro. En total, la serie 7000 (Delta II) cuenta con tres versiones según el número de cohetes de combustible sólido (3, 4 o 9): Delta 732X, Delta 742X y Delta 792X.

La familia Delta II (Serie 7000) y sus prestaciones (ULA).

Capacidad de lanzamiento de las distintas versiones del Delta II (ULA).

Resumen de la nomenclatura de un Delta II (ULA).

Lanzamiento

Origen de los distintos componentes de un Delta (ULA).

Centro de lanzamiento SLC-17B en Cabo Cañaveral (NASA).

 
Fases del lanzamiento (NASA).

 
Trayectoria de lanzamiento (NASA). 

Secuencia de escape de las sondas GRAIL (NASA).

 
Instalación de la primera etapa en la rampa de lanzamiento (NASA).

Instalación de la segunda etapa (NASA). 

Instalación de los cohetes de combustible sólido GEM-46 (NASA).

Llegada de las sondas GRAIL y su integración con el sistema de soporte (NASA).

Instalación de las sondas sobre la segunda etapa en la rampa (NASA).

Inserción en la cofia (NASA).




El cohete en la rampa (NASA).


Retirada de la torre de servicio de la rampa SLC-17B (Ben Cooper).



Lanzamiento (NASA).

Vídeo del lanzamiento:


18 comentarios:

  1. Por que es el ultimo lanzamiento de un delta 2 si tiene un record magnifico ???? el precio quizas ?? Pero bueno que opciones tiene la nasa en mente y son los nuevos cohetes igual de fiables ??


    saludos jorge m.g.

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  2. Celebro el lanzamiento sin incidentes de GRAIL.

    ¿Hay alguna serie prevista para sustituir al Delta II?

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  3. Los recortes de presupuesto deben estar pegando fuerte, a menos que piense irse "a la rusa" de tener un reducido numero de lanzadores. ¿Sera que le daran preferencia al Atlas para las misiones no tripuladas? Porque el Delta II es muy confiable, pero que solo coloque 2 toneladas en orbita y la mitad de eso el trayectoria de escape no es muy util en alguno casos.

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  4. Muy buen Post.

    Cuando leo estas cosas, me invade una sensación de tristeza. Creo que, con la retirada del transbordador, comenzó la versión USA de "cañones por mantequilla".

    En fin. Un cohete majestuoso y una historia que se apaga. Estaría bien que al menos volviesen a activar los sismógrafos lunares para cuando la sonda se estrelle.

    Esto de la exploración espacial engancha en cantidad. Pero siempre nos quedará el mus.

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  5. Uups, me equivoqué con el dato del Delta II. Este ha sido el penúltimo lanzamiento de un Delta II. El último lanzamiento de un Delta II tendrá lugar el mes que viene desde Vandenberg.

    @Jorge: por lo que se ve, a ULA no le sale rentable mantener tres series de cohetes. El Delta II tiene poca capacidad en GEO, que es donde está el dinero.

    @Miguel: el Falcon 9 y el Taurus II, pero aún deben demostrar su fiabilidad.

    @Srengel: exactamente ;)

    @Sergei: el espacio es mejor que el mus ;)

    Saludos.

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  6. Me ha acabais de hundir con la noticia de la retirada de los Delta II :-(

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  7. Hombre el Falcon 9 esta bien pero lo del hay falcon parece una trola que no veas. Porque 50 toneladas no me lo creo. Cuando usa 3 cohetes de Falcon 9. Habra que ver lo que pone en papel y lo que es real.

    Y espero que funcione bien el grial no es gran cosa, como Cassini o otros pero para los humaos puede explicar mucho sobre como influye la luna en la tierra. Al menos es mi opinion.

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  8. hay quise decir heavy falcon

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  9. La tecnologia para medir anomalias del campo gravitatorio lunar comenzó de forma precisa con los SUBSATELITES liberados desde los últimos APOLO...Se `podian determinar, por efecto Doppler, variaciones de velocidad (y derivar las aceleraciones producidas por las anomalias gravitatorias )de hasta 0,25 cm/s .
    Junto al LRO creo que son las sondas lunares mas eficaces desde hace 50 años.

    Saludos de un TROLL en el parque

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  10. Puede sonar a burrada.

    Pero estoy de "La Luna" hasta la coronilla.

    Ir a la Luna, hacer lo que sea en la Luna... para mi y una gran parte de la sociedad, es hacer "el tonto".

    Ya se fue, ya pudimos comprobarlo. Ya vimos "lo que era aquello".

    ¿Porqué insistir en el trozo de roca mas aburrido y "tonto" que tenemos en todo el sistema solar?.

    Ir a la Luna, no hará avanzar ni un ápice a la humanidad.

    Una simple opinión (y muy criticable). ;-)

    Un salu2.

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  11. o SI, criticable a mas no poder ser. Hay varias razones para ir a la luna. SI se hace una base lunar no hara falta una ISS y se hara alli, a la vez se contruiria una especia de bace cientifica para investigar y para sacar helio3. Hubo hace años conversaciones de usarlo como combustible. Tambien es mas facil montar una nave y lanzarla desde la luna que desde la tierra. En la luna hay gravedad asi que uno puede permanecer mas tiempo alli que en la ISS. Un observatorio tabien tendria mejores vistas que unos desde la tierra o espacio.

    Yo opino que los pros son estos si alguien opina otra cosa comentadlo :D

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  12. A ver:
    ¿Alguien se imagina una luna "trillada" para capturar el Helio3, que tán solo esta en los primeros 5 cm de superficie?

    ?Podrían escribir frases graciosas en la superficie, con el "tractor"?

    No creo que vayamos a "labrar" la Luna.

    Y como combustible... ¿invertir en desarrollo tecnológico caro y complejo, para aprovechar un combustible tan "raro", escaso y dificultoso de obtener? ¿Seguro?.

    ?Montar una nave en la Luna? Acaso no hemos leido releido en esta web lo costoso energéticamente hablando que cuesta llegar hasta allí?

    ?Vistas? Creo que desde la "Coupula" de la ISS se ve el 99% de lo que veríamos en la superficie lunar, a la "centeava" parte de su coste.

    Un político necesita ilusionar, para que los ciudadanos aprueben "de buena gana" los proyectos donde los quieren embarcar.

    Y os aseguro que NADIE de los encuestados en mi entorno (miniDesmoscopia ;-) ) selañan lo mismo: la Luna no llama para nada la atención, y consideran que eso es como "viajar a Portugal".

    Nadie toma dicho viaje como "internacional", e ir a la Luna se toma como "tontería que ya hicieron nuestros abuelos".

    ?Porqué repetirla, y no mejorarla?

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  13. Antes de que alguien se rasgue las vestiduras...

    Ir a la Luna NO FUE NINGUNA TONTERÍA. Nada mas lejos de la realidad, hablando de uno de los proyectos mas alucinantes del hombre.

    P.D: Pero que conste que algún "encuestado" se ha referido en similares términos al evento.

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  14. buff cuanto troll xd, haber la luna da para mucho mas que la iss, pero muchisimo mas, es el test center mas aprobechable que se conoce, con el regolito lunar se pueden construir cosas, sirve para construir paneles fotovoltaicos, ponerlos alli mismo y propulsar por laser naves, las bases serian construidas alli mismo y mucho mas grandes, e incontables ventajas mas

    sobre lo de que no te creas krick que el falcon 9H no da esos datos no se que decirte, sabes que los motores que usaran seran los de la nueva version y no los planeados en un 1 momento? de ai la mayor capacidad, y añadiendo el sistema de combustible tranasferible buala, tenemos las 50 toneladas, spaceX sabe hacer bien las cosas

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  15. Usar la palabra "troll" de entrada para descalificar la opinión de alguien, tan respetable o mas que la tuya, me parece algo "de tener pocas luces".

    Y encima el amigo D. Daniel me advierte "a mi", que no he faltado a nadie.

    Querido Anónimo, múcho tendrás que explicar sobre como montar una fábrica de paneles solares en la Luna... y de su coste.

    Y del resto de tu post, destaco grandes frases como:

    "... construir cosas..." ... " e incontables ventajas mas..."

    Hablas como mi sobrino de 5 años.

    Ello, sin contar que como realmente señalas, "spaceX sabe hacer bien las cosas".

    ¿Es esto una opinión técnica de las que desean ver ustedes por aqui?

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  16. @Anónimo: como ya te he dicho en otro post, no te me enfades. No puedo saber qué comentario es tuyo si no dejas de escribir como anónimo. Además, en este post no te he dicho nada :)

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  17. Los 3 anonimos que no saben usar el raton y teclado para escribir su nombre. La luna es un salto necesario por una simple razon. Porque esta cerca y es una experiencia nececaria para aprender a construir en lugares que no son tierra. O acaso vosotros, grandes mentes de la ciencia del mundo moderno y de la construccion ireis a construir en la luna? Si da gracias si habeis visto el cemento en vuestra vida o hayais construido algo mas grande que una caja, que lo dudo seriamente.

    Nuestros abuelos hicieron muchas cosas, y......
    Mi abuelo a construido 2 casas, ha reparado mas coches que yo y ha consducido mas que yo. Eso significa que se mas que el porque naci despues de el? Si, se como funciona un motor pero eso no hace que sea un mecanico. Ver como pone los ladrillos mi abuelo de 65 y yo a mi 22, es como comparar la mierda y el bombon, para aclarar lo mio es la mierda. O una soldadura, yo me tiro un buen rato para que quede bien y mi abuelo que usa gafas de culo de botella lo hace como un cirugano.

    SpaceX es como un niño, tienen mucho por delante. Han volado poco y tienen mucho que probar por ahora todo lo que tienen esta sobre papel.

    Y lo de politico, bueno tienes razon, para que un politico quiere ir a la luna cuando lo unico que quiere es robar a mas no poder. Alli lo has clavado. Entonces cerramos el chiringuito y nos matamos entre nosotros aqui en la tierra. Para que mirar las estrellas e ir al marte cuando Pekin esta tan cerca. Para que quiero ver saturno cuando con el mismo dinero puedo contruir varios portaaviones y venir a reventar Japon. Por cierto solo para que lo sepas las cosas que mas han avanzado la tecnologia son la guerra y el programa espacial, asi elige una de las 2. Aunque seguro que adivino la que vas a elegir.

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  18. Pues a mí esta misión me parece muy interesante. Me gustaría mucho que Daniel se animase algún día y nos contase algo sobre la estructura interna de la luna.

    La luna presenta en su órbita variaciones gravitatorias muy importantes (mascons), principalmente registradas en sus mares, los cuales se encuentran en su práctica totalidad en la cara visible. Posiblemente esto se deba al “tidal locking” de la luna con la tierra y el efecto maréa de los antiguos mares de magma lunares, que preferiblemente fluirían hacia el lado visible de la luna.

    Sabemos de la luna que la corteza del lado oculto es más gruesa que la del lado visible desde la tierra. También sabemos que en el interior de la luna existe una discontinuidad.

    La misión GRAIL pretende trazar un mapa gravitatorio de la luna. Es una misión científica importante que ampliará nuestros conocimientos. Cuanto más sepamos, más facil nos resultará tomar decisiones llegado el día en que queramos montar un asentamiento humano allí. Pero aunque esto no ocurriera, el conocimiento es siempre un tesoro.

    Personalmente, soy de los que piensan que, para colonizar la luna, hemos de volver a habitar en lo más profundo de las cavernas, por estar el entorno alejado de la radiación exterior, proveer refugio para meteoritos, estabilidad térmica, posibles volátiles congelados, etc. Por tanto, estoy totalmente a favor de esta misión.

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