Estados Unidos y SpaceX han hecho historia con el despegue del Falcon 9. Los astronautas Hurley y Behnken ya viajan rumbo a la Estación Espacial Internacional
Todo estaba previsto para que el pasado miércoles 27 a las 22:33 (todas las horas en horario peninsular español) el cohete Falcon 9 v1.2 Block 5 abandonase nuestro planeta y pusiese rumbo a la ISS (Estación Espacial Internacional, por sus siglas en inglés). Sin embargo, la primera misión 100% estadounidense tripulada desde el fin de los transbordadores espaciales en 2011 ha tenido que esperar unos días más.
Debido a la dinámica orbital de la ISS y queriendo mantener el tiempo de maniobra de atraque, el retraso no ha sido de aproximadamente 24 horas sino que se tuvo que posponer casi tres días. Finalmente, el sábado 30 a las 21:22 el cohete echó a volar con los astronautas Doug Hurley y Bob Behnken en el interior de la cápsula Crew Dragon. El despegue fue impecable.
Lanzamiento de la Crew Dragon Demo-2 || Créditos: NASA/Joel Kowsky.
Secuencia previa al lanzamiento
Tras el anuncio del retraso de la misión, vaciaron nuevamente los tanques de combustible y los astronautas salieron de la cápsula por la escotilla. De esta forma, el protocolo de despegue de la misión Crew Dragon Demo-2 se volvió a iniciar el sábado 30 siendo estos los hitos más importantes:
- T – 02h 35m (18:47): el comandante Hurley y el piloto Behnken acceden a la cápsula Crew Dragon a través de la pasarela ayudados por el personal de tierra de SpaceX.
- T – 01h 55m (18:07): la escotilla de la Crew Dragon es cerrada por el personal de tierra de SpaceX.
- T – 00h 42m (20:40): se retira la pasarela de acceso a la Crew Dragon.
- T – 00h 35m (20:33): comienza la carga de combustible del cohete, una mezcla de RP-1 (queroseno) y LOX (oxígeno líquido).
- T – 45s: el director de vuelo da la orden de lanzamiento.
- T – 3s: ignición de los motores.
En ese momento, a falta de tres segundos para que la cuenta atrás llegue a cero, los nueve propulsores Merlin 1D+ del Falcon 9 v1.2 Block 5 entraron en acción.
Secuencia de despegue
Cuando la cuenta atrás alcanzó el valor de cero, la mole de más de 500 toneladas empezó a elevarse del suelo del Centro Espacial Kennedy en Florida (Estados Unidos). Los sistemas de aborto de misión en vuelo entraron en funcionamiento para actuar en caso de emergencia. Durante la secuencia de despegue estos fueron los hitos más relevantes:
- T – 00s: Lift Off. Los umbilicales que unen el cohete a la torre de lanzamiento ya están suelos y comienza la elevación.
- T + 58s: Max Q. Con el aumento de la velocidad y a pesar de que la atmósfera es cada vez más tenue, en este momento se alcanza la mayor presión dinámica sobre el cohete.
- T + 2m 36s: MECO. Los nueve propulsores Merlin 1D+ de la primera etapa se apagan.
- T + 2m 40s: Cuatro segundos después del apagado de la primera etapa se procede a la separación de ésta etapa.
- T + 2m 48s: SES-1. Cuando han pasado 12 segundos del apagado, el propulsor Merlin 1D Vacuum de la segunda etapa entra en funcionamiento.
- T + 8m 47s: SECO-1. Transcurridos casi seis minutos tras el encendido del motor de la segunda etapa, se procede al apagado de este propulsor.
- T + 12m 09s: Tras poco más de 12 minutos de vuelo la cápsula Crew Dragon se separa de la segunda etapa e inicia su trayecto hacia la ISS con los astronautas Hurley y Behnken a bordo. Cuando pasen entre 19 y 24 horas, la Crew Dragon llegará a su destino e iniciará la maniobra de atraque.
Telemetría del despegue
Uno de los aspectos más característicos de los cohetes de la serie Falcon 9 es que la primera etapa es reutilizable. Tras desprenderse de ella, ésta inicia un descenso controlado sobre el océano Atlántico donde una plataforma flotante llamada OCISLY (Of Course, I Still Love You) la recibió en T + 09m 22s.
Para analizar la maniobra desde el lift off hasta el momento en el que se separa la Crew Dragon de la segunda etapa, utilizaremos estas gráficas que representan la telemetría ofrecida por la segunda etapa del Falcon 9 y que muestran la altura que iba alcanzando el cohete, la velocidad en cada momento y la aceleración que soportaban los astronautas en la Crew Dragon.
La altura de la sonda durante el lanzamiento
Créditos: A. Pérez Verde.
Con respecto a la altura, puede verse claramente cómo aumenta más rápidamente al principio que en la parte media de la gráfica. Finalmente, se estabiliza. Esto es así porque el lanzamiento se realiza en vertical pero poco a poco el cohete se va inclinando hacia el este. Finalmente, en T + 06m 00s aproximadamente se alcanza la horizontalidad a 200 Km de altura, aunque la nave llega a alcanzar los 202 Km de altura máxima en T + 06m 20s. En el momento de la separación en T + 12m 09s se encuentra a 201 Km de altura.
La variación de la velocidad durante el despegue
Créditos: A. Pérez Verde.
La gráfica de la velocidad es muy significativa porque se aprecian dos momentos. El primero tiene lugar en T + 02m 36s. Ahí se produce el evento conocido técnicamente como MECO (Main Engine Cut Off), es decir, el apagado de la primera etapa y en T + 02m 48s se produce el evento SES-1 (Second Stage Startup 1) por lo que la nave ha estado 8 segundos desacelerando. Cuando la segunda etapa entra en ignición, la nave vuelve a aumentar su velocidad, que se va incrementando hasta llegar a T + 08m 56s. Ahí se produce el evento SECO-1 (Second Engine Cut Off) donde se apaga el motor de la segunda etapa. En ese momento la velocidad se estabiliza en un valor de 27 012 Km/h y comienza a descender muy lentamente. La separación de la Crew Dragon se produce a una velocidad ligeramente menor: 26 997 Km/h.
La aceleración que han soportado los astronautas
Créditos: A. Pérez Verde.
Por último, en la aceleración podemos detectar tres valores significativos. El primero de ellos, que apenas se aprecia en la gráfica de la velocidad, se produce entre T + 00m 50s y T + 01m 12s. Ahí tiene lugar el evento Max Q, que es cuando el cohete soporta la mayor presión dinámica debido a la fricción atmosférica. Es cierto que la atmósfera cada vez es más tenue conforme se eleva, pero la velocidad también aumenta. Eso hace que en ese punto, la presión sea máxima. Sucede a una altura aproximada de 9,5 Km con una velocidad de unos 1 100 Km/h.
Los eventos MECO y SES-1 también se aprecian claramente con la primera caída significativa de la aceleración poco antes del T + 03m 00s. La aceleración desciende abruptamente cuando se apaga la primera etapa y comienza a aumentar nuevamente en el encendido de la segunda. Y por último, poco antes del T + 09m 00s también se aprecia el evento SECO-1 cuando la segunda etapa se apaga.
Simulación del acople de la Crew Dragon con la ISS || Créditos: SpaceX.
Rumbo a la ISS
Tras la eyección de la cápsula Crew Dragon, los astronautas han puesto rumbo a la ISS y los motores de la cápsula serán quien los impulse hacia allí. Luego, los retrocohetes de la cápsula les ayudarán a realizar la maniobra de atraque. Es cierto que está previsto que la maniobra se realice automáticamente. Sin embargo, está preparada para una intervención manual en el caso de que sea necesario.
Con todo esto, se ha hecho historia por dos motivos: Estados Unidos ha lanzado su primera misión 100% estadounidense tripulada desde el abandono de los transbordadores espaciales y además, ha sido la primera vez que una empresa privada, SpaceX, ha realizado un lanzamiento con tripulación humana a bordo.
Antonio Pérez Verde es autor de Astrométrico.
Referencias
- Gebhardt, C. (2020). «Examining Crew Dragon’s launch abort modes and splashdown locations». NASA Spaceflight (Ver).
- Gebhardt, C. (2020). «SpaceX Dragon’s historic launch scrubbed with just minutes to go due to Range Weather». NASA Spaceflight (Ver).
- Marín, D. (2020). «Así será el lanzamiento de la Crew Dragon DM-2, la primera misión espacial tripulada estadounidense en nueve años». Eureka Blog (Ver).
