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Cómo funciona Delta IV Heavy

Cómo funciona Delta IV Heavy
Satisfacer
  1. ¿Qué hace que un cohete sea excelente?
  2. Familia Delta IV
  3. Cohete pesado Delta IV
  4. Delta IV Heavy en acción
  5. El pesado futuro de Delta IV

¿Qué hace que un cohete sea excelente?

Entonces, si los cohetes son una forma de transporte, ¿qué llevan exactamente? Primero, la carga de un cohete (o carga útil) es un satélite (consulte Cómo funcionan los satélites). Como no tienen medios para empezar, satélites Usa cohetes para despegar del suelo y alcanzar la altitud correcta sobre la Tierra.

Cómo funciona Delta IV Heavy

Los satélites también deben alcanzar la órbita correcta sobre la Tierra. Una órbita es una trayectoria circular que sigue el satélite cuando gira alrededor de la Tierra, al igual que la Tierra y otros planetas de nuestro sistema solar orbitan alrededor del Sol. Diferentes órbitas rodean la Tierra a diferentes altitudes y velocidades. Las funciones de un satélite determinan qué órbita debe seguir. Los cohetes levantan un satélite hacia el buena parte y ponerlo en el archivo órbita correcta.

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Pero los cohetes deben ser más que un simple medio de transporte. Los satélites son excelentes herramientas; revolucionaron las comunicaciones y nos mostraron más sobre nuestro planeta y el universo en el que vivimos de lo que podríamos haber descubierto sin ellos. Sin embargo, lo único que no son los satélites es barato. Todos estos componentes especializados y su software muy complejo, sin mencionar las enormes cantidades de combustible necesarias para el lanzamiento, representan una importante inversión en tiempo y dinero. Esto ejerce presión sobre los ingenieros de misiles para crear cohetes que puedan transportar cargas más grandes y pesadas en un solo vuelo, a un costo menor y con mayor confiabilidad y precisión. Es mucho más económico utilizar un solo cohete para orbitar dos o más satélites. Otro desafío es enviar con precisión un satélite a una ubicación específica en el espacio donde pueda entrar en órbita de manera más eficiente. Los satélites están diseñados para funcionar con precisión en una ubicación específica; si se entregan demasiado lejos de la ubicación ideal, los propulsores del satélite deben gastar combustible valioso para compensar la diferencia. El cohete debe ser lo suficientemente confiable para entregar su carga exactamente donde debe estar.

Ahora echemos un vistazo más de cerca a la familia de cohetes Delta IV.

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Familia Delta IV

Familia Delta IV
Familia Delta IV

© La Compañía Boeing

Actualmente, la familia Delta IV tiene tres configuraciones o estilos principales:

  • Capacidad media
  • Capacidad media a alta (con versiones 4.2, 5.2 y 5.4)
  • Gran capacidad

Cada configuración tiene un archivo primera etapa (los dos tercios inferiores del cohete) que contiene tanques de combustible y motores principales y un Segundo paso (el tercio superior del cohete) que alberga el motor secundario y los tanques de combustible, así como la carga útil y varios componentes electrónicos. La primera etapa de capacidad media consta de un solo núcleo propulsor común (CBC) impulsado por un motor RS-68. Su segunda etapa está propulsada por un motor RL10B-2 e incluye varios componentes electrónicos para maniobras y control de altitud, como el conjunto de control de vuelo inercial redundante (RIFCA) utilizado en el Delta II, así como tanques de combustible y oxidante.

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LA Capacidad media más tiene los mismos componentes que la primera etapa de capacidad media, pero también incluye dos o cuatro motores con un diámetro de 60 pulgadas (1,5 m), cohete sólido y correa de grafito epoxi (GEM). Todas las versiones Medium-Plus usan el motor RL10B-2 para impulsar la segunda etapa, pero las versiones 5.2 y 5.4 tienen tanques de combustible de mayor diámetro y tanques de oxidación más largos que las versiones Medium y Medium-Plus 4.2.

Versión pesada Delta IV
Versión pesada Delta IV

© The Boeing Company, foto de Carleton Bailie

LA pesado la habilidad parece un cohete con esteroides. No solo tiene el núcleo principal del refuerzo común, sino que también contiene dos refuerzos adicionales.

Cómo funciona Delta IV Heavy

© The Boeing Company, foto de Carleton Bailie

Cada uno de los tres propulsores contiene su propio motor RS-68. La gran capacidad cuenta además en su segunda etapa con un depósito de combustible de 5 metros de diámetro y material de carcasa de carga útil de 5 metros de diámetro.

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Cohete pesado Delta IV

Cómo funciona Delta IV Heavy

© La Compañía Boeing

Ahora que conoce la estructura básica de la familia de cohetes Delta IV, veamos cómo todos los diferentes componentes trabajan juntos para lograr una gran capacidad en tierra y cielo. Como se mencionó anteriormente, el cohete tiene dos fases. La primera etapa tiene un objetivo: lanzar el cohete.

La parte delantera del núcleo del propulsor común Delta IV Heavy
La parte delantera del núcleo del propulsor común Delta IV Heavy

Foto cortesía de NASA.

La sección inferior de cada Common Booster Core (CBC) contiene un archivo Motor RS-68. La sección central contiene el archivo lata de aceite, en este caso, hidrógeno líquido y oxígeno líquido. Para las dos transmisiones por correa, eso es todo. Solo existen para proporcionar el combustible y los motores adicionales necesarios para poner en órbita cargas útiles más pesadas.

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Nuevo en la familia Delta IV, el RS-68 es un 30% más eficiente que los motores de oxígeno líquido / queroseno a los que reemplaza. Tiene menos piezas, lo que la hace más confiable y económica, además de ser amigable con el medio ambiente, produciendo vapor como único subproducto. También produce 650.000 libras (2.891 kN) de empuje de despegue. Al combinar los tres núcleos del propulsor, el cohete Delta IV Heavy es capaz de levantar 50 800 £ (23.040 kg) en órbita terrestre baja. Su hermano más cercano, Delta IV Medium-Plus (versión 5.4), puede levantar 11,475 kg (25,300 lbs) en la misma órbita. (Para obtener más información sobre las órbitas de los satélites, consulte Cómo funcionan los satélites).

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Delta IV Heavy en acción

Cómo funciona Delta IV Heavy

© La Compañía Boeing

El lanzamiento comienza con el encendido de los tres motores RS-68 principales y luego despega. En minutos, el CBC con cinturón se lanzan (se retiran del cohete principal), quedando sin combustible y logrando el objetivo de lanzar el cohete. Después de eso, el motor central principal (el que está conectado al CBC central) se apaga y también se lanzan los dos tercios inferiores del CBC principal, que incluye el motor principal, los tanques de combustible inferiores y la interestatal, que conecta la primera etapa con la segunda etapa. El de la izquierda es el archivo Segundo paso, que consta principalmente de tanques de combustible, motor RL10B-2, componentes electrónicos de transmisión y carga útil, todo envuelto en un cono protector llamado mercado.

Comparado con el primer paso, el segundo paso es como un bailarín sentado sobre los hombros de un apoyador. Puede que no tenga la tremenda potencia de los tres motores auxiliares, pero tiene la fuerza, el equilibrio y la precisión para manejar la tarea más delicada de colocar un satélite en una órbita adecuada y duradera. Una vez que se descartan los componentes de la primera etapa, la segunda etapa enciende el motor y deja caer el carenado protector. Luego viene el apagado del motor de la segunda etapa (SECO) -1, donde el motor RL10B-2 se apaga y la segunda etapa maniobra con sus propulsores durante un período cuesta arriba. La guía se proporciona durante la segunda fase mediante aviónica y sistemas de control de actitud. El conjunto de control de vuelo inercial redundante asegura que el cohete entre en el cargas útiles en la órbita apropiada.

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Para su primer vuelo el 21 de diciembre de 2004, el Delta IV Heavy contenía tres satélites, el DemoSat principal y dos satélites auxiliares construidos por estudiantes, denominados colectivamente NanoSat-2. Durante el período costero del primer vuelo, los satélites NanoSat-2 se activaron y liberaron.

Reinicio y apagado de dos motores (SECO-2, SECO-3) después del lanzamiento de NanoSat-2. Esto permitió que la segunda fase ahorrara energía.

Cómo funciona Delta IV Heavy

© La Compañía Boeing

Debido a que el Delta IV Heavy es tan eficiente, tiene el combustible que necesita para ser desplegado a casi cualquier altitud y órbita. Además, como los motores de segunda etapa hacen la mayor parte del posicionamiento y son capaces de colocar sus cargas en órbita con gran precisión, los satélites consumen mucha menos energía y pueden usar este combustible adicional para impulsar sus funciones. Cuando la segunda etapa alcanza la órbita requerida, el DemoSat la carga útil, ahora capaz de mantener su propia órbita, ha sido activada y separada de su portador.

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El pesado futuro de Delta IV

21 de diciembre de 2004
21 de diciembre de 2004

© The Boeing Company Foto de Carleton Bailie

El 21 de diciembre de 2004, el miembro más nuevo de la familia Delta IV despegó de la Base de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida para su vuelo inaugural. Casi seis horas después, el cohete entregó su cargamento y completó la misión. Desafortunadamente, el cohete no pudo alcanzar la órbita correcta. Cuando los científicos analizaron los datos, determinaron que la primera etapa de combustión no fue tan larga como esperaban. Sin embargo, con tanta tecnología nueva y mejorada, solo un error provocó un leve pitido en la pantalla del radar. El primer vuelo de prueba del cohete Delta IV Heavy logró todos sus principales objetivos de prueba y se consideró un éxito.

Boeing ya está preparando mejoras para los cohetes Delta IV Heavy y la creación de la próxima generación de Delta. Algunos de los cambios en curso son modificaciones al motor principal RS-68, la adición de GEM a los tres CBC y mejoras en el combustible y la densidad de la pista.

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Para obtener más información sobre la familia de cohetes Delta, Delta IV Heavy y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

El cohete Delta IV despega.
El cohete Delta IV despega.

© The Boeing Company Foto de Carleton Bailie

¿Qué hacen los cohetes? Bueno, cuando éramos niños, eran una excelente manera de fotografiar los juguetes de un hermano en el patio de un vecino o enviar su figura de acción favorita al “espacio”. Pero existen grandes diferencias entre los modelos de cohetes de 60 cm que lanzaron en el campo de fútbol de la escuela y los cohetes del tamaño de un rascacielos que ayudan a respaldar el programa espacial, las comunicaciones, la ciencia y la seguridad nacional en la actualidad. Aunque el objetivo general es el mismo, principalmente para el despegue y en el cielo, los cohetes modernos son increíblemente poderosos y complejos.

Los cohetes deben poder elevarse ellos mismos y sus cargas, que combinadas pueden pesar hasta 800 toneladas y volar cientos o incluso miles de kilómetros sobre la Tierra. Los cohetes modernos son esencialmente barcos y camiones en el espacio, nuestro principal medio de transporte a las estrellas. En este artículo, echaremos un vistazo al miembro más nuevo de Boeing de la familia de cohetes Delta, el cohete Delta IV Heavy, y veremos cómo maneja los desafíos que enfrentan los cohetes en la actualidad.

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