El cohete Atlas V 551 es un cohete con un diseño de ingeniería pensado para misiones con alta demanda energética. La nave de lanzamiento tiene una capacidad ideada para llevar cargas a órbitas exigentes, producto de:
- Los cinco propulsores sólidos
- El motor principal RD-180.
- Etapa superior criogénica Centaur
Estas tres características lo convierten en el vector ideal para llevar a cabo misiones de despliegues de satélites como las que requiere el Proyect Kuiper de Amazon, donde se requiere precisión orbital y estabilidad estructural para transportar múltiples satélites.
Esta combinación lo convierte en el vehículo ideal para ejecutar misiones de despliegue satelital como Kuiper 1, donde se requiere precisión orbital y estabilidad estructural para transportar múltiples unidades. En esta operación, el lanzador será el encargado de iniciar la fase operativa del Proyecto Kuiper, la constelación de internet satelital desarrollada por Amazon.
Kuiper 1 es el nombre de la primera misión en poner órbitas los satélites no experimentales de Amazon, dando comienzo a la fase operativa de la constelación de satélites de Amazon.
Lanzamiento desde Cabo Cañaveral con el cohete de la serie V.
Está programado que para este 9 de abril, desde el Space Launch Complex 41 (SLC-41) en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral, el cohete Atlas V AV-107 (versión 551) despegue con los satélites de Amazon, en el marco de la misión denominada Kuiper Atlas 1 (KA-01).
KA-01 será la primera misión de 46 lanzamientos que Amazon contrató a United Launch Alliance (ULA), para poner en órbita sus satélites de baja órbita en LEO.
El vehículo espacial despegará con una orientación al noroeste buscando descargar los satélites en una órbita circular a una altura estimada de 450km, con una inclinación de 51.9º, durante una ventana de lanzamiento que se extiende entre las 19:00 y las 21:00 EDT (23:00–01:00 UTC).
Infraestructura de integración: SLC-41 y procesamiento en tierra para la misión KA-01
El Space Launch Complex-41 o también conocido como SLC-41, es la infraestructura terrestre desde donde se realizará el lanzamiento. Está ubicado en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral, es el centro neurálgico de estas operaciones.
El complejo está ideado para que las tareas de ensamblaje, pruebas e integraciones se realicen en la misma plataforma de despegue.
De acuerdo con el diagrama, las tres primeras etapas de ensamblado se realizan entre etapas en paralelo, para converger en la etapa 4, llamada Instalación de Ingresión vertical (VIF), donde el cohete se monta sobre una plataforma móvil de lanzamiento (Mobile Launch Platform). Una vez integrado por completo, el vehículo es trasladado aproximadamente 550 metros sobre rieles hasta la plataforma de lanzamiento.
El proceso de ensamblaje del paquete y su carga está distribuido entre distintas instalaciones especializadas:
- Parte 1: Centro Avanzado de Operaciones de Vuelo Espacial (ASOC)
- Centro de Control de Lanzamiento
- Centro del Director de Misión
- Equipos de Apoyo a la Misión
- Procesamiento Horizontal del Vehículo Lanzador
- Instalación de cohetes sólidos SRBs
- Parte 2: Centro de Operaciones Delta (DOC)
- Integración Vertical Fuera de Línea (OVI):
- Adaptadores de Etapa Intermedia, Centaur,
- Boquilla de Cola, Módulo Base
- Plataforma del Receptor de Carga Frontal de Centaur
- Parte 3: Instalación de Procesamiento de Carga Útil de Amazon
Amazon preparó los satélites en el Kennedy Space Center, usando un sistema dispensador especialmente diseñado para lanzamientos múltiples. El conjunto encapsulado se transportó el 31 de marzo al VIF, siendo una de las cargas más pesadas jamás integradas a un Atlas V.
Configuración técnica del Atlas V 551: estructura y rendimiento
United Launch Alliance (ULA) tiene diversas configuraciones para transporte de carga al espacio, pasado por la serie IV, V, Delta IV Heavy y la serie Vulcan Centaur. De ellos, la serie V 551 es la que escogió Amazon para la primera misión.
La siguiente figura muestra las partes y compara los constituyentes de la serie V y IV:
De la imagen anterior, las partes son las siguientes:
- Carena de carga útil
- Paneles acústicos
- Nave espacial
- Adaptador de carga útil
- Adaptador de carga delantera de Centaur (solo 5 m)
- Centaur
- Tanque de combustible de Centaur (LH2)
- Mamparo común
- Tanque de oxidante de Centaur (LO2)
- Boquilla de cola (solo 5 m)
- Motor Centaur (RL10)
- Adaptador de etapa intermedia
- Tanque de oxidante del propulsor (LO2)
- Propulsor de núcleo común
- Estructura isogrid
- Cono de nariz
- Propulsor sólido
- Tanque de combustible del propulsor (RP-1)
- Línea de alimentación del oxidante del propulsor (LO2)
- Propelente sólido
- Motor del propulsor (RD-180)
- Tobera del propulsor sólido
Atlas V configuración 551
El Atlas V en su configuración 551 tiene unos 62.5m de altura y 589 toneladas de lanzamiento. Actualmente, es el más poderoso de la serie V.
La siguiente imagen muestra la configuración típica de los cohetes de ULA:
La estructura del Atlas V 551 está compuesta por tres unidades principales:
- Booster principal: motor RD-180 de doble cámara, fabricado por NPO Energomash, con combustión de RP-1 y oxígeno líquido. Entrega 3,83 MN de empuje.
- Cinco propulsores sólidos (SRBs): construidos por Northrop Grumman, cada uno entrega 1,65 MN, sumando un empuje adicional de 8,25 MN.
- Etapa superior Centaur: propulsada por un motor RL10A-4-2, con combustibles criogénicos (hidrógeno y oxígeno líquidos), entrega 100,5 kN de empuje. Sus tanques están aislados térmicamente y presurizados para máxima eficiencia orbital.
La estructura superior, encargada de la protección aerodinámica de la carga, está conformada por cofia de carga útil de 5,4 metros de diámetro y 23,5 metros de altura.
La cofia del cohete está fabricada con un núcleo en forma de panal con aluminio y láminas de grafito-epoxi que protege de las inclemencias atmosféricas a la etapa Centaru y la carga dentro de ella de las etapas iniciales del despegue.
En la misión KA-01, la cofia cumple un rol estructural crítico, ya que contiene una de las cargas más pesadas jamás integradas a este tipo de lanzador: un sistema múltiple de 27 satélites Kuiper montados sobre un dispensador personalizado de gran volumen.
Secuencia completa del perfil de vuelo
El despegue sigue una trayectoria noreste, y se espera que alcance una órbita casi circular de 450 km de altitud e inclinación de 51,9°. La secuencia de eventos principales es:
La trayectoria de vuelo del Atlas V 551 en la misión KA-01 comprende una serie de etapas y eventos finamente cronometrados, que comienza con el encendido del motor RD-180, 2.7 segundos antes del despegue.
La etapa dos comienza con la separación de los cinco propulsores sólidos laterales, que ocurre a los 106.2 segundos de vuelo. Seguidamente, la eyección de la cofia ocurre a los 184.8 segundos, una vez que está fuera la atmósfera densa.
El motor principal se apaga a los 263s, seguido por la separación entre el booster y la etapa Centaur a los 269,1s, para posteriormente encenderse a 17 segundos con el objetivo de llevar su carga de satélites de Amazon a la órbita de 450km de altura.
La inserción completa de órbita ocurre cuando se corta el motor Centaur a los 1095s (18 min con 15s del despegue).
Durante este perfil, el sistema de navegación y guiado del Atlas V asegura la precisión orbital requerida por el dispensador de satélites Kuiper.
La liberación de la carga se realiza en fases posteriores, bajo supervisión del equipo terrestre y una secuencia automatizada.
Misión KA-01: el inicio operativo del Proyecto Kuiper
La misión KA-01 marca un hito en la conectividad de internet satelital. Aparece un nuevo actor en el mercado, Amazon con su Proyecto Kuiper, que platea ser un competidor para Starlink.
La constelación de satélites que estarán en la órbita baja LEO, serán más de 3200 unidades, especialmente ideadas para ofrecer internet rápido y confiable a usuarios en zonas sin cobertura o con conectividad limitada.
Los nuevos satélites incorporan mejoras importantes respecto de los prototipos lanzados durante 2023:
- Mejoras en sistemas de potencia,
- Mecanismos de propulsión eléctrica
- Enlaces ópticos inter-satélite
- Capacidad de maniobra autónoma
El cohete Atlas liberará los satélites a 250km de altura, estos ejecutar una fase de elevación paulatina hasta llegar a los 630km de altura, moviéndose a una velocidad de 27.000km/h.
Una vez puestos en órbita, los satélites desplegarán sus formas finales, e irán reportando su estado y telemetría al centro de Control Operaciones de Kuiper ubicado en Redmon, Washington, gestionados las 24 horas del día, durante todo el año.
La arquitectura de red está diseñada para operar de extremo a extremo: desde el cliente hasta la antena terrestre, pasando por el satélite y de regreso en un ciclo continuo.
Esta misión marca el primer paso de una campaña que incluirá siete lanzamientos más con Atlas V y 38 con el nuevo cohete Vulcan Centaur, además de misiones contratadas con SpaceX, Blue Origin y Arianespace para completar el despliegue de la red.
Para ver en vivo el lanzamiento, puedes hacerlo a continuación, o ver el canal de YouTube de ULA.
¿Qué te parecen los despliegues y la logística detrás del lanzamiento de los satélites del Proyecto Kuiper de Amazon?
Fuente: Amazon / ULA Atlas V / ULA Blog
