19/09/2022
132 puntos de vista
5 gustos
El lanzamiento del Ariane 5 el 7 de septiembre de 2022 fue noticia por la órbita del satélite de telecomunicaciones más alto de Europa, pero el Misión VA258 también se destaca por su trayectoria, uno de los ejemplos más extremos hasta ahora volados de un camino súper eficiente hacia la órbita geoestacionaria (GEO).
Al entregar su carga útil a una órbita altamente elíptica con una altitud máxima muy alta (60 800 km) y una inclinación desde el ecuador de solo 3,5°, Ariane 5 dejó a la nave espacial Konnect VHTS de Eutelsat con relativamente poco trabajo por hacer para alcanzar su órbita operativa: un trayectoria circular sin rodeos sobre el ecuador a casi 36 000 km.
Los satélites de telecomunicaciones vuelan a GEO porque a esa altura tardan 24 horas en orbitar. Desde la perspectiva de las antenas terrestres que envían y reciben señales, están estacionarias en el cielo.
Llegar a GEO es un viaje de dos pasos. Ariane 5 suele lanzar satélites como Konnect VHTS en una órbita de transferencia geoestacionaria, o GTO, una trayectoria elíptica con su punto más alto, o apogeo, en la altitud GEO y una inclinación desde el ecuador de unos 6°. A partir de ahí, un satélite utiliza sus propios propulsores y combustible para circularizar gradualmente su órbita y reducir su inclinación a 0°.
Pero la llamada órbita de transferencia supersincrónica (SSTO) elegida para VA258 es un punto de partida más eficiente.
Daniel de Chambure, jefe de la oficina de Kourou de la ESA en el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa, explica que un satélite en SSTO tarda más en llegar a GEO después del lanzamiento, pero quema menos combustible para llegar allí.
“Ahorrar ese combustible extiende la vida útil del satélite en gran medida”, dice de Chambure.
Dos factores hicieron posible lanzar Konnect VHTS a SSTO, a pesar de su gran masa de más de 6,5 toneladas.
En primer lugar, mientras que muchas misiones llevan dos o más naves espaciales a la órbita, el VA258 era un vuelo con una sola carga útil, con toda la energía de lanzamiento del Ariane 5 disponible para llevar a Konnect VHTS a un apogeo inusualmente alto.
En segundo lugar, el puerto espacial de Europa se encuentra muy cerca del ecuador, lo que corresponde aproximadamente a la inclinación de 3,5° elegida para VA258. Para que un satélite cambie la inclinación de su órbita se necesita una gran cantidad de energía, por lo que lanzarlo desde la Guayana Francesa siempre es una ventaja cuando el objetivo es alcanzar la inclinación de 0° de GEO.
En el caso del VA258, Ariane 5 pudo realizar aproximadamente la mitad del trabajo necesario para reducir la inclinación de Konnect VHTS de los 6° típicos de un lanzamiento GTO. Por lo tanto, Konnect VHTS disfrutó de la ventaja geográfica natural de Ariane 5 y de una reserva inusualmente grande de energía de sus motores de cohetes.
Arnaud Boutonnet, analista de misiones en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA en Darmstadt, Alemania, dice que el beneficio de eficiencia de partir de un alto apogeo es particularmente significativo para naves espaciales modernas como Konnect VHTS, que están equipadas con propulsores eléctricos en lugar de los tradicionales cohetes de combustible líquido. .
Una nave espacial tradicional obtiene un gran impulso de los encendidos breves, en el apogeo, de su motor de cohete a bordo. Este alto empuje significa que podría tomar tres o cuatro órbitas para pasar de GTO a GEO.
Por el contrario, dice Boutonnet, la propulsión eléctrica proporciona un empuje muy pequeño y una nave espacial de este tipo podría necesitar unas 100 órbitas para alcanzar su órbita GEO final. Sin embargo, subraya, en energía es “muy barato” corregir la inclinación desde una órbita alta.
Por lo tanto, un lanzamiento a SSTO es una buena opción cuando la combinación de la potencia del cohete, la masa de la nave espacial y la geografía del sitio de lanzamiento lo permiten. En el caso del VA258, dice Boutonnet, el vuelo óptimo resultó estar en un apogeo alto, con Ariane 5 y Konnect VHTS cada uno haciendo aproximadamente la mitad del trabajo para llevar la inclinación final a 0°.
La fase final del vuelo también es destacable. Después de liberar el satélite, aproximadamente a 1 225 km en el caso del VA258, la etapa superior del Ariane 5 lo sigue a una distancia segura con anterioridad a iniciar una maniobra de «fin de vida», vaciando sus tanques de hidrógeno y oxígeno a través del motor y los propulsores, y luego transportando realizar una pasivación completa del tanque, para iniciar un lento descenso hacia la destrucción en la atmósfera.
Esta espiral de la muerte lleva de 10 a 20 años, pero asegura que el escenario no se convierta en basura espacial después de completar su misión.
Para obtener una guía más completa sobre los tipos de órbita, haga clic en aquí
