Lanzamiento de despedida del Antares 230+ que lleva al SS Laurel Clark a la ISS

Dec 27, 2023

El vuelo final del vehículo de lanzamiento Antares 230+, que marca el final de la carrera de la serie de cohetes Antares 200 de Northrop Grumman, despegó el martes con la misión NG-19 en virtud del contrato de carga de Servicios de Reabastecimiento Comercial para abastecer a la Estación Espacial Internacional.

El vuelo NG-19 de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS) se lanzó desde LP-0A en el Puerto Espacial Regional del Atlántico Medio (MARS) en Wallops Island, Virginia, a las 8:31 p.m.EDT (00:31 UTC del miércoles). Siguiendo una trayectoria hacia el sureste, Antares puso en órbita la nave de carga Cygnus. Siguiendo la tradición de nombrar la nave espacial Cygnus, el vehículo que voló en la misión NG-19 se llama SS Laurel Clark en honor a uno de los astronautas perdido a bordo del transbordador espacial Columbia cuando se desintegró durante el reingreso en febrero de 2003.

El SS Laurel Clark llevaba más de 3.700 kilogramos de carga con destino a la Estación Espacial Internacional. Antares lo colocó en una órbita terrestre baja inicial de 165 por 309 kilómetros, inclinada 51,64 grados con respecto al ecuador. Desde allí, la nave espacial Cygnus maniobrará para establecer un encuentro con la ISS, y llegará poco más de dos días después del despegue. A su llegada, será capturado utilizando el brazo robótico Canadarm2 de la estación y atracado en el puerto orientado hacia la Tierra del módulo Unity.

La captura del SS Laurel Clark está prevista actualmente para las 09:55 UTC del viernes. Se espera que el atraque en el módulo Unity se produzca unas dos horas después de la captura. El astronauta Woody Hoburg operará el Canadarm2, con Frank Rubio como respaldo.

Cygnus lleva una serie de experimentos científicos a la Estación. Entre ellos se encuentra un experimento de terapia génica conocido como Neuronix que puede formar cultivos de células neuronales tridimensionales en microgravedad. Las terapias neuronales específicas que pueden tratar enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson pueden ser posibles gracias a la investigación realizada.

La sonda Langmuir de agujas múltiples está diseñada para estudiar la ionosfera. La ISS orbita cerca de la región de máxima densidad de plasma de la ionosfera y este experimento puede medir pequeñas estructuras de plasma. Estas estructuras pueden afectar la precisión de sistemas como la navegación por satélite.

Células neuronales 3D cultivadas en microgravedad. (Crédito: Axonis Therapeutics, Inc.)

También hay un nuevo sistema de agua a bordo del Cygnus que se probará a bordo de la Estación. El sistema Exploration PWD utiliza métodos avanzados de desinfección del agua y reducción del crecimiento microbiano, y también puede producir agua caliente. Puede ser comandado desde tierra y puede recopilar datos, telemetría y autodiagnóstico.

SS Laurel Clark también lleva una tarjeta de memoria encargada por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) que contiene arte y poesía de más de 13.000 estudiantes en 74 escuelas. Este proyecto se conoce como Ensayo I-Space.

Una vez atracado en la estación, Cygnus puede permanecer conectado hasta por 100 días. El SS Laurel Clark, al igual que sus predecesores, también puede volar de forma autónoma en vuelo libre durante un máximo de 30 días. Después de abandonar la Estación, SS Laurel Clark llevará a cabo el último de una serie de experimentos de seguridad contra incendios en el espacio y desplegará varios CubeSats antes de volver a ingresar a la atmósfera.

El experimento SAFFIRE-V mostrado durante el funcionamiento. (Crédito: Centro de Investigación Glenn de la NASA)

El experimento SAFFIRE VI es el último de una serie que ya ha cambiado nuestra comprensión de la inflamabilidad de los materiales en entornos de baja gravedad. Estos experimentos han evaluado la inflamabilidad de materiales a diferentes niveles de oxígeno, los sistemas de detección y monitorización de incendios y la limpieza posterior al incendio. La serie SAFFIRE ha demostrado que la inhalación de humo es el peligro más inmediato para la tripulación, similar a los incendios en la Tierra.

El CubeSat DUPLEX (Experimento de doble propulsión) 6U se desplegará desde Cygnus después de desembarcar de la ISS, en una órbita circular de aproximadamente 470 kilómetros. Este CubeSat probará durante su vuelo dos sistemas de propulsión de fibra de polímero y un nuevo sistema de sensores. CU Aerospace de Champaign, Illinois, recibió el premio de asociación Tipping Point de la NASA por desarrollar esta nave espacial.

También figuran como volando en esta misión dos satélites del Programa Virginia Space CubeSat (VSCP), VSCP-1A y VSCP-1B, que son CubeSats 3U. Estos satélites, desarrollados por la Universidad Old Dominion y Virginia Tech, respectivamente, se desplegarán en una órbita terrestre baja de 170 por 260 kilómetros.

Entre ellos, estos satélites volarán una sonda de impedancia, un sensor multiespectral, una estructura compuesta desplegable y un experimento de exposición de memoria. El satélite Old Dominion, desarrollado con la Academia de la Guardia Costera de EE. UU. como socio, también se conoce como SeaLion, mientras que el satélite Virginia Tech también se conoce como Ut ProSat-1.

Cygnus reingresa a la atmósfera al final de una misión anterior (Crédito: NASA)

Una vez que el SS Laurel Clark termine con sus despliegues y experimentos, finalizará su misión con un reingreso destructivo a la atmósfera de la Tierra. Esto se llevará a cabo sobre un corredor en el Océano Pacífico alejado de las rutas marítimas. Antes de desembarcar, la basura de la ISS se habrá cargado en la nave espacial para su eliminación cuando vuelva a entrar.

A lo largo de su carrera, la nave espacial Cygnus ha eliminado alrededor de 41.276 kilogramos (91.000 libras) de basura durante sus destructivas reentradas. Cygnus también ha transportado alrededor de 58.967 kilogramos (130.000 libras) de carga a la Estación durante casi una década de vuelos.

El vehículo de lanzamiento Antares ha pasado por varias iteraciones. Todas estas variantes, comenzando por el Antares 110, han sido propulsadas por una primera etapa construida en Ucrania con motores de fabricación rusa y una segunda etapa que utiliza un motor Castor serie 30 de combustible sólido fabricado por lo que ahora es la división de sistemas de propulsión de Northrop Grumman. .

Los Antares 110 y 120 completaron dos vuelos exitosos cada uno, a partir de abril de 2013, propulsados ​​por motores NK-33 importados de Rusia y reelaborados por Aerojet Rocketdyne como AJ-26. Dos de estos motores se instalaron en una primera etapa construida por Yuzhmash –ahora conocida como Pivdenmash– con sede en Dnipro, Ucrania, que también fabricó el cohete Zenit.

Antares 130 falló durante su único vuelo, la misión Orb-3 en octubre de 2014. (Crédito: NASA)

El quinto lanzamiento de Antares, con la misión CRS Orb-3, marcó el primer vuelo del cohete Antares 130. Estas primeras misiones tenían designaciones que comenzaban con "Orb" para el desarrollador original de Antares y Cygnus, Orbital Sciences Corporation. Esto se cambió a OA después de que la compañía se convirtiera en Orbital ATK luego de una fusión en 2015, y NG después de que Northrop Grumman la comprara en 2018.

La segunda etapa del Antares 130 fue una versión mejorada de la etapa superior Castor 30 conocida como Castor 30XL. Esta configuración sólo se utilizó para la misión Orb-3.

Se suponía que la nave espacial Orb-3 Cygnus, SS Deke Slayton, transportaría 2.215 kilogramos de carga hasta la ISS, pero uno de los motores de primera etapa AJ-26 del cohete Antares sufrió una falla grave en la turbobomba 15 segundos después del despegue. El daño resultante provocó que los motores se apagaran y Antares cayera hacia la plataforma de lanzamiento antes de explotar después de que se activara el sistema de terminación de vuelo.

El motor AJ-26 se retiró después de la falla, y se encargaron motores RD-181, que también usan queroseno y oxígeno líquido, a la NPO Energomash de Rusia para la serie Antares 230 que comenzó a volar en octubre de 2016. El Antares 230 realizó cinco vuelos exitosos antes El actual Antares 230+ hizo su debut en noviembre de 2019 en la misión NG-12.

El Antares 230+, que hasta la fecha ha realizado siete vuelos exitosos, fue desarrollado para cumplir los compromisos de Northrop Grumman en virtud del contrato CRS-2, que comenzó con la misión NG-12. Esta versión del cohete presenta mejoras estructurales en las bahías entre tanques y delanteras, lo que le permite transportar hasta 8.000 kilogramos de carga útil a la órbita terrestre baja.

Las tripulaciones prueban operaciones de carga tardía en el vehículo Pathfinder Antares; observe la estructura gris del tanque del vehículo. (Crédito: Northrop Grumman)

La nave espacial Cygnus también dispone de capacidad de carga tardía a través de un cono de nariz "pop top" y una instalación de procesamiento de carga útil móvil. Esto se demostró por primera vez en el último vuelo original de CRS y Antares 230, NG-11, en la primavera de 2019, y es una capacidad clave para las misiones CRS-2.

La invasión rusa de Ucrania, que comenzó en febrero de 2022, puso en peligro la cadena de suministro del Antares 230+. Las sanciones han impedido la compra de nuevos motores de Rusia y la fábrica de Pivdenmash en Dnipro ha sido atacada por fuerzas rusas. Por lo tanto, Northrop Grumman ha decidido retirar el actual vehículo Antares después de construir los cohetes finales con los suministros disponibles.

Northrop Grumman ha llegado a un acuerdo con Firefly Aerospace para producir la primera etapa de la serie Antares 330. El Antares 330, cuyo primer vuelo se espera para mediados de 2025, utilizará siete de los motores Miranda de Firefly, que, como el AJ-26 y el RD-181, utilizan queroseno y oxígeno líquido como propulsores.

El Antares 330, diseñado para utilizar las mismas instalaciones de lanzamiento en Wallops que las versiones originales de Antares, se lanzará con 7.200 kilonewtons de empuje, un aumento sustancial con respecto a los 3.844 kilonewtons del Antares 230+. Como resultado, el Antares 330 será capaz de transportar cargas útiles más pesadas que los vehículos Antares anteriores. Al igual que la serie Antares 230, conservará el escenario superior Castor 30XL.

Una nave espacial Cygnus en una misión anterior capturada con el brazo robótico Canadarm2. (Crédito: NASA)

La propia nave espacial Cygnus también ha experimentado una evolución en su capacidad. La nave espacial, que consta de un módulo de carga presurizada (PCM) construido por Thales Alenia Space de Italia, y un módulo de servicio (SM) construido por Northrop Grumman, puede transportar actualmente hasta 3.750 kilogramos de carga a la ISS. Desde su introducción, Cygnus también ha adquirido la capacidad de reactivar la órbita de la Estación. Esta capacidad fue demostrada por primera vez por los SS Piers Sellers durante la misión NG-17 en junio de 2022.

El PCM se voló por primera vez como una versión "estándar" en los primeros cuatro vuelos de Cygnus, incluida la fallida misión Orb-3. El Standard Cygnus PCM tenía un volumen interno de 18 metros cúbicos y era capaz de transportar hasta 2.000 kilogramos a la ISS. El PCM Cygnus mejorado, introducido en la quinta misión, OA-4, tiene un volumen interno de 27 metros cúbicos y puede transportar más de 3.200 kilogramos a la ISS cuando se lanza a bordo de Antares.

El Cygnus SM mejorado utiliza paneles solares circulares más ligeros, que se despliegan como un ventilador, en lugar de los paneles rectangulares del Cygnus SM estándar. Estos pueden producir tanta energía (hasta 3,5 kilovatios) como los paneles solares originales con una masa menor. Durante la misión NG-18 el año pasado, Cygnus demostró la capacidad de funcionar con un solo panel solar después de que su segundo panel no se desplegara.

La nave espacial Cygnus NG-18 atracada en la ISS. Tenga en cuenta el panel solar no desplegado. (Crédito: NASA)

NG-18, el SS Sally Ride, lanzado el 7 de noviembre de 2022. Durante un evento de puesta en escena, el material de la manta acústica del interior del carenado atascó uno de los mecanismos de despliegue de los paneles solares. La nave espacial Cygnus pudo completar su encuentro y atraque en la ISS solo en el conjunto restante, y se realizaron cambios para evitar que se repita en NG-19.

Cygnus también es capaz de volar en vehículos de lanzamiento además del Antares, lo que resultó útil cuando Antares quedó en tierra después de la falla del Orb-3 en octubre de 2014. Orbital Sciences contrató a United Launch Alliance (ULA) para volar dos naves espaciales Cygnus a bordo de su cohete Atlas V en 2015 y 2016. Estas misiones fueron las primeras en volar el Cygnus mejorado, que ha volado todas las misiones Cygnus desde entonces, ya que el Cygnus estándar está retirado. .

Impresión artística del módulo HALO adjunto al Lunar Gateway. (Crédito: Northrop Grumman)

Después del NG-19, Northrop Grumman firmó un contrato con SpaceX para tres vuelos Cygnus en su cohete Falcon 9 mientras el Antares 330 está en desarrollo. El Cygnus mejorado también forma la base del módulo Habitation and Logistics Outpost (HALO) para Lunar Gateway, cuyo ensamblaje está previsto que comience en la órbita lunar a finales de esta década.

(Imagen principal: El vehículo de lanzamiento Antares 230+ despega de LP-0A en el puerto espacial regional del Atlántico Medio en la isla Wallops. Crédito: Max Evans)