Estrella (etapa de cohete)
El Star es una familia de motores de cohetes de propulsante sólido de EE. UU. Desarrollados originalmente por Thiokol y utilizados por muchas etapas de propulsión espacial y vehículos de lanzamiento . Se utilizan casi exclusivamente como etapa superior, a menudo como motor de impulso de apogeo .
Estrella 24
El Star 24 (TE-M-640) es un motor de arranque de apogeo de combustible sólido , calificado por primera vez en 1973. [1] Quema un 86% de sólidos de polibutadieno terminado en carboxilo (CTPB) . [1] [2]
- Familia Thiokol Star-24 [1]
| Nombre (Thiokol #) | Masa (kilogramo) | Prop. Fractura de masa . | Apuntalar. | Caja | Empuje, vac. (kN) | Diablillo. | Quema (s) | Diam. (metro) | Longitud (m) | Observación | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Total | Vacío | Apuntalar. | Especificaciones. , Yo sp (s) | Nene. (kNs) | |||||||||
| Estrella-24 (TE-M-640) | 218,2 | 18.33 | 199,9 | 0,92 | Sólido | Titanio | ? | 282,9 | 560,5 | 29,6 | 0,62 | 1.03 | |
| Estrella-24C (TE-M-640-4) | 239,3 | 19,73 | 219,5 | 0,92 | Sólido | Titanio | ? | 282,3 | 613,9 | 28,0 | 0,62 | 1.07 | |
Estrella 27
 Un motor de patada Star-27 con boquilla para IBEX | |
| País de origen | Estados Unidos |
|---|---|
| Motor de combustible sólido |
El Star 27 es un motor de patada de apogeo sólido, y el 27 representa el diámetro aproximado del escenario en pulgadas. [3] Quema combustible HTPB con una tasa de erosión promedio de 0,0011 pulgadas por segundo. [4] [3] Cuando se utilizan en el cohete de lanzamiento aéreo Pegasus, las cargas útiles son capaces de dejar la órbita terrestre. [3]
Una versión del Star 27, designada Star 27H, [5] se utilizó en el lanzamiento de la nave espacial IBEX . [6] La nave espacial tenía una masa de 105 kg por sí misma y junto con su motor Star 27, 462 kg. [6] La Estrella 27H le ayudó a llegar a una órbita más alta, más allá de la magnetosfera de la Tierra. [6]
Estrella 37
 TE-M-364 | |
| País de origen | Estados Unidos |
|---|---|
| Fecha | 1963-presente |
| Solicitud | Etapa superior / propulsión de naves espaciales |
| Predecesor | Estrella 27 |
| Sucesor | Estrella 48 |
| Estado | Activo |
| Motor de combustible sólido | |
| Configuración | |
| Cámara | 1 |
| Rendimiento | |
| Empuje (vac.) | 33.600 kN (7.554 libras · pie) |
| Yo sp (vac.) | (161,512 N • s / kg) |
| Dimensiones | |
| Largo | 2,27 m (7,44 pies) |
| Diámetro | 0,66 m (2,16 pies) |
| Peso en seco | 113 kg (249 libras) |
| Utilizada en | |
| Thor (familia de cohetes) , Delta (familia de cohetes) , etapa superior | |
El Star 37 se usó por primera vez como motor para la etapa superior Thor-Burner en 1965. El Burner I usó el motor Thiokol FW-4 (TE 364-1) y el Burner 2 usó el Thiokol (TE-M-364-2 ). [7]
La designación "-37" se refiere al diámetro aproximado de la carcasa de combustible en pulgadas; Thiokol también había fabricado otros motores como el Star-40 y el Star 48 . Internamente, la designación de Thiokol era TE-M-364 para las primeras versiones, TE-M-714 para las posteriores y TE-M-783 para un modelo HTPB especial utilizado para los lanzamientos de FLTSATCOM.
Los subtipos reciben uno o más sufijos de letras después del número de diámetro, o un número final (es decir, "-2") después de la designación interna. Como era de esperar, el prefijo "T" significa Thiokol, y la siguiente letra se refiere a la división de la empresa que desarrolló el motor cohete. En este caso, "M" se refiere a Magna, División UT. "E" se refiere a la división de Elkton, MD.
El motor cohete Star 37FM fue desarrollado y calificado para su uso como motor de impulso de apogeo en FLTSATCOM. El motor es un reemplazo del Star 37E Delta, que ha sido descontinuado. El conjunto de la boquilla utiliza una garganta de carbono-carbono 3D y un cono de salida de carbono-fenólico. El peso máximo del propulsor es de 2350 libras, mientras que el motor ha sido calificado para descarga de propulsor a 2257 libras.
El motor cohete Star 37XFP ha sido calificado como motor de inserción orbital para el satélite de posicionamiento global (GPS) de Rockwell International (ahora Boeing), y como motor de apogeo para el satélite RCA SATCOM Ku-Band. El motor Star 37XFP se puede utilizar como reemplazo del motor Star 37F, que ha sido descontinuado.
Una versión estabilizada de giro o de vector de empuje de Star 37 se utiliza como la etapa final del vehículo de lanzamiento Minotaur V. [8] [9]
Los módulos de propulsión Pioneer 10 y 11 y Voyager 1 y 2 utilizaron motores Star 37E.
| Nombre (Thiokol #) | Masa (kilogramo) | Prop. Fractura de masa . | Apuntalar. | Caja | Empuje, vac. (kN) | Diablillo. | Quema (s) | Diam. (metro) | Longitud (m) | Observación | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Total | Vacío | Apuntalar. | Especificaciones. , Yo sp (s) | Nene. (kNs) | |||||||||
| Estrella-37 (TE-M-364-1) | 621,2 | 62,7 | 558,4 | 0,899 | Sólido | ? | 43,50 | 260,0 | 1584,46 | 42 | 0,93 | 0,80 | |
| Estrella-37B (TE-M-364-2) | 718,4 | 64,7 | 653,7 | 0,910 | Sólido | ? | ? | 291.0 | 1858,91 | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37C (TE-M-364-18) | 1047,5 | 82,8 | 964,7 | 0,921 | Sólido | ? | ? | 285,5 | 2707.19 | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37D (TE-M-364-3) | 718,4 | 64,7 | 653,7 | 0,910 | Sólido | ? | ? | 266.0 | 1858,91 | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37E (TE-M-364-4) | 1122.7 | 83,1 | 1039,6 | 0,926 | Sólido | ? | ? | 283,6 | 2910.03 | ? | 0,93 | ? | Interrumpido |
| Estrella-37F (TE-M-364-19) | 934,1 | 67,3 | 866,8 | 0,928 | Sólido | ? | ? | 286.0 | 2444.46 | ? | 0,93 | ? | Interrumpido |
| Estrella-37FM (TE-M-783) | 1147,4 | 81,5 | 1065,9 | 0,929 | HTPB | Titanio | 47,26 | 289,8 | 3051.35 | 63 | 0,93 | 1,69 | Desarrollado y calificado para su uso como motor de impulso de apogeo en FLTSATCOM |
| Estrella-37G (TE-M-364-11) | 1152,4 | 86,4 | 1065,9 | 0,925 | Sólido | ? | ? | 289,9 | 2988,36 | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37N (TE-M-364-14) | 622,9 | 63,5 | 559,3 | 0,898 | Sólido | ? | ? | 290,0 | 1590.24 | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37S (TE-M-364-15) | 711,4 | 53,4 | 658,0 | 0,925 | Sólido | ? | ? | 287,3 | 1872.43 | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37X (TE-M-714-1) | 1150.0 | 82,8 | 1067.2 | 0,928 | Sólido | Titanio | 51,10 | 295,6 | 3047.69 | 60 | 0,93 | ? | |
| Estrella-37XE (TE-M-714-4) | ? | ? | ? | ? | Sólido | Titanio | ? | ? | ? | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37XF (TE-M-714-6) | 953.2 | 67,7 | 885,4 | 0,929 | Sólido | Titanio | ? | 290,0 | 2542.03 | ? | 0,93 | ? | |
| Estrella-37XF (TE-M-714-8) | 882,5 | 67,1 | 815,4 | 0,924 | Sólido | Titanio | ? | 291,1 | 2342,74 | ? | 0,93 | ? | |
| Star-37XFP (TE-M-714-17 / 18) | 955,3 | 71,7 | 883,6 | 0,925 | HTPB | Titanio | 38.03 | 290,0 | 2537.49 | 67 | 0,93 | 1,50 | Calificado como motor de inserción orbital para el satélite de posicionamiento global (GPS) de Boeing y como motor de apogeo para el satélite de banda Ku RCA SATCOM. |
| Estrella-37Y (TE-M-714-2) | 1152.1 | 80,6 | 1071,4 | 0,930 | Sólido | Titanio | ? | 297.0 | 3118.20 | ? | 0,93 | ? | |
Estrella 48
Motor cohete Star-48B | |
| País de origen | Estados Unidos |
|---|---|
| Fecha | 1982 - presente |
| Fabricante | Tiokol |
| Predecesor | Estrella 37 |
| Motor de combustible sólido |
El Star 48 es un tipo de motor cohete sólido desarrollado principalmente por Thiokol Propulsion , que fue comprado por Orbital ATK en 2001. [10] En 2018, Orbital ATK a su vez fue adquirido por Northrop Grumman .
La designación "48" se refiere al diámetro aproximado de la carcasa de combustible en pulgadas; Thiokol también había fabricado otros motores como el Star 37 y el Star 30. Internamente, la designación de Thiokol era TE-M-711 para las primeras versiones y TE-M-799 para las posteriores. Los subtipos reciben uno o más sufijos de letras después del número de diámetro, o un número final (es decir, "-2") después de la designación interna. El prefijo "T" significa Thiokol, y la siguiente letra se refiere a la división de la empresa que desarrolló el motor cohete. En este caso, "E" se refiere a la división de Elkton, MD y la "M" significa motor.
El uso más común del Star 48 fue como la etapa final de los vehículos de lanzamiento Delta II . Otros lanzadores también han incorporado el motor, pero con menor frecuencia. En tal uso, la etapa completa (motor más accesorios) se conoce como módulo de asistencia de carga útil (PAM), ya que el transbordador solo podía llevar satélites a la órbita terrestre baja . Debido a que la órbita geoestacionaria es mucho más lucrativa, se necesitaba la etapa adicional para el tramo final del viaje. En tales misiones, el escenario se estabiliza por giro . Una plataforma giratoria, montada en la bahía de carga útil del transbordador o encima de la etapa Delta anterior, hizo girar el PAM y la carga útil a aproximadamente 60 rpm antes de su lanzamiento.
Por lo general, después del agotamiento del motor y justo antes del lanzamiento del satélite, el giro se cancela utilizando una técnica de yo-yo de-spin .
Hay disponible una versión de vector de empuje no giratorio del Star 48 ("Star 48BV"), pero mucho menos común. Un Star 48 con vector de empuje es la etapa final del vehículo de lanzamiento Minotaur IV + .
Un motor Star 48 utilizado en la tercera etapa de la sonda New Horizons fue la primera parte de la misión New Horizons en llegar a Júpiter , cruzando la órbita de Plutón en 2015 a una distancia de 200 millones de kilómetros. [11]
Un módulo de asistencia de carga útil Star 48 que se había utilizado para lanzar un satélite GPS en 1993 se estrelló en el desierto de Arabia Saudita en enero de 2001, después de que su órbita decayera. La unidad no se quemó al reingresar y se identificó positivamente en el suelo. [12]
En 2013 se probó un Star 48GXV para la misión Parker Solar Probe como etapa superior en un vehículo Atlas V 551, [13] pero el desarrollo fue cancelado, a favor de una combinación Delta IV Heavy / Star 48BV. [14]
Desarrollo relacionado
Etapas superiores del quemador
Las etapas de cohetes Burner y Burner 2 se han utilizado como etapas superiores de vehículos de lanzamiento como el Thor y Delta desde 1965. Burner II fue una etapa superior de vehículo de lanzamiento desarrollado por Boeing para la División de Sistemas Espaciales de la Fuerza Aérea. Fue la primera etapa superior de combustible sólido con control total y capacidad de guía desarrollada para aplicaciones espaciales generales.
En marzo de 1964, la oficina del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa aprobó planes para desarrollar un vehículo de lanzamiento Thor Burner 2 más potente. El quemador 2 utilizó un motor Thiokol Star 37B (TE-M-364-2). La estrella 37, de la que se derivó la estrella 37B, se había desarrollado originalmente para servir como el retrocohete de aterrizaje lunar Surveyor. El Star 37B pesó 718 kg cargado y produjo alrededor de 4,59 toneladas de empuje durante 42 segundos. La etapa Burner 2 fue equipada con un control de 3 ejes por Boeing, lo que le permitió deslizarse sin estabilización de giro después de separarse de Thor. [15]
Burner II fue un vehículo de lanzamiento de etapa superior desarrollado por Boeing para la División de Sistemas Espaciales de la Fuerza Aérea. Fue la primera etapa superior de combustible sólido con control total y capacidad de guía desarrollada para aplicaciones espaciales generales. Burner II fue diseñado para usarse con el propulsor Thor, pero se adaptó fácilmente para su uso en la gama completa de vehículos de lanzamiento estándar. Su tarea general era colocar en órbita cargas útiles de tamaño pequeño y mediano. El motor Burner II, el sistema de guía y el sistema de control de reacción se integraron para proporcionar estabilidad de actitud y control preciso de la velocidad de vuelo y la velocidad de quemado para misiones de inyección orbital y escape terrestre. Boeing había entregado 8 vehículos de vuelo bajo su contrato original. Bajo los términos de un contrato de seguimiento, construyó 6 modelos de vuelo adicionales.
Además de su uso en los cohetes de la familia Delta, las etapas Burner 2 / Star 37 se han utilizado tanto en los cohetes Atlas como en los Titan . [dieciséis]
Etapa de cohete de propulsante sólido. Masa cargada / vacía 774/116 kg. Empuje 43,55 kN. Impulso específico de vacío 285 segundos. Motor de cohete sólido Thiokol. 43,5 kN. Impulso total 161,512 kgf s. Fracción de masa del propulsor del motor 0,899. Isp = 260 s. Primer vuelo 1963. Empuje (sl): 33.600 kN (7.554 lbf). Empuje (sl): 3.428 kgf.
Masa bruta: 621 kg (1369 lb). Masa sin combustible: 63 kg (138 lb). Altura: 0,84 m (2,75 pies). Diámetro: 0,66 m (2,16 pies). Empuje: 43,50 kN (9779 lbf). Impulso específico: 260 s. Impulso específico al nivel del mar: 220 s. Tiempo de combustión: 42 s. Número: 180
Referencias
- ^ a b c Catálogo de productos de propulsión ATK orbital (octubre de 2016) - Página 84-85
- ^ CECarr II y DWWalstrum - Propulsión de cohetes sólidos para aplicaciones de satélites pequeños, presentado en la tercera conferencia anual de la Universidad Estatal de Utah / AIAA sobre satélites pequeños, Universidad Estatal de Utah, Logan, Utah (26-28 de septiembre de 1989) - Página 9
- ↑ a b c David Darling (2003). El libro completo de los vuelos espaciales: del Apolo 1 a la gravedad cero . Wiley. págs. 317 –318. ISBN 978-0-471-46771-7.
- ^ George P. Sutton; Oscar Biblarz (2011). Elementos de propulsión de cohetes . Wiley. pag. 592. ISBN 978-1-118-17461-6.
- ^ "Les lanceurs Pegasus" . www.capcomespace.net . Consultado el 12 de febrero de 2017 .
- ^ a b c IBEX
- ^ http://www.globalsecurity.org/space/systems/thor.htm Seguridad global
- ^ "Minotauro V de Orbital lanza la misión LADEE a la Luna | NASASpaceFlight.com" . www.nasaspaceflight.com . Consultado el 12 de febrero de 2017 .
- ^ Kyle, Ed. "Informe de lanzamiento espacial ... Hoja de datos de Minotauro" . www.spacelaunchreport.com . Consultado el 12 de febrero de 2017 .
- ^ Catálogo de productos de propulsión espacial ATK (PDF) . ATK. 2012. págs. 99 y siguientes . Consultado el 6 de junio de 2013 .
- ^ Potenciador abandonado para vencer a Plutón Probe a Júpiter
- ^ "Caídas de escombros de PAM-D en Arabia Saudita" (PDF) . The Orbital Debris Quarterly News . Centro Espacial Johnson de la NASA . 6 (2): 1. Abril de 2001. Archivado desde el original (PDF) el 28 de julio de 2004.
- ^ ATK y la NASA demuestran con éxito un nuevo motor de cohete para la misión Solar Probe Plus
- ^ "ATK orbital para aumentar el cohete ULA para el lanzamiento de la sonda solar de la NASA" . ExecutiveBiz . Consultado el 12 de febrero de 2017 .
- ^ http://www.spacelaunchreport.com/thorh6.html Thor H6, Informe de lanzamiento espacial
- ^ "Estrella 37" . Enciclopedia Astronautica . Archivado desde el original el 16 de octubre de 2008.
- Motores Star 37
enlaces externos
- Astronautix - Estrella 27
- Fundamentos de cohetes de propulsante sólido (páginas 417-418)
- Etapas de cohetes
- Cohetes de combustible sólido
- Alliant Techsystems
