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Este artículo trata sobre el futuro vehículo de lanzamiento Vulcan Centaur de EE. UU. No debe confundirse con el vehículo de lanzamiento conceptual ruso Vulkan-Hercules o el motor cohete europeo Vulcain . Para otros usos, consulte Vulcan .

Centauro vulcano
Vulcan logo.svg
ULA Vulcan.png
Configuración de Vulcan a partir de 2015 con Centaur de menos de 5,4 m
FunciónVehículo de lanzamiento , reutilización parcial prevista
FabricanteAlianza de lanzamiento unida
País de origenEstados Unidos
Costo por lanzamientoAprox. US $ 82-200 millones (Vulcan Centaur Heavy) [1] [2]
Tamaño
Altura61,6 metros (202 pies) [3]
Diámetro5,4 metros (18 pies) [4]
Masa546,700 kilogramos (1,205,300 lb)
Etapas2 y 0–6 refuerzos
Capacidad
Carga útil a la órbita terrestre baja (28,7 °)
Masa27.200 kg (60.000 libras), [5] Vulcan Centaur Heavy
Carga útil a la órbita de transferencia geoestacionaria (27,0 °)
Masa14,400 kg (31,700 lb), [5] Vulcan Centaur Heavy
Carga útil a la órbita geoestacionaria
Masa7.200 kg (15.900 libras), [5] Vulcan Centaur Heavy
Carga útil a inyección translunar
Masa12,100 kg (26,700 lb), [5] Vulcan Centaur Heavy
Historial de lanzamiento
EstadoEn construcción
Sitios de lanzamiento
Primer vueloCuarto trimestre de 2021 (previsto) [7]
Impulsores
No impulsores0–6 [8]
MotorGEM-63XL [9]
Empuje2.201,7 kilonewtons (495.000 libras f )
CombustibleHTPB
Primera etapa
Diámetro5,4 metros (18 pies)
Motores2 × BE-4
Empuje4.900 kilonewtons (1.100.000 libras f )
CombustibleCH 4 / LOX
Segunda etapa - Centaur V
Diámetro5,4 metros (18 pies)
Motores2 × RL-10 [10]
Empuje212 kilonewtons (48,000 lb f ) [11]
Impulso específico448,5 segundos (4,398 km / s)
CombustibleLH 2 / LOX

Vulcan Centaur es un -dos etapas y la órbita terrestre , vehículo de lanzamiento de carga pesada que está siendo desarrollado por la United Launch Alliance (ULA) desde 2014 con un vuelo inicial se espera en 2021. Está diseñado principalmente para satisfacer las demandas de lanzamiento del del gobierno estadounidense de Seguridad nacional de Lanzamiento Espacial de programa (NSSL) para su uso por las Fuerza Espacial de los Estados Unidos las agencias de inteligencia de Estados Unidos y para el lanzamiento de satélites de seguridad nacional.

El vuelo inaugural, planeado para fines de 2021, está programado para lanzar el módulo de aterrizaje lunar Peregrine de Astrobotic Technology . [12]

Descripción [ editar ]

Vulcan es el primer diseño de vehículo de lanzamiento de ULA; adapta y desarrolla tecnologías que fueron desarrolladas para los cohetes Atlas V y Delta IV del programa EELV de la USAF . Los tanques de propulsor de la primera etapa tienen el mismo diámetro que el Delta IV Common Booster Core, pero contendrán metano líquido y propulsores de oxígeno líquido en lugar del hidrógeno líquido y el oxígeno líquido del Delta IV . [13]

La etapa superior de Vulcan es el Centaur V , una variante mejorada del Centauro común , la primera etapa superior de alta energía del mundo [ cita requerida ] la variante Centaur III . A partir de 2021 , el Centaur V se utiliza en el Atlas V. El RL-10CX, una versión del motor RL-10 con una extensión de boquilla, se utilizará en el Vulcan Centaur Heavy. ULA vuela el Centaur en una configuración de un solo motor o de dos motores, lo que genera una capacidad adicional para satisfacer las demandas de lanzamiento. Planes anteriores, en los que el Centaur V eventualmente se actualizaría con la tecnología Integrated Vehicle Fluids para convertirse en la etapa avanzada criogénica evolucionada.(ACES), fueron cancelados en 2020. [14] Vulcan está destinado a someterse al proceso de certificación de calificación humana para permitir el lanzamiento de naves tripuladas como el Boeing CST-100 Starliner o una versión futura del avión espacial Sierra Nevada Dream Chaser . [3] [15] [16]

El propulsor Vulcan tiene un diámetro exterior de 5,4 m (18 pies) para soportar el combustible de metano líquido de los motores Blue Origin BE-4 . [17] En septiembre de 2018, después de una competencia con el Aerojet Rocketdyne AR1 , se seleccionó el BE-4 para impulsar la primera etapa de Vulcan. [18]

Se pueden conectar hasta seis propulsores de cohetes sólidos (SRB) Northrop Grumman GEM-63XL a la primera etapa de dos en dos, lo que proporciona un empuje adicional durante la primera parte del vuelo y permite que los seis SRB Vulcan Centaur Heavy lance un cohete de mayor masa carga útil que los cohetes Atlas V 551 o Delta IV Heavy más capaces. [8] [19] [20] [21]

Versiones [ editar ]

El Vulcan Centaur tendrá una designación de cuatro caracteres para cada configuración, en la que el primer carácter representa la primera etapa del vehículo; Vulcano se designa con la letra "V". El segundo personaje muestra la etapa superior; Centauro se designa "C". La tercera letra representa el número de SRB adjuntos al Vulcan; "0", "2", "4" o "6". El carácter final representa la configuración de la longitud del carenado de la carga útil, que se indica con "S" (estándar; 15,5 m, 51 pies) o "L" (largo; 21,3 m, 70 pies). [22] Por ejemplo, "VC6L" representaría una primera etapa Vulcan, una etapa superior Centaur, seis SRB y un carenado de configuración larga. [22] El Vulcan Heavy de un solo núcleo tendrá una primera etapa de Vulcan,una etapa superior Centaur con motores RL10CX con una extensión de boquilla y seis SRB.[23]

Capacidades [ editar ]

A noviembre de 2019, las cifras de carga útil de Vulcan Centaur son las siguientes: [5]

VersiónSRBMasa de carga útil hasta ...
LEÓNISSPolarGTOGEO
Vulcan Centaur VC0010,600 kg (23,400 libras)9.000 kg (20.000 libras)8.300 kg (18.300 libras)2.900 kg (6.400 libras)
Vulcan Centaur VC2218.500 kg (40.800 libras)16.100 kg (35.500 libras)15.000 kg (33.000 libras)7.600 kg (16.800 libras)2.600 kg (5.700 libras)
Vulcan Centaur VC4423,900 kg (52,700 libras)21.000 kg (46.000 libras)19.500 kg (43.000 libras)10,800 kg (23,800 libras)4.800 kg (10.600 libras)
Vulcan Centaur VC6627.200 kg (60.000 libras)25,300 kg (55,800 libras)23.200 kg (51.100 libras)13.600 kg (30.000 libras)6.500 kg (14.300 libras)
Vulcan Centaur Heavy627.200 kg (60.000 libras)26.200 kg (57.800 libras)24.000 kg (53.000 libras)14,400 kg (31,700 libras)7.200 kg (15.900 libras)
Requisito de NSSL [24]6.800 kg (15.000 libras)17.000 kg (37.000 libras)8.165 kg (18.000 libras)6.600 kg (14.600 libras)

La carga útil a la órbita terrestre baja (LEO) corresponde a una órbita circular de 200 km (120 millas) con una inclinación de 28,7 grados; la carga útil a la Estación Espacial Internacional es para una órbita circular de 407 km (253 millas) con una inclinación de 51,6 grados; La carga útil al LEO polar corresponde a una órbita circular de 200 km (120 millas) con una inclinación de 90 grados. Estas capacidades están impulsadas por la necesidad de cumplir con los requisitos de NSSL con espacio para el crecimiento futuro. [5] [24] [ ¿cómo? ]

Historia [ editar ]

A principios de 2014 estaba claro [¿ para quién? ] ULA tendría que desarrollar un nuevo vehículo de lanzamiento para reemplazar su flota Atlas V existente. El propulsor Atlas V utiliza un motor RD-180 ruso , lo que llevó a un impulso para reemplazar el RD-180 con un motor diseñado y construido en EE. UU. Durante la crisis ucraniana de 2014 . La dependencia de ULA en hardware extranjero para lanzar naves espaciales de seguridad nacional críticas también se consideró controvertida e indeseable. En junio de 2014, ULA emitió contratos de estudio formales a varios proveedores de motores de cohetes de EE. UU. [25] ULA también se enfrentaba a la competencia de SpaceX , que se consideraba que afectaba al mercado central de seguridad nacional de ULA de lanzamientos militares estadounidenses. Para julio de 2014, elEl Congreso de los Estados Unidos estaba debatiendo si legislar una prohibición sobre el uso futuro del RD-180. [26] [27]

En septiembre de 2014, ULA anunció que se había asociado con Blue Origin para desarrollar el motor BE-4 de oxígeno líquido (LOX) y metano líquido (CH 4 ) para reemplazar el RD-180 en un nuevo amplificador de primera etapa, que Se esperaba que ULA comenzara a volar en 2019. [28] [12] ULA se había referido constantemente a Vulcan como un "sistema de lanzamiento de próxima generación" a principios de 2015. [28] [29]

En el momento del anuncio de 2015, ULA propuso un enfoque incremental para implementar el nuevo cohete y sus tecnologías. [13] Se esperaba que el despliegue de Vulcan comenzara con una nueva primera etapa que se basaba en el diámetro del fuselaje y el proceso de producción del Delta IV, e inicialmente se esperaba que utilizara dos motores BE-4 o el AR1 como alternativa. Se planeó que la segunda etapa inicial fuera Common Centaur y Centaur III del Atlas V con su motor RL10 existente . Una actualización posterior, la etapa avanzada criogénica evolucionada(ACES), fue planeado conceptualmente para un desarrollo completo a fines de la década de 2010 y para ser introducido unos años después del primer vuelo de Vulcan. ULA también anunció un concepto de diseño para la reutilización de los motores de refuerzo Vulcan, la estructura de empuje y la aviónica de primera etapa, que podría separarse como un módulo de los tanques de propulsor después de la desconexión del motor de refuerzo ; el módulo volvería a entrar en la atmósfera bajo un escudo térmico inflable. [30] Ni la segunda etapa ACES ni la reutilización SMART para la primera etapa se convirtieron en proyectos de desarrollo financiados por ULA a partir de 2019 , a pesar de que ULA declaró que "el módulo de propulsión de la primera etapa representa alrededor del 65% de los costos de Vulcan Centaur". [31]

Financiamiento [ editar ]

Durante los primeros años, la junta directiva de ULA asumió compromisos de financiación trimestrales para el desarrollo de Vulcan Centaur. [32] En octubre de 2018 , el gobierno de EE. UU. Había comprometido aproximadamente US $ 1.200 millones en una asociación público-privada para el desarrollo de Vulcan Centaur y la financiación futura dependía de que ULA obtuviera un contrato NSSL. [33]

En marzo de 2016, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) había comprometido hasta 202 millones de dólares en fondos para el desarrollo de Vulcan. ULA aún no había estimado el costo total de desarrollo, pero el CEO Tory Bruno señaló que "los cohetes nuevos cuestan típicamente $ 2 mil millones, incluidos $ 1 mil millones para el motor principal". [32] En abril de 2016, la Junta de ULA miembro de Administración y Presidente de Boeing división 's Space Systems Red y (N & SS) Craig Cooning expresaron confianza en la posibilidad de una mayor financiación del desarrollo USAF Vulcano. [34]

En marzo de 2018, Tory Bruno dijo que el Vulcan-Centaur había sido "financiado en un 75 por ciento con fondos privados" hasta ese momento. [ cuantificar ] [35] En octubre de 2018, luego de una solicitud de propuestas y evaluación técnica, ULA recibió $ 967 millones para desarrollar un prototipo de sistema de lanzamiento Vulcan como parte del programa National Security Space Launch . Otros proveedores, Blue Origin y Northrop Grumman Innovation Systems , recibieron $ 500 millones y $ 792 millones en financiamiento para el desarrollo, [33] con propuestas detalladas y un proceso de selección competitivo a seguir en 2019. El objetivo de la USAF con la próxima generación de acuerdos de servicios de lanzamientoiba a desistir de "comprar cohetes" y pasar a adquirir servicios de proveedores de servicios de lanzamiento, pero continuó la financiación del gobierno estadounidense para el desarrollo de vehículos de lanzamiento. [33]

Camino a la producción [ editar ]

En septiembre de 2015, se anunció que la producción de motores cohete BE-4 se expandiría para aumentar la capacidad de producción para pruebas. [36] El siguiente enero, ULA estaba diseñando dos versiones de la primera etapa de Vulcan; la versión BE-4 tiene un diámetro de 5,4 metros (18 pies) para soportar el uso de combustible de metano menos denso. [17] A finales de 2017, la etapa superior se cambió al Centaur V más grande y pesado, y el vehículo de lanzamiento pasó a llamarse Vulcan Centaur. [35] El Vulcan Centaur de un solo núcleo será capaz de levantar "30% más" que un Delta IV Heavy, [37] cumpliendo con los requisitos de NSSL. [24]

En mayo de 2018, ULA anunció la selección del motor RL10 de Aerojet Rocketdyne para la etapa superior Vulcan Centaur. [38] Ese septiembre, ULA anunció la selección del motor Blue Origin BE-4 para el propulsor de Vulcan. [39] [40] Ese octubre, la USAF publicó un acuerdo de servicio de lanzamiento de NSSL con nuevos requisitos, retrasando el lanzamiento inicial de Vulcan hasta abril de 2021, después de un aplazamiento anterior a 2020. [41] [42] [43]

El 8 de julio de 2019, el CEO Tory Bruno publicó imágenes de dos artículos de prueba de calificación de Vulcan, el tanque de gas natural licuado y la estructura de empuje, en Twitter . Al día siguiente, Peter Guggenbach , director ejecutivo de RUAG Space , publicó una imagen de un accesorio de carga útil Vulcan. El 31 de julio del mismo año, se publicaron de manera similar dos imágenes del tanque de GNL acoplado y la estructura de empuje. [44] [45] [46] [47] [48] El 2 de agosto del mismo año, Blue Origin publicó en Twitter una imagen de un motor BE-4 a plena potencia en un banco de pruebas. [49] El 6 de agosto, se transportaron las dos primeras partes de la plataforma de lanzamiento móvil de Vulcan (MLP) [50]al Centro de Operaciones de Procesamiento de Vuelos Espaciales (SPOC) cerca de SLC-40 y SLC-41, Cabo Cañaveral , Florida. El MLP se fabricó en ocho secciones y se moverá a 4,8 km / h (3 mph) en plataformas rodantes de riel existentes y tendrá una altura de 56 m (183 pies). [51] El 12 de agosto, ULA presentó Vulcan Centaur para la fase 2 de la competencia de servicios de lanzamiento de la USAF. En febrero de 2020, el tanque para el segundo cohete operativo estaba en construcción en la fábrica de ULA en Decatur, Alabama . [52] [53]

En octubre de 2019, el primer lanzamiento de Vulcan estaba previsto para julio de 2021, y en junio de 2020, ULA dijo que podría ser antes y anunció una fecha de lanzamiento prevista para principios de 2021. [54] [12] El 7 de agosto de 2020, los Estados Unidos La Fuerza Espacial de los Estados otorgó a ULA el 60% de todas las cargas útiles del Lanzamiento Espacial de Seguridad Nacional desde 2022 hasta 2027. [55] Ese diciembre, ULA pospuso la entrega del motor BE-4 hasta mediados de 2021 y dijo que el primer lanzamiento del Vulcan no ocurriría antes de finales de 2021. . [7] el mes de febrero siguiente, ULA enviado el refuerzo central Vulcan primera completado a Florida para las pruebas Pathfinder antes del lanzamiento debut de la Vulcan. [56]

Vuelos de certificación [ editar ]

El 14 de agosto de 2019, ULA ganó una competencia comercial cuando se anunció que el segundo vuelo de certificación de Vulcan sería SNC Demo-1, el primero de seis vuelos Dream Chaser CRS-2 otorgados a ULA. Está previsto que los lanzamientos comiencen en 2022 y utilizarán la configuración Vulcan de cuatro SRB. El 19 de agosto, se anunció que Astrobotic Technology seleccionó a ULA para lanzar su módulo de aterrizaje Peregrine en el primer vuelo de certificación Vulcan. Está previsto que el Peregrine se lance a finales de 2021 [7] desde SLC-41 en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral en una misión a la superficie lunar. [57] [58]

Mejoras potenciales [ editar ]

Desde el anuncio formal en 2015, ULA ha hablado de varias tecnologías que ampliarían las capacidades del vehículo de lanzamiento Vulcan. Estos incluyen mejoras en la primera etapa para hacer que los componentes más costosos sean potencialmente reutilizables y mejoras en la segunda etapa para aumentar la duración de la misión a largo plazo para operar durante meses en el espacio cislunar de la órbita terrestre . [31]

Etapa superior ACES con líquidos integrados para vehículos [ editar ]

Artículo principal: Etapa evolucionada criogénica avanzada

La etapa superior ACES, que se describió como alimentada con oxígeno líquido (LOX) e hidrógeno líquido (LH 2 ), y propulsada por hasta cuatro motores cohete con el tipo de motor aún por seleccionar, fue una actualización conceptual de la etapa superior del Vulcan. en el momento del anuncio en 2015. Esta etapa podría actualizarse posteriormente para incluir la tecnología Integrated Vehicle Fluids que podría permitir a la etapa superior una vida en órbita mucho más larga de semanas en lugar de horas. La etapa superior de ACES finalmente se canceló. [13] [59] [31] [15]

Reutilización INTELIGENTE [ editar ]

El concepto de reutilización Sensible Modular Autonomous Return Technology (SMART) también se anunció durante la presentación inicial de abril de 2015. Los motores de refuerzo, la aviónica y la estructura de empuje se separarían como un módulo de los tanques de propulsor después de que se apague el motor de refuerzo . El módulo descendería a través de la atmósfera bajo un escudo térmico inflable. Después del despliegue del paracaídas, un helicóptero capturaría el módulo en el aire. ULA estimó que esta tecnología reduciría el costo de la propulsión de la primera etapa en un 90% y en un 65% del costo total de la primera etapa. [30] Para 2020, ULA no ha anunciado planes firmes para financiar, construir y probar este concepto de reutilización de motores, aunque a finales de 2019 afirmaron que "todavía estaban planeando reutilizar eventualmente los motores de la primera etapa de Vulcan". [31]

Lanzamientos planificados [ editar ]

Más información: Lista de lanzamientos de Vulcan (2020-2029)
Fecha y hora,
UTC		ConfiguraciónSitio de lanzamientoCargas útiles
Destino planificado		Cliente
Cuarto trimestre de 2021 [60] [61]VC2SSLC-41Aterrizaje peregrinoSelenocéntricoTecnología astrobótica
Primer lanzamiento
NETO 2022 [61] [62]VC4LSLC-41Demo-1 de SNCLEO ( ISS )NASA ( CRS )
2022 en adelante [62]VC4LSLC-41Cazador de sueñosLEO ( ISS )NASA ( CRS )
5 lanzamientos más bajo contrato. [62]
Primer trimestre de 2022 [63]TBATBAUSSF-51TBAFuerza Espacial de EE. UU.
Primer lanzamiento para United Launch Alliance bajo National Security Space Launch .
Segundo trimestre de 2023 [64]VC4XSLC-41USSF-112 [65]"Órbita de alta energía"Fuerza Espacial de EE. UU.
Tercer trimestre de 2023 [64]VC4XSLC-41USSF-87 [65]"Órbita de alta energía"Fuerza Espacial de EE. UU.
2023 [66]TBASLC-41USSF-106 / NTS-3 [67]GEOFuerza Espacial de EE. UU.

Ver también [ editar ]

  • Omega
  • New Glenn
  • Halcón 9
  • Halcón pesado
  • Comparación de sistemas de lanzamiento orbital

Referencias [ editar ]

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  47. ^ @ToryBruno (31 de julio de 2019). "¡Mira ese hermoso pájaro! Este primer refuerzo de Vulcan se dirige a pruebas de calidad estructural para verificar el diseño avanzado y la tecnología de fabricación de Vulcan. Muy orgulloso de nuestro equipo de Decatur. #MadeInAlabama. #ULArocketStars @ulalaunch" (Tweet) - vía Twitter .
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Enlaces externos [ editar ]

  • Página oficial de ULA Vulcan
  • xTTkrxVR_20 ISPCS 2015 Keynote , Mark Peller, Gerente de Programas de Desarrollo Mayor en ULA y Vulcan Program Manager discute Vulcan, 8 de octubre de 2015. La discusión clave sobre Vulcan está en el punto 12:20 en el video.
  • 7a758ea8_0 Un ULA Vulcan actual con imagen de Centauro de 5,4 m