Vikingo (cohete)
 Lanzamiento de Viking 10 el 7 de mayo de 1954 | |
| Función | Cohete de sondeo de investigación |
|---|---|
| Fabricante | Compañía Glenn L. Martin |
| País de origen | Estados Unidos |
| Tamaño | |
| Altura | 15 m (49 pies); 13 m (43 pies) |
| Diámetro | 81 cm (32 pulgadas); 114 cm (45 pulgadas) |
| Etapas | 1 |
| Capacidad | |
| Carga útil a | |
| Historial de lanzamiento | |
| Estado | Retirado |
| Sitios de lanzamiento |
|
| Lanzamientos totales | 12 |
| Éxito (s) | 7 |
| Fracaso (s) | 1 |
| Fallas parciales | 4 |
| Primer vuelo | 3 de mayo de 1949 |
| Último vuelo | 4 de febrero de 1955 |
| Primera etapa | |
| Motores | Motores de reacción XLR10-RM-2 |
| Empuje | 92,5 kN (20.800 lb f ) (nivel del mar) 110,5 kN (24.800 lb f ) (vacío) |
| Impulso específico | 179,6 s (1,761 km / s) |
| Quemar tiempo | 103 segundos |
| Propulsor | Alcohol etílico y oxígeno líquido |
Viking fue una serie de doce cohetes sonoros diseñados y construidos por Glenn L. Martin Company (ahora Lockheed-Martin ) bajo la dirección del Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL). Diseñado para reemplazar al V-2 alemán , el Viking fue el cohete grande de combustible líquido más avanzado que se desarrolló en los EE. UU., Y devolvió valiosos datos científicos desde el borde del espacio entre 1949-1955.
Orígenes
Después de la Segunda Guerra Mundial , Estados Unidos experimentó con cohetes V-2 alemanes capturados como parte del programa Hermes . Sobre la base de estos experimentos, los EE. UU. Emitieron un contrato el 21 de agosto de 1946 con la Compañía Glenn L. Martin para una serie de diez grandes cohetes de combustible líquido. La intención era proporcionar una capacidad estadounidense independiente en cohetería, continuar el programa Hermes después de que se gastaran los V-2 y proporcionar un vehículo más adecuado para la investigación científica. Originalmente llamado "Neptuno", fue renombrado "Viking" en 1947 para evitar la confusión con el Lockheed P-2 Neptuno [1] : 26 cohetes Doce de Viking volaron desde 1949 a 1955. [1]: 25–27
El Viking era el cohete grande de combustible líquido más avanzado que se estaba desarrollando en los EE. UU. En ese momento. [2]
Diseño
El Viking tenía aproximadamente la mitad del tamaño, en términos de masa y potencia, del V-2 . Ambos eran cohetes guiados activamente, alimentados con el mismo propulsor ( alcohol etílico y oxígeno líquido ), que se alimentaban a un solo motor grande alimentado por bomba mediante dos bombas impulsadas por turbinas . El motor Reaction Motors XLR10-RM-2 fue el motor de cohete de combustible líquido más grande desarrollado en los Estados Unidos hasta ese momento, produciendo 92.5 kN (20,800 lb f ) (nivel del mar) y 110.5 kN (24,800 lb f ) (vacío) de empuje. Ispfue de 179,6 s (1,761 km / s) y 214,5 s (2,104 km / s) respectivamente, con un tiempo de misión de 103 segundos. Como también sucedió con el V-2, el peróxido de hidrógeno se convirtió en vapor para impulsar la turbobomba que alimentaba el combustible y el oxidante al motor. Como su contraparte V-2, también se enfrió regenerativamente . [3] [4]
Viking fue pionero en importantes innovaciones sobre el V-2. Uno de los más importantes para la cohetería fue el uso de una cámara de empuje con cardán que se podía girar de lado a lado en dos ejes para controlar el cabeceo y la guiñada , prescindiendo de las paletas de grafito ineficientes y algo frágiles en el escape del motor utilizado por el V- 2. La rotación del motor en los cardanes fue controlada por referencia inercial giroscópica; Este tipo de sistema de guía fue inventado por Robert H. Goddard , quien tuvo un éxito parcial con él antes de que interviniera la Segunda Guerra Mundial. [1] : 66 El control de balanceo se realizó mediante el escape de la turbobomba para alimentar el sistema de control de reacción(RCS) chorros en las aletas. Los chorros de gas comprimido estabilizaron el vehículo después del corte de energía principal. En la actualidad, dispositivos similares se utilizan ampliamente en grandes cohetes orientables y en vehículos espaciales. Otra mejora fue que inicialmente el tanque de alcohol, y luego también el tanque LOX, se construyeron integralmente con la piel exterior, ahorrando peso. La estructura también era en gran parte de aluminio , a diferencia del acero utilizado en el V-2, por lo que se desprendía más peso. [1] : 231
Los Vikingos 1 a 7 eran un poco más largos (unos 15 m (49 pies)) que el V-2, pero con un cuerpo cilíndrico recto de solo 81 centímetros (32 pulgadas) de diámetro, lo que hacía que el cohete fuera bastante delgado. Tenían aletas bastante grandes similares a las del V-2. Los Vikings 8 a 14 se construyeron con un fuselaje ampliado de diseño mejorado. El diámetro se aumentó a 114 centímetros (45 pulgadas), mientras que la longitud se redujo a 13 m (43 pies), alterando la "forma de lápiz" del misil. Las aletas se hicieron mucho más pequeñas y triangulares. El diámetro agregado significó más combustible y más peso, pero la "relación de masa", de combustible a masa vacía, se mejoró a aproximadamente 5: 1, un récord para la época. [1] : 173
Historial de vuelo
Primer modelo
El 3 de mayo de 1949, después de dos disparos estáticos (11 de marzo y 25 de abril), el primer cohete Viking despegó de White Sands White Sands Missile Range en Nuevo México . Su motor se encendió durante 55 segundos, diez segundos menos que el máximo esperado de 65, pero el cohete voló en curso y alcanzó una altitud de 51 millas (82 km), lo que se consideró un buen comienzo para el programa. [1] : 84–93 Viking 2, lanzado cuatro meses después, también sufrió un corte prematuro del motor y solo llegó a 33 millas (53 km). Ambos habían sufrido fugas en sus turbinas, el intenso calor del vapor rompió el sello de la carcasa de la turbina. La solución fue soldar la carcasa para cerrarla, ya que no había razón para acceder de nuevo a la rueda de la turbina después de un vuelo. [1] :98-102
La solución funcionó, y Viking 3, lanzado el 9 de febrero de 1950 e incorporando un tanque de oxígeno integrado (en lugar de discreto), alcanzó las 50 millas (80 km) y podría haber ido más alto. Sin embargo, después de 34 segundos de vuelo guiado con precisión, el cohete viró hacia el oeste y amenazó con abandonar el rango de lanzamiento. El rango de seguridad activó cargas en el cohete para separar el morro del motor, y ambos cayeron al suelo, donde fueron recuperados para su análisis. [1] : 108-114
Con las pruebas exitosas del motor y los sistemas de guía realizadas (aunque no en las mismas misiones), se consideró que Viking estaba listo para su prueba más ambiciosa: el lanzamiento a bordo desde la cubierta del USS Norton Sound . [1] : 108-114 Viking 4 era idéntico a Viking 3, el primero de la serie que no incorpora cambios de diseño para solucionar un problema en un Viking anterior.} [5] : 255 El 10 de mayo de 1950, desde un sitio en el Océano Pacífico entre la isla Jarvis y la isla Christmas , el cuarto Viking se convirtió en el primer cohete sonoro lanzado desde un barco marítimo. El vuelo fue perfecto, alcanzando los 171,2 km, más del doble que el alcanzado por los vikingos 1 y 3.[1] : 108-114
Viking 5, lanzado el 21 de noviembre de 1950, llevaba una amplia gama de tubos fotomultiplicadores , cámaras de ionización y contadores Geiger , para la detección de radiación en una amplia variedad de energías y tipos. El cohete también llevaba dos cámaras de cine para tomar una película de gran altitud de la Tierra hasta su altura máxima de 108 millas (174 km), así como medidores Pirani para medir la densidad del aire en la atmósfera superior. [1] : 148,236 Viking 6, lanzado el 11 de diciembre, llevaba una carga útil mucho más ligera, pero sus experimentos incluían una batería de manómetros hechos a medida. Sin embargo, el cohete tuvo un rendimiento inferior y solo alcanzó una altitud máxima de 40 millas (64 km). [1] :151–153,236
La primera generación de Vikings alcanzó su apogeo con el vuelo del Viking 7, el único lanzamiento de Viking de 1951. Lanzado el 7 de agosto desde White Sands, el cohete estableció un nuevo récord mundial de altitud de 136 millas (219 km). [1] : 167-171, 236
Segundo modelo
A finales de la primavera de 1952, el equipo del Laboratorio de Investigación Naval bajo la dirección de Milton Rosen se preparó para lanzar el primer Viking de segunda generación, el Viking 8, desde White Sands Missile Range en Nuevo México . El nuevo diseño de Viking era casi la mitad de ancho que su precursor, y ofrecía la relación combustible-peso más alta de cualquier cohete desarrollado hasta ahora. Las aletas traseras ya no soportaban el peso del cohete, como antes había sido el caso. Ahora, el cohete Viking descansaba sobre la base de su fuselaje. Esto permitió que las aletas traseras se hicieran mucho más livianas, una de las muchas formas en que el Viking fue rediseñado para llevar un tanque más pesado sin pesar más que el primer diseño Viking.
El 6 de junio de 1952, Viking 8 se soltó de sus amarres durante una prueba de disparo estático. Después de que se le permitió volar durante 55 segundos con la esperanza de que despejara el área inmediata y, por lo tanto, no representara ningún peligro para el personal de tierra, Nat Wagner, jefe del "grupo de corte", dio una orden al cohete para que detuviera su impulso. 65 segundos después, el cohete se estrelló 4 millas (6,4 km) o 5 millas (8,0 km) hacia el sureste. [1] : 172–181
Con las lecciones aprendidas del fracaso del Viking 8, el exitoso disparo estático del 9 de diciembre del Viking 9 fue seguido el 15 de diciembre por un exitoso lanzamiento desde White Sands. El cohete alcanzó una altitud de 217 km (135 millas), aproximadamente la misma que la del Viking 7 de primera generación, lanzado en 1950. Además de las cámaras que fotografiaron la Tierra durante el vuelo, el Viking 9 llevó un conjunto completo de rayos cósmicos , detectores ultravioleta y de rayos X , que incluyen dieciséis placas de gel de emulsión para rastrear el camino de las partículas individuales de alta energía. El paquete del experimento se recuperó intacto después de haber obtenido mediciones en lo alto de la atmósfera superior de la Tierra. [1] : 185–203
Vikingo 10
El 25 de mayo de 1953, Viking 10, originalmente planeado para ser el último de los Vikings, llegó a White Sands Missile Range en Nuevo México . Un disparo estático exitoso el 18 de junio despejó el camino para una fecha de lanzamiento del 30 de junio, un programa que se había establecido meses antes, incluso antes de que el cohete saliera de la planta de Glenn L. Martin Company donde se había construido. En el momento del despegue, la cola del Viking 10 explotó, incendiando el cohete. Inmediatamente se inundó agua en la base del cohete en un intento de extinguir el fuego, pero las llamas continuaron ardiendo en el cuadrante este de la plataforma de tiro. Media hora después del lanzamiento, dos miembros del equipo de lanzamiento bajo el mando de Milton Rosen fueron enviados a apagar el fuego para salvar lo que quedaba del cohete.
Sus esfuerzos tuvieron éxito, pero luego se vieron amenazados por una fuga lenta en el tanque de propulsor. El vacío creado por el combustible que partía hacía que el tanque formara hoyuelos con el peligro de una implosión que haría que el cohete colapsara. El teniente Joseph Pitts, miembro del equipo de lanzamiento, disparó un rifle al tanque, igualando la presión y salvando el cohete. Tres horas después del intento de lanzamiento, el último propulsor de alcohol se había drenado del Viking 10. El equipo de lanzamiento pudo rescatar el paquete de instrumentos de cámaras, incluidos detectores de rayos X, emulsiones de rayos cósmicos y una masa de radiofrecuencia. espectrómetro, valorado en decenas de miles de dólares, aunque existía la preocupación de que el cohete fuera irreparable.
En julio se inició una investigación exhaustiva de la explosión, pero no se pudo determinar una causa concluyente. En un informe presentado en septiembre, Milton Rosen señaló que no había ocurrido un hecho similar en más de 100 pruebas previas del motor Viking. Se decidió reconstruir Viking 10, y se implementó un programa para monitorear más de cerca los posibles puntos de falla para el próximo lanzamiento, programado para 1954. [1] : 204–221 Diez meses de recuperación, pruebas y resolución de problemas siguieron al lanzamiento fallido.
El 30 de junio de 1953, el cohete reconstruido estaba nuevamente listo para su lanzamiento. Un disparo estático con éxito tuvo lugar a finales de abril de 1954 y el lanzamiento estaba previsto para el 4 de mayo. Los problemas de control revelados en el disparo estático, así como las ráfagas de vientos cargados de arena, provocaron un retraso de tres días. A las 10:00 a.m., hora local, Viking 10 despegó de su plataforma en el campo de misiles White Sands en Nuevo México , alcanzando una altitud de 136 millas (219 km), un empate con la altitud más alta jamás alcanzada por una primera generación. Viking (Viking 7 el 7 de agosto de 1951). Se recibieron datos del cohete para todas las etapas del vuelo, y su paquete científico, incluido un experimento de emulsión, arrojó la primera medición de la composición de iones positivos a grandes altitudes. [1] : 221–236
Vuelos finales
Viking 11, que estaba listo para su montaje el 5 de mayo, también tuvo una prueba estática exitosa y estaba listo para su lanzamiento, el 24 de mayo de 1954. Una vez más, la cuenta regresiva no se detuvo y se lanzó el Viking 11, el cohete más pesado de la serie. a las 10:00 AM. Cuarenta segundos después de iniciado el vuelo, varias bocanadas de humo salieron del vehículo, pero estas excitaciones accidentales de los chorros de rodadura del cohete no hicieron daño. Viking 11 finalmente alcanzó 158 millas (254 km) de altitud, un récord para la serie, tomando las fotografías de mayor altitud de la Tierra hasta la fecha. Viking 11 llevó a cabo un exitoso experimento de emulsiones, midiendo los rayos cósmicos a grandes altitudes. [1] : 221–236
El último vuelo de Viking fue el del Viking 12, lanzado el 4 de febrero de 1955. Alcanzando una altitud de 143,5 millas (230,9 km), la cámara K-25 del cohete tomó una imagen infrarroja del suroeste de los Estados Unidos, desde la costa del Pacífico hasta Phoenix, justo después de alcanzar su apogeo . [6]
Legado y estado
La serie Viking devolvió una bonanza de información científica midiendo la temperatura, la presión, la densidad, la composición y los vientos en la atmósfera superior y la densidad de electrones en la ionosfera , y registrando los espectros ultravioleta del Sol , [1] : 234 El éxito del programa, a un costo de menos de $ 6 millones, sugirió que, con un motor más potente y la adición de etapas superiores, el cohete Viking podría convertirse en un vehículo capaz de lanzar un satélite terrestre. [7] : 283 El Viking se incorporó así como la primera etapa del Proyecto Vanguard de tres etapas de NRLvehículo que lanzó el segundo satélite estadounidense . Dos cohetes posteriores de la serie Viking, Vanguard TV-0 (renombrado de Viking 13) y Vanguard TV-1 , sustancialmente similares a los Vikings 8 a 12, se usaron como vehículos de prueba suborbitales durante el Proyecto Vanguard, antes del primer vehículo Vanguard , Vanguard TV -2 , estuvo disponible para prueba en el otoño de 1957. [8]
El Museo Nacional del Aire y el Espacio contiene una reconstrucción en corte de tamaño completo del Viking 12, construida a partir de planos originales y reconstruida a partir de partes recuperadas del cohete original. El vehículo fue donado por Martin Marietta Corp en 1976 al Smithsonian. [9]
Tabla de vuelos
| Vikingo # | Fecha de lanzamiento | Altitud | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Vikingo 1 | 3 de mayo de 1949 | 80 km (50 millas) | Período prolongado y difícil de pruebas de tiro en tierra. Altitud limitada por un corte prematuro del motor debido a una fuga de vapor de la carcasa de la turbina. |
| Vikingo 2 | 6 de septiembre de 1949 | 51 km (32 millas) | Desconexión anticipada del motor por la misma razón que Viking 1. Resuelto soldando en lugar de atornillando las mitades de la carcasa de la turbina de los motores posteriores. |
| Vikingo 3 | 9 de febrero de 1950 | 80 km (50 millas) | Sufrió de inestabilidad en un sistema de guía rediseñado; tuvo que ser cortado por el comando de tierra cuando amenazó con volar fuera del rango de lanzamiento. |
| Vikingo 4 | 11 de mayo de 1950 | 169 km (105 millas) | Lanzado desde la cubierta del USS Norton Sound cerca del Ecuador , casi el máximo posible para la carga útil volada, en un vuelo casi perfecto. El sistema de guía se había revertido al de Viking 1 y 2. |
| Vikingo 5 | 21 de noviembre de 1950 | 174 km (108 millas) | El empuje del motor era aproximadamente un 5% bajo, reduciendo ligeramente la altitud máxima. |
| Vikingo 6 | 11 de diciembre de 1950 | 64 km (40 millas) | Sufrió una falla catastrófica de las aletas estabilizadoras al final del vuelo motorizado, lo que provocó la pérdida del control de actitud, lo que generó una resistencia muy grande y una altitud máxima reducida. |
| Vikingo 7 | 7 de agosto de 1951 | 219 km (136 millas) | Batir el antiguo récord de V-2 para un cohete de una sola etapa. El vuelo más alto y último del diseño original de la estructura del avión. |
| Vikingo 8 | 6 de junio de 1952 | 6,4 km (4,0 millas) | Primer cohete de diseño de fuselaje mejorado; se perdió cuando se soltó durante las pruebas estáticas, volando a solo 4 millas (6,4 km) antes del corte ordenado por tierra. |
| Vikingo 9 | 15 de diciembre de 1952 | 217 km (135 millas) | Primer vuelo exitoso del diseño mejorado de la estructura del avión. |
| Vikingo 10 | 7 de mayo de 1954 | 219 km (136 millas) | El motor explotó en el primer intento de lanzamiento, el 30 de junio de 1953. El cohete fue reconstruido y volado con éxito. |
| Vikingo 11 | 24 de mayo de 1954 | 254 km (158 millas) | Estableció el récord de altitud para un cohete occidental de una sola etapa hasta ese momento. |
| Vikingo 12 | 4 de febrero de 1955 | 232 km (144 millas) | Prueba de vehículos de reentrada, fotografía e investigación atmosférica. |
[1] : 236
Todos excepto el Viking 4 volaron desde White Sands Missile Range , Nuevo México .
Ver también
- Cohete de vanguardia
Referencias
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t Milton W. Rosen (1955). La historia del cohete vikingo . Nueva York: Harper & Brothers. OCLC 317524549 .
- ^ "Historia de la cohetería y los viajes espaciales", edición revisada, Wernher von Braun y Frederick I. Ordway III, Thomas Y. Crowell Co., Nueva York, 1969, p. 151
- ^ "Motores de propulsante líquido de cohetes espaciales de Estados Unidos" . b14643.de . Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2015 . Consultado el 24 de junio de 2015 .
- ^ Invierno, Frank H. (1990). "Capítulo 3 - Los cohetes entran en la era espacial". Cohetes al espacio . Prensa de la Universidad de Harvard. pag. 66 . Consultado el 24 de junio de 2015 .
- ^ Willy Ley (junio de 1951). Cohetes, misiles y viajes espaciales . Dominio de Canadá: Viking Press. OCLC 716327624 .
- ^ "Cámara vikinga y el lejano oeste" . Semana de la aviación y tecnología espacial . Nueva York: McGraw Hill Publishing Company. 29 de agosto de 1955 . Consultado el 5 de abril de 2021 .
- ^ Constance Green y Milton Lomask (1970).Vanguard: una historia. Washington, DC: NASA. ISBN 978-1-97353-209-5. SP-4202.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público . - ^ Ordway, Frederick I .; Wakeford, Ronald C. International Missile and Spacecraft Guide , NY, McGraw-Hill, 1960, pág. 208
- ^ "Cohete que suena vikingo" . Museo Nacional del Aire y el Espacio . Consultado el 5 de diciembre de 2020 .
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- Vuelo espacial antes de 1951
- 1951 en vuelo espacial
- 1952 en vuelo espacial
- 1954 en vuelo espacial
- 1955 en vuelo espacial
- Sondeo de cohetes de los Estados Unidos
