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Soyuz-2: Los Zemiorka del Siglo XXI
Rodolfo Dondo
Soyuz-2: Los Zemiorka del Siglo XXI
El primer misil balístico intercontinental es el antecesor del lanzador más usado y más confiable de la historia, el R-7 Zemiorka. El lanzador original consistía en un cohete o bloque central (segunda etapa) rodeado de cuatro “boosters”, que componían la llamada primer etapa. A partir de esa configuración básica, numerosas evoluciones y adaptaciones, todas de probada robustez y confiabilidad, fueron utilizadas exitosamente durante cinco décadas.
a desintegración de la Unión Soviética y el prolongado tiempo de uso de este lanzador impusieron la necesidad de consolidar la red de subcontratistas y fabricantes dentro de la Federación Rusa y al mismo tiempo modernizar al viejo pero eficaz “caballo de carga”. Por otra parte, las dificultades económicas de la Federación durante los caóticos años post-soviéticos implicaron enormes restricciones de recursos para los programas de modernización. Esto forzó a adoptar un mecanismo “evolutivo” o de modernización en etapas. En consecuencia, el resultado de la mayor modernización de la familia R-7 Zemiorka, en lugar de ser un sistema unificado fue una “nueva” familia que se conoce genéricamente como “Soyuz-2” y que involucra los siguientes niveles de modernización:
Soyuz-FG
Aunque no es considerado como perteneciente a la familia Soyuz-2, constituye la primer gran etapa de modernización del venerable lanzador. Hacia finales del siglo pasado, la puesta en órbita de naves tripuladas Soyuz, cargueros Progress y algunos satélites con fines militares se realizaba por medio de un modelo (Soyuz-15A511UL) que utilizaba elementos combustibles altamente tóxicos. La finalización de la producción de estos elementos fue lo que forzó el primer gran paso de modernización de los R-7. Soyuz-FG fue el resultado de esta presión. El cohete incorpora motores mejorados, nueva aviónica digital y una reducción en el contenido de piezas no rusas respecto de modelos precedentes.

La modernización del lanzador incrementó la performance general permitiendo insertar en órbitas bajas circulares de 200 km cargas útiles de hasta 7,2 tn, manteniendo el mismo diseño básico y las mismas dimensiones.

Los cambios respecto de versiones anteriores son los siguientes:
1 – Los motores de la primer y segunda etapa incrementaron su eficiencia por medio de nuevos inyectores y una nueva proporción carburante/oxidante.
2 – Se mejoró el rendimiento del motor de la tercer etapa.
3 – Se equipó al lanzador con un nuevo sistema de control digital que permite cambios de planos orbitales en vuelo.
4 – Un nuevo sistema de telemetría permite mejorar el monitoreo del vehículo en vuelo.
Soyuz-FG puede utilizar tanto a los impulsores Ikar como los Fregat como cuarta etapa para misiones interplanetarias o de inserción de cargas útiles en diversas órbitas, como las altamente elípticas, las de geo-transferencia, las Sol-sincrónicas, además de las órbitas circulares de altitudes medias y altas. El contenedor de carga del Soyuz-FG puede tener los siguientes diámetros: 2,7 m; 3,0 m; 3,3 m; y 3,7 m.

El primer vuelo del Soyuz-FG se realizó el 20 de mayo de 2001 y hasta el momento se han realizado 17 lanzamientos exitosos.
Soyuz-2
Este vector espacial se ha desarrollado exitosamente en dos fases:
Soyuz-2.1a / Soyuz-ST: Este lanzador puede describirse como la versión “comercial” del lanzador Soyuz-FG. Las diferencias con éste no son conocidas ya que las mejoras introducidas son básicamente las mismas.

A su vez el Soyuz-ST es una modificación del vehículo de lanzamiento Soyuz-2.1a, adaptado para su lanzamiento desde el puerto espacial europeo de Kourou en la Guayana Francesa.

Soyuz-2.1a realizó su primer vuelo el 8 de noviembre de 2004 lanzando una carga simulada en una trayectoria suborbital. Dos exitosas misiones comerciales siguieron a este vuelo.
Soyuz-ST
Soyuz-ST (Starsem)
Soyuz-2.1b: Este impulsor incorpora grandes mejoras en la tercer etapa al reemplazar al veterano motor RD-0110 de cuatro cámaras de combustión por el nuevo motor RD-0124. La principal diferencia entre ambos es la introducción del llamado sistema de ciclo cerrado por el cual el gas utilizado para impulsar al oxidante a las cámaras de combustión se quema en las mismas en lugar de ser descargado en el exterior. Como consecuencia de esta y otras mejoras menores, el impulso específico alcanza los 359 s contra 326 s del veterano RD-0110. La carga útil que puede insertarse en órbitas terrestres bajas aumenta en +1 tn. Por ejemplo, desde Baikonur pueden insertarse en órbitas circulares de 200 km hasta +8,2 tn de carga útil. ¡Esto es prácticamente el doble de lo que podían lanzar los primeros modelos del R-7!.

Soyuz-2.1b realizó exitosamente su vuelo inaugural el 27 de diciembre de 2006 lanzando el satélite europeo COROT.
El contenedor de carga del Soyuz-2 puede tener los siguientes diámetros: 2,7 m; 3,0 m; 3,3 m; y 3,7 m. También se ha desarrollado un contenedor para grandes cargas, cuyas dimensiones son 4,11 m (diámetro) x 11,4 m (longitud).
  Soyuz-2.1a / Oblik   Soyuz-2.1a / METOP   Soyuz-2.1b / COROT  
Imágenes del Soyuz-2
Izquierda: un lanzador Soyuz-2.1a en su plataforma de lanzamiento de Plesetsk previo al lanzamiento de una carga simulada en misión suborbital (noviembre de 2004). Click para ampliar
Centro: un cohete Soyuz-2.1a con el satélite METOP (Baikonur, octubre de 2006). Click para ampliar
Derecha: un Soyuz-2.1b con el satélite COROT (Baikonur, diciembre de 2006). Click para ampliar
(TsSKB-Progress)
Soyuz 2-3
Mejoras más radicales del lanzador están en cola de espera. Soyuz 2-3 se presenta como un lanzador “de transición” al Soyuz-3. Como éste, heredó las dimensiones propuestas en el efímero proyecto Aurora (una propuesta que además de modernizar al cohete incluía lanzarlos desde islas australianas cercanas al Océano Indico). Involucra la modernización de los cuatro “boosters” en los que se reemplaza los motores con cuatro cámaras/toberas
RD-107 por el más eficiente motor de una cámara/tobera RD-0155 desarrollado por la oficina de diseño KBKhA. El cohete central también será objeto de mejoras estructurales que le permitirán cargar 40 tn más de propergoles con relación a la misma etapa de las primeras versiones del Soyuz-2. Además utilizará una versión modificada del motor NK-33 que fuera desarrollado para el cohete lunar N-1. La modificación permitirá incrementar el empuje de 150 tn en la versión original para el N1 a 200 tn. No hay información disponible acerca de la tercer etapa del impulsor, aunque puede inferirse que será la misma del Soyuz-2.1b. Se estima que el Soyuz 2-3 será capaz de poner en órbitas bajas terrestres hasta 12,5 tn de carga útil. A pesar de las enormes mejoras introducidas en esta versión, ésta no es la modificación más radical, ya que no prevé el uso de hidrógeno líquido en la tercer etapa. Esto se haría con Soyuz-3.
Soyuz 2-3 / Clipper
Corte transversal del Soyuz 2-3 portando la configuración «liviana» de la Clipper. En esta versión del vector Soyuz se retoma la idea original de Serguei Korolev de equipar a las etapas I y II con motores de sólo una cámara/tobera. (RSC Energia)
Consideraciones finales
Podemos concluir afirmando sin lugar a dudas que el R-7 -en todas sus variantes- es el lanzador más longevo, más adaptable y más exitoso de la historia de la astronáutica. Prueba de esto es su índice de confiabilidad del 97,5% en más de 1.700 lanzamientos. Su diseño flexible y modular le ha permitido, modernizaciones mediante, permanecer en servicio durante casi 50 años y aún así tener una larga “vida” por delante.
 
Para saber más
Ocupará casi un mes el transporte del cohete ruso “Soyuz-ST” hasta la Guayana Francesa

Centro Espacial de Kourou (Guayana Francesa, América del Sur), 27 de febrero de 2007, RIA Novosti. Para transportar el lanzador ruso “Soyuz-ST” desde Samara hasta Kourou, separadas por más de 8 mil kilómetros, se necesitarán entre 20 y 27 días, comentó el subdirector general de la oficina de diseño “Progress”, Dmitri Baranov.

En esa empresa rusa, localizada en la ciudad de Samara (región del Volga), se ensamblan los vehículos impulsores “Soyuz”.

Ayer, en el centro espacial de Kourou fue colocada la primera piedra en la que sería la plataforma de lanzamiento de los cohetes “Soyuz-ST”. La obra se enmarca en el acuerdo ruso-francés suscrito en 2003.

“Para transportar un Soyuz-ST por tierra emplearemos unos contenedores especiales -explica Baranov-. Previamente el cohete será desmontado y colocado en contenedores apartes; los contenedores, a su vez, irán instalados en plataformas ferroviarias y así cubrirán los 1.500 kilómetros de distancia entre Samara y San Petersburgo”.

“En el puerto de San Petersburgo -prosiguió-, los contenedores serán colocados en unos remolques que aún están diseñándose por especialistas europeos y, acto seguido, los remolques serán embarcados en el buque destinado a transportar lanzadores espaciales”.

Explicó que en el mundo existen sólo dos buques de ese tipo. Pertenecen a las empresas subsidiarias de la compañía francesa Arianespace y fueron construidos para transportar los lanzadores europeos “Ariane 4” y “Ariane 5”.

“Un cohete desmontado ocupa diez contenedores -continuó Baranov-. Además, se necesitan otros diez para cargar el queroseno y otros cinco para las instalaciones especiales”.

Precisó que para cubrir 8.110 kilómetros en el Atlántico, el buque necesitará de 11 a 15 días según la ruta que escoja.

Preguntado por qué no se podía transportar los cohetes en avión, contestó que no era rentable económicamente.

El Centro Espacial Guayanés se encuentra a 50 kilómetros de la localidad de Cayenne, situada entre las ciudades de Kourou y Sinnamary en la costa del Atlántico. Su construcción había empezado en 1965 por iniciativa del Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia (CNES).

Actualmente las principales rampas de lanzamiento en el Centro Espacial Guayanés son propiedad de la Agencia Espacial Europea (ESA). El primer lanzamiento desde Kourou había sido efectuado el 9 de abril de 1968.

Video lanzamiento “Soyuz-ST” desde Kourou

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(© CNES)
 
Santa Fe, Argentina, 02 de Marzo de 2007.
 
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