¿Qué sucede con la última etapa de los cohetes?

Cuando se lanzan cosas a la órbita terrestre como satélites, por ejemplo, a menudo la última etapa realizará la quema para lograr una órbita estable y luego se desechará.

Así que ahora tenemos una etapa de cohete en órbita estable. Esto se muestra en tantos videos, y nunca muestran lo que le sucede a esa etapa.

¿Se dispara retrógrado para volver a entrar o progradar para terminar en una especie de órbita de cementerio, o permanece allí como basura espacial? Si es así, ¿cómo se aseguran de que la carga útil no colisione con el cohete en el futuro si no tiene su propio sistema de propulsión para reposicionarse en una órbita ligeramente diferente a la etapa gastada?

Es probable que esto sea caso por caso, pero creo que, en la mayoría de los casos, la última etapa es lo suficientemente baja como para que la resistencia atmosférica la desorbite rápidamente, lo que hace que se queme al volver a entrar.

Respuestas (1)

En los primeros días, a nadie le importaban las etapas superiores, por lo que ocasionalmente chocaban con otros objetos o explotaban espontáneamente cuando fallaba un tanque presurizado. Es por eso que representan una fuente importante de desechos espaciales. Véase también Orbital Debris from Upper Stage Breakup en Google Books.

Desde la década de 1990, existen prácticas estándar que requieren la pasivación de las naves espaciales no utilizadas que permanecen en órbita. Eso significa que los tanques de propulsor y presurizados deben agotarse tan pronto como la carga útil desplegada esté fuera de alcance.

Dependiendo de la órbita (LEO, GTO, GEO, etc.) existen diferentes opciones para disponer de una etapa superior. Las Prácticas Estándar de Mitigación de Desechos Orbitales del Gobierno de EE. UU . las enumera de la siguiente manera:

  • LEO o inferior: Reentrada atmosférica, es decir, maniobrar el escenario a una órbita que provocará un arrastre atmosférico y eventualmente se quemará.
  • Entre LEO y MEO: maniobra el escenario a una órbita de cementerio entre 2000 km y 19 700 km.
  • Entre MEO y GEO: maniobre el escenario a una órbita de cementerio entre 20,700 km y 35,300 km.
  • Por encima de GEO: maniobre el escenario a una órbita de cementerio por encima de 36,100 km

El objetivo es principalmente evitar dejar el escenario en una órbita que interfiera con cualquier órbita operativa en LEO, MEO y GEO. Si no puede lograr el reingreso, lo ideal es estacionar el escenario en una órbita lo más alta posible para reducir su velocidad y, por lo tanto, minimizar la energía y los desechos liberados en caso de colisión.

Esto también se aplica a otras naves espaciales, como los satélites al final de su vida útil.

Las prácticas estándar mencionan además la "recuperación directa", básicamente para atrapar el objeto y sacarlo de la órbita. Aunque no conozco ninguna instancia que use este método.

Otra opción es dejar la etapa superior unida a la carga útil, de modo que pueda proporcionar potencia y empuje si es necesario.

Dejar la etapa superior unida a la carga útil requiere una etapa con combustible almacenable y una fuente de energía eléctrica de larga duración. El encendido repetido en gravedad cero también debería ser posible.
Relacionado con la discusión sobre la recuperación directa: ¿Podrían las etapas superiores eliminar los desechos espaciales como una segunda misión?