¿Se pueden usar todos los satélites/naves espaciales indistintamente con todos los vehículos de lanzamiento?

Las naves espaciales/satélites constituyen la carga útil de un vehículo de lanzamiento. El despliegue/inyección en órbita es una tarea que probablemente deba ser realizada conjuntamente por la carga útil y el vehículo de lanzamiento. Fuera de mi cabeza, digamos, cosas como cualquier verificación/activación preliminar de sistemas que deba realizarse fuera de la atmósfera antes de que la carga útil se separe del vehículo de lanzamiento.

  • ¿Existe algún tipo de matrimonio entre los sistemas de carga útil (electrónicos y de otro tipo) y los sistemas a bordo del vehículo de lanzamiento?
  • ¿Se pueden usar todos los satélites/naves espaciales indistintamente con todos los vehículos de lanzamiento?
¿Se refiere a adaptadores de carga útil y sistemas de separación? Sí, algunos están casados ​​(PASS dedicado), otros solo están acoplados (PASS estándar) durante el proceso de integración de la carga útil . Perdón por las insinuaciones. Además, ¿cuántas cabezas tienes?
Eso es. Ni siquiera sabía los términos relevantes...

Respuestas (2)

La respuesta corta es No, no todas las naves espaciales (S/C) se pueden lanzar con cualquier Lanzador. Una vez dicho esto, permítanme ser más preciso en la respuesta:

Selección del lanzador:

Supongamos que se conocen las dimensiones generales y el peso del S/C y que la órbita final está, más o menos, definida. En tal caso, ningún vehículo de lanzamiento (LV) puede colocar el S/C en el interior (los carenados ya están diseñados) o es demasiado grande para acomodarlo en el interior como carga útil principal. En este último caso, un lanzamiento compartido podría ser una buena solución. El peso y la órbita final también son cruciales para decidir si un LV es capaz o no de satisfacer las necesidades. Cuanto más cerca esté la órbita de inyección de la órbita final, se necesitará menos combustible a bordo del S/C (o mayor vida útil puede tener el S/C). Por lo tanto, ningún LV tiene la capacidad de inyectar el peso S/C donde sea necesario.

Con los parámetros anteriores y, por supuesto, teniendo en cuenta el coste del lanzador, se selecciona una lista de LV candidatos.

Rediseño del S/C: ahora el diseño del S/C debe adaptarse al lanzador específico, por lo que aquí son importantes dos aspectos adicionales:

  • Las cargas mecánicas que el LV inducirá en el S/C. ¿Puede el S/C soportar esas cargas?
  • La interfaz entre el LV y el S/C (adaptador del lanzador).

Para el primer punto, si selecciona un lanzador y realiza toda la campaña de aceptación de S/C basada en dicho LV y finalmente se lanza con otro lanzador, podría suceder que se realice alguna prueba adicional para garantizar que el S/C pueda resistir con las cargas más severas impuestas por el nuevo lanzador. Si las cargas entre los lanzadores seleccionados no difieren demasiado, el S/C se puede probar en un sobre para evitar este problema.

Para el adaptador de BT... digamos que la parte más crítica es el dispositivo de separación. Básicamente existen dos sistemas principales de dispositivos separadores: el atornillado y la banda de sujeción. Algunos LV pueden instalar ambos, pero esto no es habitual. Puede suceder que el LV seleccionado para su S/C tenga un sistema y sea diferente del otro LV capaz de inyectar el S/C... entonces si el lanzador final es otro, hay un problema, en tiempo y costo, ya que el S/C necesita ser modificado.

Como puede ver, el diseño y la verificación del S/C es un bucle, como lo es el diseño del LV (se puede ajustar un poco). Sin embargo, la autoridad S/C y la autoridad LV son, en general, entidades diferentes por lo que no existe (insisto, en general, pero no siempre) matrimonio electrónico entre la S/C y la LV. En realidad, el S/C suele estar en "espera" hasta que se separa del BT, ahorrando energía. ¿Cuál es el punto de tener el S/C encendido si el S/C no está desconectado del BT, la actitud no funcionará correctamente? Por lo general, un conector informará al S/C que arranque una vez que se haya desconectado.

¿Supongo que no podrías compartir una referencia/fuente...?
Esta es una respuesta correcta en general. Solo me gustaría mencionar que en misiones comerciales (no sé de misiones científicas), el operador generalmente seleccionará dos vehículos de lanzamiento: uno primario y uno de respaldo. Estos se determinan a tiempo para las pruebas acústicas, térmicas y de vacío de la nave espacial. Un cambio de lanzador puede ocurrir incluso meses antes de un lanzamiento determinado, lo que demuestra que el cambio suele ser mínimo.
Disculpe a todos, la respuesta que di se basa en mis estudios y experiencia profesional en el sector aeroespacial. Algunos LV tienen documentos de interfaz muy buenos y "públicos", donde puede encontrar sus capacidades y restricciones. Consulte el enlace publicado por TidalWave La lista de manuales de usuario (históricos y actuales) del vehículo de lanzamiento

Cada nave espacial está diseñada para adaptarse a un lanzador en particular, de hecho, cada lanzador tiene sus propios adaptadores que tienen diferentes tamaños y pueden transportar diferentes pesos. Además, la nave espacial tiene que satisfacer la restricción de altura y diámetros máximos que provienen del lanzador seleccionado.

Durante las pruebas las cargas aplicadas a la estructura de la nave espacial son las especificadas en el manual del lanzador y son diferentes para cada lanzador.

Debería poder descargar el manual de Ariane 5 desde el sitio web de Arianespace, en caso de que quiera saber más sobre los requisitos que debe cumplir la nave espacial.

Lo siento, pero esto está mal. En realidad, no es tan infrecuente que algunas naves espaciales se lancen encima de un vehículo de lanzamiento completamente diferente, a veces incluso las naves espaciales de una misma serie usaron diferentes LV. Por lo general, nada sobre su propio diseño necesita cambiar para acomodarlo allí, pero puede requerir un carenado de carga útil personalizado (si se usa) y/o un adaptador de carga útil personalizado para integrarlo con el LV. Por ejemplo, la próxima prueba de vuelo Orion EFT-1 se lanzará en Delta IV-Heavy, no en SLS. Y Mars Orbiter Mission tampoco se lanzó en un vehículo de lanzamiento previamente designado.
Bueno, esto depende del tipo de nave espacial, si por ejemplo quieres lanzar una gran nave espacial en Ariane 5 y usas el adaptador que tiene un diámetro de 2624 mm entonces no es tan fácil encontrar otro lanzador que tenga otro adaptador estándar del mismo tamaño y eso significa que debe rediseñar la cara que se unirá al adaptador o el nuevo lanzador podría no tener el mismo diámetro máximo de carenado. Entonces, por supuesto, podría haber naves espaciales más flexibles desde este punto de vista, pero no es la regla.
Además, hay casos en los que es posible pensar en un lanzador de respaldo, pero esto se puede hacer solo para naves espaciales que no tienen características particulares en términos de tamaño y peso.
Está bien, pero lo que estás describiendo es la integración de carga útil. Cada proveedor de servicios de lanzamiento tiene tales instalaciones y trabajarían con sus clientes por los que a menudo competirían para brindarles sus servicios. Unas pocas cargas útiles están diseñadas desde el principio para apuntar solo a un vehículo de lanzamiento específico. En realidad, sería bastante tonto si lo hicieran, considerando cuánto tiempo lleva su diseño. Además, incluso los misiles balísticos pueden equiparse con diferentes cargas útiles y usar PASS estándar en la actualidad. Para conocer la capacidad de LV, consulte, por ejemplo, en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_orbital_launch_systems
Lo que quise decir es que una vez que haya decidido las características principales de su nave espacial (tamaño, masa, órbita de inyección), comience a buscar posibles lanzadores y comience el diseño en consecuencia (siguiendo el manual del lanzador). Al final de las fases de diseño y prueba, la nave espacial está lista para adaptarse a un lanzador específico y solo en algunos casos puede decidir cambiar el lanzador en el último minuto.
Una vez más, eso es incorrecto en la mayoría de los casos. Puede haber ciertos obstáculos que le impidan seleccionar diferentes proveedores, como obligaciones contractuales, la naturaleza de la carga útil en sí misma (por ejemplo, cargas útiles clasificadas), limitaciones presupuestarias o logísticas, pero aun así, los mismos proveedores de servicios de lanzamiento a menudo operan una flota completa de lanzadores diferentes. vehículos de diversas capacidades. Incluso los mismos vehículos de lanzamiento vuelan en diferentes configuraciones y Arianespace (ya que mencionó Ariane 5) incluso proporciona carenados de carga útil de diferentes volúmenes y configuraciones (simple, doble,...) para la mayoría de los LV.
Aquí hay otro ejemplo. Orbital Sciences ahora está buscando un proveedor de lanzamiento suplente para algunos próximos lanzamientos de naves espaciales Cygnus a la ISS, desde el percance de su vehículo de lanzamiento Antares durante la misión Orb-3 y hasta que reemplacen el motor de primera etapa de Antares. Tienen la obligación contractual con la NASA de entregar una cierta cantidad por peso de suministros a la estación. Todavía usarán su nave espacial Cygnus, pero en realidad podrían incluso cumplir con las obligaciones del contrato con un lanzamiento menos si seleccionan un vehículo de lanzamiento más capaz que el Antares en su configuración anterior.
Sobre este último comentario, en realidad escuché que el problema con Cygnus es que podría no existir la posibilidad de usar otro lanzador porque esto significa que deberían hacer otras pruebas para probar los diferentes casos de carga... así que existe el riesgo de que tengan que esperar. hasta que se solucione el problema con el lanzador original. De todos modos... en algún momento del proceso se debe elegir el lanzador, de lo contrario, no sabe qué entradas necesita usar durante las pruebas y al final se debe realizar el análisis acoplado.
Es cierto que Ariane puede proporcionar diferentes configuraciones para el mismo lanzador (como Ariane 5 ME y Ariane 5 ECA), pero si su nave espacial es muy pesada o grande, seguro que no cabe en el Ariane 4. Ariane 5 ME y ECA también son un caso especial ya que pueden usar los mismos adaptadores estándar
Otro ejemplo es la mayoría de las naves espaciales geoestacionarias comerciales. Por ejemplo, el SES-8 de Orbital podría lanzarse tanto en un Falcon 9 v1.1 como en un Proton. Del mismo modo, Astra 5b podría lanzarse en un Proton y en un Ariane 5. Esto permite la competencia entre lanzadores, lo que ayuda a los operadores, como SES o IntelSat, a reducir los precios de lanzamiento. Los fabricantes, como SSL u OSC, no tienen otra opción que adherirse a los deseos de los operadores, que se expresan plenamente en los requisitos técnicos proporcionados. Para resumir, esta respuesta solo se aplica a un pequeño subconjunto de lanzamientos.
Permítanme agregar que los operadores también quieren poder lanzar en otros vehículos si un vehículo determinado no está listo a tiempo o ha tenido un percance como OSC, como se mencionó anteriormente. De hecho, en el programa SES-8, el operador casi abandonó a SpaceX porque se retrasaron en la prueba del cohete mejorado. Los operadores siempre eligen un lanzador primario y uno de respaldo.
Eso significa que tiene un iniciador seleccionado y una solución de respaldo, por lo que realmente ha tomado una decisión. Y también hay otros aspectos que restringen la elección del posible lanzador, por ejemplo, si desea utilizar fuentes de energía nuclear, no puede lanzar con un lanzador europeo, o si la misión es realizada por la ESA, tendrá un requisito agradable. pidiendo lanzar con un lanzador europeo. Entonces, en algún momento, debe elegir (primer lanzador + respaldo), no puede llegar al final del diseño sin tener una idea de qué lanzador desea usar
Y solo piense en las pruebas acústicas... ¿cómo puede saber cómo realizar la prueba si no sabe cuánto espacio vacío tiene alrededor del s/c porque no ha seleccionado los posibles lanzadores?
Plantea preocupaciones válidas, que siempre se tienen en cuenta al diseñar un vehículo. Sí, hay un principal y un respaldo, y estos se deciden en la fase de requisitos. También es importante tener en cuenta que un satélite determinado requiere cambios relativamente pequeños para adaptarse a otro carenado (suponiendo un conjunto determinado de lanzadores), si es que se necesita alguno. En cuanto a las pruebas acústicas, siempre se realizan en el peor escenario posible. Además, todas las pruebas siempre son verificadas dos veces por el operador, quien puede solicitar pruebas adicionales o más exhaustivas.
¿Se pueden usar todos los satélites/naves espaciales indistintamente con todos los vehículos de lanzamiento?
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