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Martes, 12 febrero 2013
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (27): D, Object (Sputnik)

D, Object (Sputnik)

Satélite; País: URSS; Nombre nativo: Спутник

El 4 de octubre de 1954 se presentó la propuesta de lanzar un satélite al Comité Especiale de l'Année Géophysique Internationale (CSAGI), reunido en Roma, en respuesta a las repetidas manifestaciones a favor procedentes de organismos tales como la International Scientific Radio Union o la International Union of Geodesy and Geophysics. Ante lo acertado de la idea, el citado comité adoptó la resolución esperada, que recomendaba lanzar pequeños satélites artificiales científicos.

Las dos únicas naciones con capacidad de lanzamiento espacial, por su potencial técnico y económico, eran en esos momentos los EE.UU. y la URSS. Los estadounidenses se manifestaron rápidamente interesados, por sus propias razones, mientras que los soviéticos no se dijeron públicamente nada al respecto hasta pasados varios meses.

En realidad, ya hacía mucho tiempo que se hablaba de satélites en la URSS, aunque sólo en ciertos círculos. En febrero de 1947, después de unos meses en Alemania siguiendo los vuelos de prueba de V-2 capturadas, Serguéi Koroliov volvió a su país y empezó a discutir con su colaborador principal, Mikhail Tikhonravov, la posibilidad de lanzar satélites, incluso con hombres a bordo. Al mismo tiempo, en la academia Zhukovsky se hablaba de dotar de etapas superiores a un cohete para lanzar un satélite artificial. El cohete se llamaría TT-1.

En julio de 1949, Tikhonravov mostró a Koroliov los cálculos de su equipo sobre un vehículo, basado en el misil R-3, capaz de alcanzar la velocidad orbital. Tres R-3 unidos paralelamente entre sí podrían conseguir la hazaña. Koroliov recomendó entonces a Tikhonravov que preparase un informe sobre la posibilidad de lanzar un satélite, el cual se presentaría en la Academia de las Ciencias de la Artillería el 15 de marzo de 1950. El texto se tituló “Sobre la Posibilidad de Alcanzar la Primera Velocidad Cósmica y de Crear un Satélite Artificial con la Ayuda de un Misil Multietapa Utilizando el Actual Nivel de Tecnología”. El ingeniero también mencionó la posibilidad de que fueran hombres los que viajasen hasta la órbita. La reacción, sin embargo, fue muy negativa. Sólo el apoyo de Koroliov justificó que los miembros del grupo de Tikhonravov continuasen profundizando en la cuestión, resultando en una serie de importantes trabajos teóricos.

[Img #11955]
Gracias a estos informes, el Ministerio de Defensa soviético empezó a contemplar la posibilidad de lanzar un satélite artificial. El 16 de septiembre de 1953 se autorizó un programa de estudios de dos años al grupo de Tikhonravov, el cual ya había dedicado considerables esfuerzos a ello durante 1952 y 1953. Entre otros problemas, se examinó cómo recuperar un satélite procedente del espacio, qué tipo de sistemas de control debería poseer, etc. Paralelamente, Koroliov encargó al grupo de M. Keldysh el estudio de métodos de recuperación de naves espaciales automáticas o pilotadas.

En diciembre de 1953, Koroliov añadió al texto del decreto de aprobación de los trabajos alrededor del misil R-7 (el primer ICBM) una mención expresa a la posibilidad de usar este vehículo como lanzador de un satélite artificial.

Luego, el 23 de enero de 1954, intentando conseguir apoyos para su idea de un satélite artificial, Koroliov habló con Keldysh para que el esfuerzo fuera coordinado entre el centro NII-4 y el Departamento de Física Aplicada. El 7 de febrero, mencionó la cuestión al ministro Ustinov, quien aceptó examinarla cuando tuviera una propuesta formal.

[Img #11952]Ante este interés,  el 16 de marzo de 1954 un buen número de expertos científicos se reunió bajo la tutela de Koroliov para dar los últimos toques a una propuesta concreta de lanzamiento de un satélite artificial. Una vez redactada, el 24 de marzo Keldysh consiguió el imprescindible apoyo de la Academia de las Ciencias para su presentación.

El 25 de mayo de 1954 se realizó la presentación oficial en la Academia de las Ciencias de la propuesta para la construcción de un satélite. Los presentes dieron un apoyo total a la iniciativa, fundamentada en un documento crucial escrito por Tikhonravov titulado “Informe Sobre un Satélite Artificial de la Tierra”. Después de algunos estudios suplementarios, Koroliov había concluido que su misil R-7, en la configuración inicial, podía lanzar a distancias intercontinentales una bomba termonuclear de más de 5 toneladas, o lo que es lo mismo, acelerar unas 1,5 toneladas a velocidad orbital. Su propuesta fue presentada ante el Ministerio competente (27 de mayo), pero enfocada de tal manera que el lanzamiento del satélite fuera sólo uno más de los pasos que sirvieran para verificar la efectividad del R-7 como misil ICBM, una prioridad nacional. La propuesta, en el Ministerio, no fue acogida con demasiado entusiasmo, pero debido al interés militar de un satélite, se autorizará en agosto el inicio de pequeños trabajos al respecto.

Los anuncios del Comité Especiale de l'Année Géophysique Internationale cambiaron un poco las cosas. Los soviéticos se vieron sorprendidos por la iniciativa occidental, lo que les obligó a prestar más atención a las propuestas de Koroliov, que aún avanzaban con lentitud. La primera reacción fue constituir un organismo interno para tratar todo lo concerniente a la exploración espacial. Se llamará “Comisión Interdepartamental para la Coordinación y Control de Trabajos en el Campo de la Organización y Consecución de Comunicaciones Interplanetarias”, un largo nombre para un objetivo mucho más concreto. La existencia de esta comisión, encabezada por el académico Leonid I. Sedov, se dio conocer sólo el 16 de abril de 1955, en un artículo periodístico.

[Img #11953]Por fin, el 30 de enero de 1956, el Consejo de Ministros soviético emitía la orden 149-88ss, la confirmación oficial para la construcción de un satélite artificial y su lanzamiento a bordo de un misil R-7, según los planes diseñados por Koroliov. Ante la buena nueva, éste llamó a Tikhonravov y sus colaboradores y les comunicó que había sido nombrado responsable del proyecto.

El programa contemplaba el diseño de un sofisticado satélite llamado Object-D (los Object-A, B, V y G, siguiendo el orden del alfabeto cirílico, correspondían a diferentes versiones de la cabeza nuclear desarrollada para los ICBM), un vehículo que aprovecharía toda la capacidad de carga del R-7. Estaría equipado con numerosos instrumentos científicos, incluidos los que habrían permitido descubrir, de haber sido lanzado a tiempo, los famosos cinturones de radiación de Van Allen. Se habló incluso de embarcar a bordo a un perro. Sin embargo, el Object-D no sería aún capaz de orientarse, debido a las dificultades que ello entrañaría.

El apoyo del gobierno hacia la iniciativa no sería total (aunque su diseño podría servir como punto de partida para un vehículo espía) y ello pondría en peligro uno de los objetivos: colocar en órbita el satélite antes que los estadounidenses. En cuanto al lanzador, Koroliov empezó a trabajar en una versión mejorada de su R-7 (8K71) llamada 8A91. El 8A91 será diseñado exclusivamente para lanzar el primer satélite soviético e implicaba mejoras en sus motores.

El 5 de marzo de 1956 se iniciaban los trabajos detallados de diseño del satélite Object-D. Con ellos a la vista, el 24 de julio Koroliov firmaba su plan de desarrollo. Sin embargo, a pesar de sus esfuerzos, el apoyo económico del Gobierno soviético no estaría a la altura de las circunstancias. Temiendo que los americanos se adelantasen a sus propósitos,  Mstislav Keldysh explicó el 14 de septiembre de 1956,  frente a la Academia de las Ciencias, que la falta de interés de la industria y de los estamentos científicos también ponía en peligro la primicia. El desarrollo del Object-D empezaba a acumular retrasos.

El 24 de septiembre de 1956, para acelerar el desarrollo del satélite, Koroliov dividió el trabajo sobre la base de tres variantes científicas del mismo vehículo. Cuatro días después, el nuevo plan era aprobado, y el diseño quedaba congelado. De entre las tres versiones del Object-D, todas de aspecto cónico, destacaba la que permitiría instalar un perro a bordo, en una cabina semejante a la utilizada durante los vuelos en altitud a bordo de cohetes sonda.

[Img #11957]A finales de año, las pruebas estáticas de los motores del misil R-7 indicaron que su impulso específico sería seis segundos inferior al esperado, con lo que el cohete no podría colocar en órbita el pesado satélite. En ese momento empezó a verse claro que el primer vehículo espacial soviético quizá tendría que ser menos ambicioso. Debido a ello, el 25 de noviembre de 1956, Koroliov decidió dejar aparcado el Object-D y empezar a construir otro satélite mucho más sencillo. Este satélite se llamará PS (Prosteishyi Sputnik) y será construido en apenas un mes. La propuesta fue aprobada el 15 de febrero de 1957, y el vehículo se convertirá en el primer Sputnik. Por su parte, el Object-D original quedaba retrasado hasta abril de 1958.

En abril de 1957, Tikhonravov presentó el informe titulado "Un Plan de Investigación para la Creación de Satélites Tripulados y Naves Espaciales Automáticas para la Exploración Lunar", donde se resumían las ambiciones de conquista espacial que los soviéticos pensaban llevar a cabo durante los próximos años. En él destacaba el satélite Object-D, que debería ser fabricado en tres variantes: la primera (versión científica) es la que finalmente se construirá, mientras que las otras dos serían los Object-OD1 y Object-OD2. El OD-1 debía ser el prototipo de un satélite militar de reconocimiento, equipado con un sistema de orientación pasivo, y el OD-2 (con sistema de orientación activo) debía transportar una carga biológica (perros).

Con el éxito del Sputnik (PS-1), y la gloria conseguida, Koroliov pudo retornar a los trabajos para el lanzamiento del primer Object-D. Tras varios meses de intenso esfuerzo, que debían cristalizar en un vehículo mucho más capaz, científicamente hablando, que los Vanguard y Explorer estadounidenses, llegó por fin el momento de llevar a este satélite a la rampa de despegue.

Pensado para estudiar las capas superiores de la atmósfera y el espacio cósmico, el Object-D tenía el aspecto de un cono de 1,73 metros de diámetro en su base y 3,57 metros de altura, sin contar las antenas, es decir, un verdadero gigante espacial. Su masa era considerable, en comparación con sus rivales americanos, ya que alcanzaba los 1.327 Kg, de los cuales 968 correspondían a los sistemas de provisión energética, telemetría y los instrumentos científicos. La nave empleaba células solares para alimentar sus baterías, situadas alrededor del cuerpo del satélite, en la zona inferior. Como instrumentos transportaba un magnetómetro, fotomultiplicadores, un contador de fotones, manómetros de ionización, trampas de iones, fluxómetros electrostáticos, un tubo espectrométrico de masas, un detector de núcleos pesados de rayos cósmicos, un sensor de radiación cósmica y un sensor de micrometeoritos. La electrónica, en el interior de un recinto presurizado, empleaba tecnología de estado sólido pero también tubos de vacío. Los soviéticos preferían dotar a sus naves de una atmósfera interior semejante a la de la Tierra, lo que les liberaba de desarrollar equipos adaptados al vacío y el medio ambiente cósmico. Esto implicaba una mayor masa, pero los poderosos lanzadores disponibles permitían afrontar sin problemas esta ineficiencia. El satélite también utilizaba un sistema de regulación térmica que cambiaba el coeficiente de reflexión o radiación de su superficie en función de las temperaturas interiores.

[Img #11954]El despegue ocurrió el 27 de abril de 1958, desde Baikonur (NIIP-5), y se convirtió en el primer fracaso espacial de la URSS, lo cual hizo que permaneciese secreto durante mucho tiempo. El lanzamiento falló cuando su cohete 8A91 estalló poco después de iniciado el ascenso.

Problemas de vibraciones (frecuencias de resonancia longitudinal) en los motores laterales del cohete, fueron lo que provocó la explosión, a los 96 segundos del despegue (algunas fuentes hablan de 88 segundos), alcanzando sólo unos 15 kilómetros de altitud. En medio de un amplio despliegue de personal y de un gran secretismo, el destrozado vehículo fue recuperado. Una vez desmontado, algunos de sus instrumentos aún funcionaban, un claro signo de la robustez de sus mecanismos.

Después del decepcionante accidente, se preparó el segundo ejemplar de la serie. El Ingeniero Jefe deseaba estudiar a fondo lo ocurrido con su predecesor, pero Jrushchov no le dejó. A las puertas de una importante votación en Italia, un éxito de este calibre reportaría sin duda millones de votos al hermano Partido Comunista italiano.

[Img #11956]Idéntico al primer Object-D, su doble despegó el 15 de mayo y alcanzó el espacio sin dificultades gracias al buen funcionamiento de su cohete. Una vez separado de él en una órbita elíptica de 217 por 1.864 Km, fue bautizado como Sputnik-3, e inició sus estudios de la composición atmosférica en sus capas superiores, la tensión del campo electrostático terrestre, la concentración de iones positivos, la carga eléctrica sufrida por el satélite, la radiación solar y cósmica, los micrometeoritos, etc. También informará de diversos parámetros referidos al comportamiento del propio vehículo, como la temperatura superficial y la interna. Los instrumentos operaron siguiendo un sistema de control programado. La adición de un grabador de cinta magnética, para almacenar la información cuando se estuviese fuera del alcance de las estaciones terrestres y después transmitirla a la Tierra, acabó sin embargo siendo un fracaso. Pruebas en tierra delataron su mal funcionamiento, pero el lanzamiento se aprobó igualmente, responsabilizando de los problemas a interferencias en los aparatos del laboratorio. La premura de las elecciones italianas evitó resolver la cuestión. Como es lógico, llegado el momento, el grabador no actuó y de nuevo los científicos soviéticos debieron conformarse con los datos recibidos y captados durante las ventanas de visibilidad sobre la URSS.

Su considerable brillo en órbita permitirá su seguimiento óptico desde tierra. Radioaficionados de todo el mundo seguirán sus transmisiones. La información enviada confirmará el descubrimiento realizado por los Explorer-1 y 3 sobre la existencia de los cinturones de radiación de Van Allen que rodean la Tierra. Por ejemplo, se descubrirá que la magnetosfera tiene un papel importante en el guiado de ciertas partículas ionizadas hacia la atmósfera terrestre, principalmente sobre los polos, donde se desarrollan las conocidas auroras, y se encontrarán indicios de un nuevo cinturón exterior. El Sputnik-3 dejó de funcionar el 3 de junio, y reentró el 6 de abril de 1960.

Nombres

Lanzamiento

Hora (UTC)

Cohete

Polígono

Identificación

Object D-1 No. 1

27 de abril de 1958

09:01

8A91 (B1-2)

NIIP-5 LC1

-

Object D-1 No. 2 (Sputnik-3) (3-y ISZ)

15 de mayo de 1958

07:00:35

8A91 (B1-1)

NIIP-5 LC1

1958-Delta 2



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