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Lunes, 18 febrero 2013
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (31): Agena

Agena

Cohete; País: EEUU; Nombre nativo: Agena

Durante la primera época de la exploración espacial, los cohetes utilizados para enviar satélites a la órbita terrestre estarían basados principalmente en misiles militares de medio, intermedio y largo alcance, debido a su pronta disponibilidad. La mayoría de ellos, sin embargo, no podían desarrollar por sí solos la velocidad necesaria llevando a bordo una carga útil apreciable. Debido a eso, tendrían que ser dotados de etapas superiores, cuyo sucesivo funcionamiento permitiese alcanzar la velocidad orbital.

Así, cuando el 29 de octubre de 1956 se encargó a la compañía Lockheed el desarrollo de un sistema de reconocimiento fotográfico llamado WS-117L, altamente secreto, se incluyó en el contrato la definición de una etapa superior que, junto al misil ICBM Atlas, pudiera poner en órbita polar al satélite espía. En ese momento, ningún ingenio había sido lanzado aún al espacio, y muchas eran las incógnitas a superar por los ingenieros.

Para la etapa superior, se rastrearon los sistemas de propulsión disponibles y se optó por emplear el motor Bell 8048 (Hustler), desarrollado originalmente para propulsar el misil aire-tierra que lanzaría el bombardero supersónico B-58 Hustler.

El programa del satélite espía, muy caro, acumuló retrasos durante meses, hasta que el despegue del Sputnik soviético transformó la situación, otorgando una alta prioridad al WS-117L. Su presupuesto se multiplicó por cuatro en noviembre de 1957, pero su puesta en marcha aún quedaba alejada en el tiempo. Debido a ello, se recomendó iniciar un programa provisional más sencillo (futuro Corona), el cual pudiera obtener las necesarias fotografías espía y retornarlas a la Tierra mediante una cápsula, en vez de transmitirlas, como debía hacer el complicado WS-117L. La mayor sencillez del método y la ligereza de los componentes implicados propiciaron la utilización de un misil Thor (más pequeño que el Atlas), equipado con una etapa Able u otra o más potente. Finalmente, se optó por utilizar la misma que estaba siendo preparada para el WS-117L.

El 17 de noviembre de 1958, el programa WS-117L desaparecía como tal bajo las órdenes de la agencia ARPA, subdividiéndose en otros enfocados a misiones concretas (Sentry/Samos, MIDAS e inteligencia electrónica). A pesar de todo, continuarían necesitando la utilización de lanzadores Atlas equipados con la etapa superior Hustler.

[Img #12064]Esta etapa fue desarrollada rápidamente debido a la altísima prioridad del programa militar. Fue concebida no sólo como fase de impulsión sino también como plataforma instrumental, ya que en algunos casos, en vez de liberar satélites, ellas mismas actuarían como tales, equipadas con sensores infrarrojos, cápsulas, etc. Para que estos instrumentos pudieran funcionar correctamente, la etapa Hustler se estabilizaría mediante rotación o se orientaría en sus tres ejes. El vehículo medía unos 6 metros de largo y tenía un diámetro máximo de 1,5 metros. Poseía tanques independientes para sus propergoles, que consistían inicialmente en JP4 y RFNA, los cuales alimentaban su motor Bell 8048 (XLR81) de 69,1 kN de empuje durante dos minutos. Posteriormente se utilizarían IRFNA y UDMH como propergoles para el motor modificado Bell 8048 (LR81-BA-5). Además, la etapa llevaba un sistema auxiliar de gas nitrógeno y tetrafluorometano para gobernar su orientación.

En 1958, Lockheed empezó a llamar Agena (RM-81) a su etapa, propuesta que aprobó la ARPA en junio de 1959. En lo sucesivo, la Hustler sería conocida como Agena-A, y como estaba previsto, fue combinada con misiles Thor y Atlas. Los primeros fueron modificados para incorporar la Agena, proporcionando unas dimensiones totales de 23,9 metros de altura y 2,44 metros de diámetro máximo, y 53 toneladas de peso. El Thor (versión DM-1812-3), fue desprovisto de su cono delantero original y del sistema de guiado, que fue incorporado a la Agena.

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El 21 de enero de 1959, el primer Thor-Agena-A, con la carga Discoverer (tapadera del programa Corona), intentaba el lanzamiento. Sin embargo, durante la cuenta atrás, unos 60 minutos antes del despegue previsto, la prueba del sistema hidráulico de la etapa Agena dio paso a la explosión no prevista de los bulones que separarían automáticamente a ésta del Thor. Al mismo tiempo, se encendieron los motores de control de la Agena, exactamente como lo harían si estuviesen alejándola de la primera fase, en pleno vuelo. La explosión y la acción de dichos motores provocaron la rotura de las estructuras superiores del Thor, lo que ocasionó un leve descenso de la Agena y la fuga de sus corrosivos propergoles. Con ésta manteniendo un precario equilibrio, la cuenta atrás fue abortada para que el cohete pudiera ser asegurado y retirado de la rampa de lanzamiento.

Seguirían otras 15 misiones Thor-Agena-A, con cargas experimentales Discoverer o cámaras espía Corona (KH-1), entre el 28 de febrero de 1959 y el 13 de septiembre de 1960, con variados resultados finales.

Las restantes misiones Agena-A volarían junto a misiles Atlas-D, utilizados para satelizar ingenios de alerta inmediata (MIDAS) y de espionaje (Samos E-1). También el Atlas fue modificado para llevar a la Agena, formando un cohete (el más potente del arsenal estadounidense disponible en esos momentos) de 30,02 metros de alto y 124 toneladas de peso. El primer Atlas-Agena-A despegó el 26 de febrero de 1960, sin éxito, y fue seguido por tres misiones más, la última el 31 de enero de 1961.

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La Agena-A estuvo implicada en un total de 20 misiones. Las próximas utilizarían un modelo más versátil de la etapa, la llamada Agena-B. Lockheed prolongó para ella los tanques de los propergoles (dando al vehículo una longitud de 8 metros), los cuales usarían directamente el fuselaje exterior como pared para reducir peso, y se colocó un nuevo motor mejorado llamado Bell 8081, que además de proporcionar un mayor empuje (71,2 kN), era capaz de reencenderse en vuelo y por tanto modificar la altitud de la órbita. Podía funcionar durante un total de 240 segundos.

Todo lo anterior permitiría llevar una mayor masa hasta la órbita (los satélites Corona incrementarían su peso) y efectuar maniobras antes imposibles de realizar.

La Agena-B gozaría de un considerable éxito, volando en 76 ocasiones. El primer ejemplar lo hizo junto a un misil Thor DM-21, el 26 de octubre de 1960, si bien no alcanzó el espacio. El vehículo completo mediría 24,8 metros de altura, 2,44 metros de diámetro máximo y pesaría 55,8 toneladas. La combinación Thor-Agena-B se usó 43 veces, principalmente para el programa espía Corona (KH-2, 3 y 4), el Argon (KH-5), y el Samos F-2, además de para otras cargas menores (RM, Oscar). También lo usó la NASA para misiones científicas (Alouette, Explorer), de comunicaciones (Echo) y meteorológicas (Nimbus). El último Thor DM-21-Agena-B despegó el 29 de noviembre de 1965. La Agena-B también se usó en dos ocasiones junto a cohetes TAT (Thor con empuje aumentado mediante tres aceleradores sólidos, o SLV-2A), el 29 de junio de 1963 y el 15 de mayo de 1966, los cuales llevaron un Samos-F2 y un Nimbus, respectivamente.

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Su combinación con el misil Atlas-D ocurrió 28 veces. Elevó la capacidad orbital del cohete hasta las 2,3 toneladas, frente a las 1,86 del modelo Atlas-Agena-A. El vector completo pesó 130 toneladas al despegue, con una altura total de 32,86 metros y un diámetro máximo de 4,88 metros. La Agena-B, sobre el Atlas, tenía una longitud total de 7,62 metros, un diámetro de 1,52 metros y un peso al despegue de 7,1 toneladas.

Su primera misión sucedió el 12 de julio de 1961, y la última el 21 de marzo de 1963. Durante este período se lanzaron sondas Ranger y Mariner de la NASA, satélites Midas, Samos-E2, E5 y E6 para los militares, y OGO también para la agencia civil, además de algunas cargas menores. Otro OGO de la NASA voló el 7 de junio de 1966 en el único ejemplar del Atlas SLV3-Agena-B, que sustituía el misil Atlas por un Atlas estandarizado, construido expresamente para el programa espacial.

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Hay que mencionar que la NASA empleó la etapa Agena-B con el permiso de la USAF, tras confirmar que sus prestaciones serían muy parecidas a las de la etapa Vega que la agencia estaba desarrollando. Esta fue cancelada para impedir duplicar esfuerzos. También consideró su uso (agosto de 1960) para lanzar una mini estación con una cápsula Mercury, algo que no se llevó a cabo, y la seleccionó (agosto de 1961) para transformarla en un objetivo para ensayar encuentros y acoplamientos en órbita, junto a cápsulas Gemini. Sin embargo, el 25 de agosto de 1961, la USAF y Lockheed ya habían firmado un contrato para desarrollar una Agena más avanzada, la futura Agena-D, y cualquier iniciativa de la NASA en ese sentido se basaría en este nuevo modelo. En julio de 1962, en efecto, la NASA acordó con la USAF adoptar a la Agena-D para esta misión.

La Agena-D sería muy parecida externamente a su antecesora. No obstante, hasta esa fecha, cada etapa Agena-B se construía específicamente para una misión en particular, y no eran intercambiables. El objetivo ahora, pues, sería desarrollar una Agena estandarizada y modular, cuya rápida producción pudiera ser asignada más fácilmente a sucesivas misiones espaciales. Además de utilizarse junto a cohetes Thor y Atlas, la Agena-D sería compatible con el misil Titan-II.

La etapa propiamente dicha medía 1,5 metros de diámetro y 6,3 metros de largo, sin contar la carga útil. Su motor era el Bell 8096, de 71,2 kN, pero capaz de funcionar durante 265 segundos. Además, opcionalmente se podía reencender hasta en 15 ocasiones. Su modularidad dejaba espacio a bordo para pequeños subsatélites y cargas adicionales específicas de cada misión.

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Esta configuración resultó ser un gran éxito, y de hecho es la Agena que voló más veces al espacio, hasta en 269 ocasiones, lo que la convirtió en la más frecuentemente usada del programa estadounidense. Ello implicó un alto ritmo de producción de hasta 40 etapas al año, la mayoría para misiones militares. Su versatilidad implicaba que podía llevar un motor con capacidad de reencendido o no, un sistema de propulsión secundario opcional, adaptadores e incluso paneles solares.

La primera Agena-D despegó junto a un Thor DM-21 el 28 de junio de 1962, continuando la tarea de satelizar ingenios del programa Corona (KH-4). Volaría 21 veces en total, hasta el 31 de mayo de 1967, llevando los citados KH-4, así como KH-5, Poppy, Starad, DSAP, entre otras cargas de menor tamaño.

La introducción de la versión TAT del Thor (SLV-2A) significaría otras 61 misiones, llevadas a cabo desde el 28 de febrero de 1963 hasta el 17 de enero de 1968. A bordo viajaron satélites del programa Corona (KH-4, KH-4A), Argon (KH-5), Lanyard (KH-6), Poppy, Samos F-3, Quill y un aún secreto Heavy Ferret (C), además de algunos subsatélites. La NASA, por su parte, los usó para misiones Pageos y OGO.

La carrera de la Agena-D no se detendría todavía. Un Thor con el cuerpo alargado (LTTAT/SLV-2G), sirvió para lanzar 30 misiones más, desde el 9 de agosto de 1966 hasta el 14 de diciembre de 1971, que sirvieron para satelizar ejemplares de las series espía KH-4A y KH-4B, Poppy y de un supuesto Heavy Ferret (D), entre otros. Además, la NASA lanzó Nimbus y SERT.

La última versión del Thor, la SLV-2H, voló en 13 ocasiones con etapas Agena-D, desde el 5 de junio de 1969 al 25 de mayo de 1972. Llevaron más satélites KH-4B y Heavy Ferret D, además de subsatélites P-11, y un OGO para la NASA.

También el misil Atlas-D quedó emparejado con la Agena-D. Se lanzaron 15 Atlas-Agena-D entre el 12 de julio de 1963 y el 20 de julio de 1965. Su carga útil fue principalmente satélites espía Gambit-1 (KH-7), detectores Vela y subsatélites P-11. La NASA lo utilizó para misiones Mariner.

La versión estandarizada, espacial, del Atlas (SLV3), voló en 47 ocasiones con la Agena-D, algunas de ellas especialmente destacadas. La primera despegó el 14 de agosto de 1964 y la última el 5 de noviembre de 1967. La serie continuó satelizando vehículos Gambit-1 y P-11, junto a otras misiones menos importantes. La utilización de la NASA del vector incluyó lanzamientos para los Lunar Orbiter, ATS y Mariner. Pero la carga más notable de este período fue el uso de la Agena-D como etapa objetivo para el programa Gemini.

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La NASA tuvo que modificarla para permitir la inclusión de un collar de acoplamiento, que permitiría a las cápsulas tripuladas Gemini unirse a ella. Dada la presencia de humanos, la NASA inició un programa de mejoras para garantizar su fiabilidad. Ello permitió sustituir el motor 8096 habitual por una versión más segura, llamada 8247, de idénticas prestaciones pero con una capacidad de reencendido certificada en al menos cinco ocasiones. Con los dos vehículos unidos, la etapa Agena-D se encendería para incrementar la órbita del conjunto, y la NASA quería estar segura de que volvería a hacerlo para llevar a la Gemini de vuelta a una altitud adecuada para el regreso. Las modificaciones se aprobaron en septiembre de 1962 y se realizaron después muchas pruebas estáticas del motor, así como ensayos de acoplamiento en tierra. Además, se añadió un sistema de propulsión secundario con un motor Bell 8250 para facilitar ajustes orbitales menores.

La versión de la NASA para acoplamientos de la Agena-D se llamó GATV (Gemini Agena Target Vehicle). Se lanzaron seis de ellos, con dos fallos durante el despegue.

La siguiente serie de lanzamientos con etapas Agena-D junto a cohetes Atlas se inició el 4 de marzo de 1968. Estos últimos habían recibido un nuevo motor (MA-5), que modificó su versión a Atlas SLV3A. Volaron una docena de ellos, hasta el 7 de abril de 1978, llevando a bordo, a excepción de un OGO de la NASA, a varios satélites dedicados a la inteligencia electrónica (Canyon y Rhyolite), que operarían en órbita geoestacionaria.

Hay que mencionar también una versión especial (Atlas SLV3B) que hizo un único viaje para la NASA, el 8 de abril de 1966, con un observatorio OAO. La Agena-D quedó integrada dentro de un carenado de gran tamaño.

La Agena-D, como se ha dicho anteriormente, se adaptó asimismo para su uso junto al misil Titan-II. Actuando como tercera etapa, ella y el resto del cohete daban forma al Titan-IIIB-Agena-D, que estaría al principio dedicado exclusivamente a lanzar satélites espía de la serie Gambit-2 (KH-8). El primer cohete de este tipo despegó el 29 de julio de 1966. Le seguirían 21 más hasta el 3 de junio de 1969. Utilizaban la Agena-D más avanzada, con un motor Bell 8096 (LR81-BA-9).

Una mejora del cohete Titan, que recibió ajustes en los motores de sus dos etapas, dio pie a la versión Titan-23B-Agena-D, que se usó en 9 ocasiones, entre el 23 de agosto de 1969 y el 22 de abril de 1971, siempre con satélites Gambit-2.

Una nueva mejora en el Titan, con una primera etapa prolongada, permitió la puesta a punto de la versión Titan-24B-Agena-D, que voló 23 veces, aún con satélites Gambit-2. El primer Titan-24B-Agena-D despegó el 12 de agosto de 1971 y el último el 17 de abril de 1984. La mayor capacidad del lanzador permitió aumentar las prestaciones de estos últimos. Además, en todas estas misiones, la Agena-D, como en anteriores programas espía, formaba parte integral del satélite, que apoyaría en sus maniobras.

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Esto no ocurriría así en otro uso de la Agena-D junto al Titan-II. La versión Titan-33B-Agena-D utilizaría la etapa superior sólo como fase impulsora (Ascent Agena), y por tanto se separaría del satélite que llevaría hasta el espacio. Esta configuración, equivalente a la Titan-23B-Agena-D, se habría empleado en tres ocasiones, para lanzar satélites de inteligencia Jumpseat, entre el 21 de marzo de 1971 y el 21 de agosto de 1973, en órbitas de tipo Molniya.

La versión mejorada Titan-34B-Agena-D (con la primera etapa del Titan prolongada) se usaría en las restantes misiones, entre el 10 de marzo de 1975 y el 12 de febrero de 1987, cuando se cerró el programa. Fueron 11 vuelos con satélites Jumpseat y SDS (de comunicaciones).

Finalizaba así la carrera operativa de la Agena, con 365 viajes al espacio en total. No obstante, la etapa aún fue considerada para otros programas de cohetes. De hecho, no todas las Agenas ideadas por los ingenieros de Lockheed llegaron a hacerse realidad. En 1961 se propuso una Agena-C equipada con tanques de combustible más largos para duplicar la carga útil de la Agena-B, pero no fue aprobada.

Después, se planteó el uso de la Agena como etapa superior para lanzar satélites desde la bodega de la lanzadera espacial, algo que tampoco fue aceptado, prefiriéndose sistemas de propergoles sólidos.

Mucho más tarde, durante el desarrollo de los cohetes Atlas-V, que llevarían etapas superiores basadas en la vieja Centaur, se contempló la posibilidad de utilizar una Agena-2000, puesta al día en cuanto a tecnología, para dar pie a un lanzador Atlas-V ligero (Light). En su lugar se autorizó el desarrollo del Atlas-V Medium.

Después de su larga carrera, la Agena ha batido todos los récords de participación en misiones espaciales estadounidenses. Su fiabilidad y buen funcionamiento propiciaron incluso que la compañía Bell basara el diseño del motor LMAE del Módulo Lunar Apolo en el de la Agena. Gracias a él los astronautas pudieron despegar a salvo desde la Luna.

Nombre

Motor (empuje)

Fecha primer lanzamiento

Agena-A

Bell 8048  (XLR81-BA-5) (69,1 kN)

21 de enero de 1959

Agena-B

Bell 8081 (LR81-BA-7) (71,2 kN)

26 de octubre de 1960

Agena-D

Bell 8096 (LR81-BA-9) (71,2 kN)

28 de junio de 1962



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