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Viernes, 7 junio 2013
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (109): 8K72 (Vostok)

8K72 (Vostok)

Cohete; País: URSS; Nombre nativo: 8К72

Después del lanzamiento del primer Sputnik, los soviéticos empezaron a planear los próximos objetivos a corto plazo, que incluían sondas a la Luna y vuelos tripulados. Tales vehículos pesarían mucho más que los primeros satélites, de modo que los ingenieros deberían mejorar el cohete utilizado hasta la fecha.

En efecto, los requerimientos de las futuras misiones implicarían la puesta a punto de nuevas versiones del misil 8K71 (R-7), las cuales, para lograr los objetivos de masa satelizada, deberían incorporar una etapa superior, que además de permitir transportar más peso otorgase la potencia para alcanzar la velocidad esperada.

En verano de 1957, y cuando apenas se habían iniciado las pruebas con el nuevo ICBM, los ingenieros ya habían resuelto las diversas opciones posibles. En cuanto al motor que debería equipar a esta etapa superior, la tarea (complicada, ya que implicaba una ignición en el vacío del espacio) fue encargada al OKB-456 dirigido por Valentin Glushko. Sin embargo, tan crucial sería su desarrollo que Koroliov decidió ordenar la construcción de un motor alternativo a un grupo diferente. Así, mientras Glushko se ocupaba del denominado RD-109 (8D711), Koroliov encargaba el llamado RO-5 a su propio centro OKB-1, con la asistencia del departamento OKB-154 dirigido por S.A. Kosberg.

Una vez efectuados los estudios pertinentes, resultó que el RO-5, con un empuje de 5 toneladas y consumiendo queroseno y oxígeno líquidos, sería el motor adecuado para las primeras misiones de las sondas lunares, el cual sería integrado en la llamada Blok E (8K72E), la etapa superior. Por su parte, el RD-109 de Glushko tendría un empuje 10 toneladas y consumiría oxígeno líquido y UDMH (dimetilhidracina disimétrica). Según los planes trazados, el RO-5 se incorporaría al vector 8K72, mientras que el RD-109 sería colocado en la etapa superior del llamado 8K73.

[Img #13986]La elección de propergoles por parte de Glushko, quien obstinadamente no quería usar queroseno, resultó ser una contrariedad para Koroliov, ya que se trataba de una mezcla no probada y por tanto arriesgada, abriendo la puerta a retrasos que no se podían permitir. Efectivamente, el 8K73 empezó a acumular dichos retrasos y acabó siendo cancelado.

Los diseños de ambos lanzadores, en todo caso, estuvieron listos en diciembre de 1957. El misil básico 8K71 tuvo que ser modificado de forma sustancial para poder llevar la etapa superior, lo que, como veremos, acarreó bastantes problemas.

El 10 de febrero de 1958, Koroliov firmaba el acuerdo con Kosberg para que su grupo de trabajo diseñase, construyera y pusiera a apunto el nuevo motor RD-0105 (RO-5). La urgencia de este desarrollo sería máxima, debido a que las primeras sondas lunares soviéticas deberían competir con las americanas a corto plazo.

El 20 de marzo de 1958 se aprobó el plan de exploración de la Luna, el cual incluía momentáneamente cuatro tipos de vehículos: los E-1, E-2, E-3 y E-4. Sólo las E-1 tendrían que ser lanzadas a bordo del cohete 8K72. Las demás debían serlo en el 8K73, dada su mayor masa. El calendario indicaba un lanzamiento de la primera E-1 en agosto o septiembre de 1958. Por eso, los ingenieros programaron para junio o julio una misión experimental con un 8K71 que trataría de ensayar su compatibilidad con la etapa superior.

En ese camino, en mayo de 1958 se montó por primera vez el cohete 8K72. El vector, de momento, sólo contaba con una maqueta de la etapa superior (Blok E), ya que el motor que debería emplear esta última, el RO-5, aún no estaba listo.

[Img #13985]El 8K72 utilizaría el misil R-7 8K71 básico, modificado a la versión 8K71/III (con cuatro motores 8D74 y un 8D75 actualizados). Los 8D74 poseerían un empuje individual de 815 kN, y el 8D75 un total de 741 kN. Ambos tipos funcionarían durante 140 y 340 segundos, respectivamente, consumiendo queroseno T-1 y oxígeno líquido. En cuanto al Blok E (8K72E), el motor RO-5 proporcionaría 49,6 kN de empuje y funcionaría durante 480 segundos, consumiendo queroseno y oxígeno líquido. El vehículo 8K72 completo mediría 33,5 metros de altura y 10,3 metros de diámetro máximo, y tendría una masa al despegue de 279,1 toneladas. Su carga útil máxima en ruta de escape alcanzaría los 280 Kg, aproximadamente.

A diferencia de los anteriores cohetes orbitales, el 8K72 estaría dotado con el sistema de radioguiado del misil original, debido a la necesidad de un seguimiento muy preciso de la trayectoria de ascenso. Por supuesto, se añadieron diversos refuerzos a la estructura del vehículo para que pudiera soportar el peso de la etapa superior, así como otras modificaciones que hicieran de él el sistema apto para volar a la Luna. En junio, este primer 8K72 fue transportado hasta Baikonur, desde donde debería realizar una misión suborbital de prueba. Su Blok E, equipado con sistemas eléctricos pero sin el motor, debería intentar simular el encendido de éste y la separación con respecto al resto del cohete.

El lanzamiento del prototipo se efectuó el 10 de julio de 1958. Por desgracia, el vehículo (B1-14) no llegó a poder ensayar su comportamiento aerodinámico en una trayectoria suborbital ya que un problema en el acelerador D lo impidió.

Mientras se analizaba lo sucedido, en agosto finalizaba el desarrollo del motor RO-5 (también llamado 8D714), lo que sugería su disponibilidad para el despegue de la primera sonda lunar E-1 en septiembre.
En efecto, el primer 8K72 completo despegó el 29 de septiembre de 1958, pero su misión no fue precisamente exitosa. A los 93 segundos de la ignición, una serie de vibraciones longitudinales de los aceleradores provocaron su destrucción. Algo desconocido, probablemente inherente al diseño de la nueva configuración del vehículo 8K72, había ocasionado el desastre. Los dos siguientes vuelos, en octubre y diciembre, no irían mejor. Por fin, el 2 enero de 1959, todos los aspectos del viaje se llevaron a cabo perfectamente y el cohete situó a su carga en dirección a nuestro satélite (Luna-1).

Cumplido el objetivo, los ingenieros prepararon versiones mejoradas de su sonda E-1. Pero éstas serían un poco más pesadas y hubieran necesitado del cohete 8K73, que no llegaría a estar disponible y acabaría cancelado. Para conseguir aumentar el rendimiento del 8K72, se decidió utilizar un combustible más denso en la etapa superior, lo que permitía un mayor tiempo de encendido. El primer 8K72 con esta configuración partió sin éxito el 18 de junio de 1959. Las cosas mejorarían durante las dos siguientes misiones, en septiembre y octubre (Luna-2 y 3), con un impacto directo contra el satélite y un sobrevuelo de la cara oculta.
Las dos últimas misiones Luna a bordo de cohete 8K72, con sondas E-3, volvieron a fracasar en abril de 1960. Con la llegada de las sondas E-6, mucho más pesadas, Koroliov ya no podría continuar usando el 8K72, sino que debería emplearse un cohete aún más potente, llamado 8K78.

Hasta entonces, el 8K72 aún se utilizaría, como única opción disponible, para lanzar prototipos de la futura cápsula tripulada Vostok. Sin necesidad de alcanzar la velocidad de escape, el 8K72 podría poner en órbita baja más de 4 toneladas. No sería suficiente para satelizar el vehículo tripulado (3K), que requeriría una versión mejorada de la etapa superior (dando forma al cohete 8K72K), pero sí para el citado prototipo (1K).

A la espera del 8K72K, el 8K72 fue utilizado pues para cuatro vuelos de la serie Korabl-Sputnik, entre el 15 de mayo de 1960 y el 1 de diciembre de 1960. Sólo uno de ellos (en julio de 1960) no consiguió alcanzar el espacio. A bordo viajaron animales y maniquíes, y las misiones sirvieron para demostrar los sistemas de la cápsula recuperable.

En total, descontando el fallido vuelo suborbital inicial, el 8K72 se utilizó en 13 ocasiones entre el 23 de septiembre de 1958 y el 1 de diciembre de 1960, cosechando sólo seis éxitos. A pesar de su mediocre historial, su vida útil sería crucial para avanzar en la mejora de la familia de cohetes que permitiría enviar hombres al espacio y sondas a la Luna y los planetas.

Nombre

Motor etapa 0 (empuje)

Motor etapa 1 (empuje)

Motor etapa 2 (empuje)

Fecha primer lanzamiento orbital

8K72

4 x RD-107 (8D74) (T=3259,6 kN)

RD-108 (8D75) (740,7 kN)

RO-5/RD-428 (RD-0105) (49,6 kN)

23 de septiembre de 1958







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