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Jueves, 16 enero 2014
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (241): FIRE

FIRE

Programa experimental; País: EEUU; Nombre nativo: Flight Investigation Reentry Environment

El cadalso de la reentrada atmosférica sería uno de los principales problemas a resolver para las naves recuperables, tanto automáticas como tripuladas. La tecnología estaba en parte disponible debido a que las ojivas atómicas debían resistir el rozamiento atmosférico, poco antes de caer sobre sus objetivos. Las cápsulas de los satélites espía y las naves tripuladas utilizarían dicha tecnología, empleando escudos térmicos capaces de evitar que tales vehículos se incineraran durante la reentrada. Sin embargo, las velocidades de los misiles ICBM o los satélites artificiales que debían volver a la Tierra palidecían ante las que experimentarían los vehículos procedentes de la Luna. La velocidad orbital de un satélite oscila en torno a los 28.000 Km/h, mientras que la de una sonda que debe escapar definitivamente de la gravedad terrestre alcanza los 40.000 km/h. Si esta última tuviese que volver a casa, debería disipar en la atmósfera la energía asociada a esa velocidad, de modo que las temperaturas alcanzadas durante la reentrada serían muy superiores, lo que implica un nivel superior de tecnología.

Conscientes de ello, varios especialistas de la NASA propusieron en septiembre de 1960 el inicio de un programa experimental para investigar lo que ocurriría durante una reentrada atmosférica a velocidades próximas a la de escape. Para ello deberían utilizarse cohetes Atlas-Agena, que colocarían a un vehículo (derivado de la cápsula Mercury) en la trayectoria adecuada y a la velocidad prevista.

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En 1961, sin embargo, con el lanzamiento del Vostok-1, la NASA vio transformados sus planes tripulados. El inicio del programa Apolo, que precisamente debería experimentar tales condiciones tras su viaje a la Luna, obligó a la agencia a iniciar un proyecto específico para investigar la cuestión. El proyecto, presentado en agosto, se llamaría inicialmente FIARE (Flight Investigation of Apollo Reentry Environment). Debía consistir en cuatro misiones con cohetes Atlas-Agena-B que en 1963 lanzarían sendas cargas recuperables, de aspecto parecido a la cápsula Apolo, las cuales permitirían probar un nuevo escudo de berilio en las condiciones de temperatura que implicaba una velocidad de retorno de 11 km/s.

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El 13 de septiembre se propuso renombrar el proyecto, bautizándolo como Calorie, pero finalmente el nombre no fue utilizado. Tras varios rediseños, el 18 de febrero de 1962 la NASA anunció que el programa se llamaría definitivamente FIRE (Flight Investigation Reentry Environment), y que las misiones utilizarían cohetes Atlas unidos a una etapa superior sólida llamada Antares. El 29 de marzo, se encargó a la empresa Republic Aviation la construcción de los vehículos FIRE (medirían 3,66 metros de largo por 0,65 metros de diámetro, serían cilíndricos y estarían unidos a un cono truncado en la zona superior), mientras que Vought se ocupaba de la etapa Antares (un motor ABL X-259, procedente del cohete Scout de la NASA). El 20 de noviembre, General Dynamics fue nombrada contratista general.

Los FIRE serían precedidos por otros vuelos de prueba (Scout Reentry Heating Project), con cohetes Scout, a velocidades inferiores. Se efectuaron seis vuelos (R-1 a R-6 desde el 1 de marzo de 1962 hasta el 27 de abril de 1968). Mientras tanto, los ingenieros prepararon a los vehículos FIRE, que estarían equipados con un escudo multicapa y 258 calorímetros, capaces de medir la temperatura, la transferencia de calor y otros parámetros de la reentrada. Se incluyeron asimismo radiómetros y sensores de presión. Las misiones también servirían para analizar los efectos del plasma generado sobre las comunicaciones durante la penetración atmosférica. La punta del vehículo pasaría 45 segundos bajo las máximas condiciones de calentamiento.

El primer FIRE, de 90,7 Kg,  fue lanzado el 14 de abril de 1964, gracias al misil Atlas-263D, desde Cabo Cañaveral. El cohete situó a su carga en una trayectoria balística. La etapa Antares se separó del Atlas a unos 5 minutos del despegue, y se encendió a los 26 minutos, durante la caída hacia la Tierra. Un minuto después de su funcionamiento, el vehículo de reentrada se separó e inició el descenso sobre la atmósfera. Su destino sería el océano Atlántico, cerca de la isla de Ascensión. El vuelo fue seguido mediante instrumentos científicos desde esta última, así como desde un cohete sonda Nike-Apache, que fue lanzado desde ella para evaluar las condiciones meteorológicas de la región. El vuelo, que duró en total 33 minutos y medio, fue todo un éxito.

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Durante el verano, los técnicos evaluaron la misión y finalmente la NASA dio luz verde al segundo vuelo de la serie. Este se produjo el 22 de mayo de 1965, duró 32 minutos y validó los resultados de su antecesor. El vehículo FIRE-2, de 86,2 Kg, llevó a bordo más sensores, y junto a lo obtenido por el FIRE-1, permitió llegar a la conclusión de que las condiciones de reentrada de un vehículo procedente de la Luna serían menos severas de lo esperado. Los datos se emplearían para mejorar el diseño del escudo de la nave Apolo.

Entusiasmados por los resultados, los ingenieros propusieron un FIRE avanzado que permitiese estudiar velocidades de reentrada que duplicaran las de una nave procedente de la Luna, por ejemplo, como las que podrían experimentar naves interplanetarias cargadas de muestras. Sin embargo, la propuesta no fue aprobada por el Congreso.





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