Introducción a los Vehículos Espaciales HISTORIA

Introducción a los Vehículos Espaciales
HISTORIA
ASTRONÁUTICA: Sputnik 1 (1957)
 COHETES LANZADORES:Origen en el pasado. Desarrollo ´50 /
´60 (misiles balísticos)
 1er Artefacto propulsado (Ppio. acción y reacción.-Architas Italia
400 AC)
100 DC Pólvora –Fuegos de Artificio (Chinos)
Fines bélicos (1232) Guerra
G erra China Mongolia (Flechas Voladoras)
Siglo XVI Cohetes como armas de guerra (Inglaterra y Alemania)
Tsiolkovsky (1857-1935): Bases matematicas p/ posibilidad de
realizar viajes al espacio. Propone uso de propulsores líquidos.
Explora la posibilidad de los satelites artificiales. Gravedad nula
Goddard (1919) Cohetería práctica
Introducción a los Vehículos Espaciales
Koroliov (1907-1966) Padre de la Cosmonáutica Rusa.
-Desarrollo
Desarrollo de la familia de cohetes Rusos
-Primer satélite artificial de la tierra
-Envío de primer ser humano en el espacio
-Diseñador
Diseñador del programa espacial soviético
Von Braun (1912-1977) Cohetes p/ ejérecito alemán (V2)
1945 Fin de II guerra mundial. (EEUU)
Rusia Sputnik
p
1 ((1957)) ((Carrera Espacial
p
EEUU vs URSS))
EEUU Von Braun Explorer I (Cinturones Van Allen)
1957 Primer
Pi
ser vivo
i (Laika)
(L ik ) / Abandono
Ab d
por un objeto
bj de
d la
l órbita
ó bi
terrestre / Fotografía del lado oscuro de la Luna
Introducción a los Vehículos Espaciales
1961 URSS Yuri Gagarin orbita la tierra (Capsula Vostok
Vostok- R7ICBM
(Korolev) =Soyuz launcher)
1958 NASA
EEUU (1961) Alan Shepard Mercury 15 min
EEUU (1961 –1966)
EEUU Proyecto Apollo Saturno V. 1969 Neil Armstrong Alunizaje.
Fin 1972
URSS programa de estaciones espaciales MIR
EEUU estación Skylab 1973
Apollo-Soyuz Test Proyect (Cooperación Ruso americana)
p
Shuttle ((EEUU 1981)) ((4).
) Lanzamiento e/500 y 1000 MU$S
$
 Space
Burán (U Soviética) 1988. 1 solo vuelo y automático
Introducción a los Vehículos Espaciales
Burán (U Soviética) 1988. 1 solo vuelo y automático.
ACTUALIDAD: NASA – ESA - RSA
-Conquista del espacio: Satélites Artificiales (fines miltares,
investigación económicos,
investigación,
económicos tecnológicos,
tecnológicos etc)
-Viajes con Naves tripuladas
-Viajes con naves no tripuladas a otros planetas
-Desarrollos
Desarrollos de sistemas de propulsión alternativos
 DESARROLLO EN LA ARGENTINA:
-Grupo de estudios Astronáuticos Volanzán (1930) (contactos con
alemania)
-CITEFA
CITEFA (1947) Primer motor cohete líquido
LATINOAMERICANO!!!!!!!!!! (1950)
Introducción a los Vehículos Espaciales
 DESARROLLO EN LA ARGENTINA
ARGENTINA:
-Grupo de estudios Astronáuticos Volanzán (1930) (contactos con
alemania)
-CITEFA (1947) Primer motor cohete líquido
LATINOAMERICANO!!!!!!!!!! (1950)
-1950 Sociedad argentina Interplanetaria (1950) Teófilo Tabanera
Cuna de la actividad aeroespacial Argentina
-1960
1960 CNIE
-1970 Posibilidad de emprender la construcción de lanzadores a
combustible sólido para satélite
FALTA DE DECISION POLITICA!!!!!!!!!!!!!!!!!!  NO
-1982 Falda del Carmen (Cohetes con fines bélicos). 1989 se cancela
el Proyecto Cóndor II
-1990 LU SAT 1 Satélite Radioaf. Argentino Ariane
-1990
1990 CONAE (Pl
(Plan E
Espacial
i lN
Nacional)
i l) SAC-B,
SAC B SACSAC A,
A SAC
SAC-C,
C
SAC-D
Introducción a los Vehículos Espaciales
ENTORNO DE UN VEHICULO ESPACIAL
ENTORNO TERRESTRE
-Atmósfera: agua, oxígeno, humedad, corrosión, polvo, areas limpias,
electricidad estática
-Transporte del vehículo en todas sus etapas vs. Lanzamiento
-Presurizacion y despresurización.
ENTORNO DE LANZAMIENTO
-Esfuerzos
Ef
extremos:
t
6 gs. axial
i l / 2 gs. Lateral
L t l
-Vibraciones
-Ruido
Ruido motores lanzador
-Ruido aerodinámico
-Despresurización
-Corte y encendido de las etapas
-Niveles de carga, vibraciones y acústico (manual del usuario del lanz.)
Introducción a los Vehículos Espaciales
ENTORNO SOLAR
-Actividad Solar:
-Radiación
Radiación electromagnética
-Partículas subatómicas cargadas (Viento solar)
ENTORNO DE LA TIERRA
-Atmósfera: -100 Km ----------Resist aerodinámica
-1000 Km --------Presión de radiación
-1000 y 20000 Km Cint de Van allen
-60
60 a 70 mil Km tormentas magnét.
magnét (daños varios)
EL MEDIO ESPACIAL
Características del SOL y la TIERRA y sus ATMÓSFERAS
-VACIO:
200 Km alto vacío.
600 Hay resist aerodinámica
Introducción a los Vehículos Espaciales
-VACIO:
-Bajas densidades ----------ionización de gases (medio
conductor (equipos electrónicos)
-Radiación----Oxígeno
Radiación Oxígeno molecular
molecular----oxígeno
oxígeno atómico
(oxidación) (ozono)
-Outgasing
g
g (Metales
(
y Polímeros))
-Compuestos (higroscópicos)
-Soldadura fría.
-MICROGRAVEDAD (Gradiente gravitatorio. Fza centrífuga)
-RADIACION (Radiación acumulada)
-METEORITOS
METEORITOS Y MICROMETEORITOS
-BASURA ESPACIAL: 2000 Km -----------2 millones de Kg
0.3 a 0.5 mm riesgo
g trajes
j
1 mm riesgo vehículos
-ENTORNO TÉRMICO: Grandes gradientes de Tra. (Eclipses. Sol y
sombra).
Cargas por temperatura------Deformacion
Introducción a los Vehículos Espaciales
DINÁMICA ORBITAL
ORBITA:
Fzas Centrales / Gravitación Universal / Leyes de Keppler
El problema de un cuerpo
MISIONES COSMONAUTICAS:
Intercepción / Rendez Vouz / Sobre vuelo / Satelización
TRANSFERENCIA ENTRE ORBITAS:
-Transf.
Transf Coplanar de Hohmann
-Cambio de inclinación de la órbita
ORBITA GEOESTACIONARIA: (35800 Km)
ORBITA POLAR

ORBITA
HELIOSINCRÓNICA
Ó
Introducción a los Vehículos Espaciales
VEHÍCULOS LANZADORES
CARACTERÍSTICAS
REQUISITOS DE LA MISION
FASES DEL LANZAMIENTO Y MISIÓN
INTERACCIONES CON LA CONFIGURACIÓN
LANZADORES:
-ARIANE:
48 MTS / 210000 Kg / 1750 Kg carga útil
AIII: + Prop sólido 2500 Kg de carga útil hasta 4500
AV: 7000 Kg a 18000 Kg según la órbita
-SPACE SHUTTLE:56 mts (37 mts) / Enverg 24 mts / Alt 23 mts
3 5 milloones de Kg
3.5
-OTROS: Delta / Pegassus / Rockot /
Introducción a los Vehículos Espaciales
PROPULSION ESPACIAL
MOTORES COHETES QUIMICOS / TERMICOS:
-Sólidos
Sólid / Líquidos
Lí id / Híbridos
Híb id
OTROS MOTORES
-SOLARES (Investigación Sat interplanet)
-NUCLEARES (Realización)
-TERMOELÉCTRICOS ( Invest básica Sat interplanetarios)
-ELÉCTRICOS Invest aplic. Interplanetarios
-FOTONICOS:
FOTONICOS E
Especulativo.
l ti E
Estelares
t l
PROPULSIÓN SECUNDARIA
-Sistemas de Gas Frío
-Monopropulsante de hidracina
-Bipropulsantes
-Propulsantes sólidos para motores de apogeo.
Introducción a los Vehículos Espaciales
ARQUITECTURA ESPACIAL
CARGA ÚTIL Y PLATAFORMA
PARTES DE UN SATÉLITE
SUBSISTEMA DE CONTROL DE ACTITUD
SUBSISTEMA DE PROPULSION
SUBSISTEMA DE GENERACIÓN DE POTENCIA
SUBSISTEMA DE COMANDO Y MANEJO DE DATOS
SUBSISTEMA DE CONTROL TÉRMICO
É
SUBSISTEMA DE ESTRUCTURAS
SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES
CARGA ÚTIL:
-Satélites de observación (3Landsat, Spot Goes): Rec. Naturales /
Meteorológicos / Oceanográficos/ Detección de fuego / Militar
Introducción a los Vehículos Espaciales
CARGA ÚTIL:
-Satélites de Comunicaciones: P.ej Sat geoestacionario Intelsat
-Satélites
S éli Tecnológicos:
T
ló i
-Satélites de Navegación: NAVSTAR (GPS 24-21) vs GLONASS
-Satélites de búsqueda y rescate:
-Satélites científicos: planetarios e interplanetarios (Soho)
Introducción a los Vehículos Espaciales
SISTEMAS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA
-Energía
g solar / Celdas Solares / Paneles Solares / Ambiente Espacial
p
-Baterías (Ni Cd, Ni H)
-Reguladores y Conversores
COMUNICACIONES ESPACIALES
-Comunicaciones Terrestres y Espaciales (Antenas y ondas de radio)
-Modulación analógica y digital
-Ruido
COMANDO Y MANEJO DE DATOS
(P operación
(Para
ió del
d l satélite
télit y de
d la
l carga útil)
-Suministra telemetríaTelemetría
-Recibe
Recibe formatea y distribuye comandos