Introducción a los Vehículos Espaciales HISTORIA ...

HISTORIA
Introducción a los Vehículos Espaciales
‣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 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 de la familia de cohetes Rusos
-Primer satélite artificial de la tierra
-Envío de primer ser humano en el espacio
-Diseñador del programa espacial soviético
‣Von Braun (1912-1977) Cohetes p/ ejérecito alemán (V2)
‣1945 Fin de II guerra mundial. (EEUU)
‣Rusia Sputnik 1 (1957) (Carrera Espacial EEUU vs URSS)
‣EEUU Von Braun Explorer I (Cinturones Van Allen)
‣1957 P i i (L ik ) / Ab d bj d l ó bi
‣1957 Primer ser vivo (Laika) / Abandono por un objeto de la órbita
terrestre / Fotografía del lado oscuro de la Luna

Introducción a los Vehículos Espaciales
‣1961 URSS Yuri Gagarin orbita la tierra (Capsula 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)
‣ Space Shuttle (EEUU 1981) (4). Lanzamiento e/500 y 1000 MU$S
‣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, tecnológicos, etc)
-Viajes con Naves tripuladas
-Viajes con naves no tripuladas a otros planetas
-Desarrollos de sistemas de propulsión alternativos
‣ DESARROLLO EN LA ARGENTINA:
-Grupo de estudios Astronáuticos Volanzán (1930) (contactos con
alemania)
-CITEFA (1947) Primer motor cohete líquido
LATINOAMERICANO!!!!!!!!!! (1950)

Introducción a los Vehículos Espaciales
‣ DESARROLLO EN LA 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 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 CONAE (Plan Espacial Nacional) SAC-B, SAC- A, 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: 6 gs. axial il/2 gs. Lateral Lt -Vibraciones
-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 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 a 70 mil Km tormentas 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 molecular----oxígeno oxígeno atómico
(oxidación) (ozono)
-Outgasing g( (Metales y Polímeros)
-Compuestos (higroscópicos)
-Soldadura fría.
-MICROGRAVEDAD (Gradiente gravitatorio. Fza centrífuga)
-RADIACION (Radiación acumulada)
-METEORITOS Y MICROMETEORITOS
-BASURA ESPACIAL: 2000 Km -----------2 millones de Kg
0.3 a 0.5 mm riesgo trajes
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. Coplanar de Hohmann
-Cambio de inclinación de la órbita
‣ORBITA GEOESTACIONARIA: (35800 Km)
‣ORBITA POLAR
‣ORBITA HELIOSINCRÓNICA

Introducción a los Vehículos Espaciales
‣CARACTERÍSTICAS
VEHÍCULOS LANZADORES
‣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
-OTROS: Delta / Pegassus / Rockot /

Introducción a los Vehículos Espaciales
PROPULSION ESPACIAL
‣MOTORES COHETES QUIMICOS / TERMICOS:
-Sólidos / Líquidos / Híbridos
‣OTROS MOTORES
-SOLARES (Investigación Sat interplanet)
-NUCLEARES (Realización)
-TERMOELÉCTRICOS ( Invest básica Sat interplanetarios)
-ELÉCTRICOS Invest aplic. Interplanetarios
-FOTONICOS: FOTONICOSEspeculativo. lti Etl Estelares
‣PROPULSIÓN SECUNDARIA
‣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
‣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 Tecnológicos:
-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 solar / Celdas Solares / Paneles Solares / Ambiente Espacial
-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
(Para operación del satélite y de la carga útil)
-Suministra telemetríaTelemetría
-Recibe formatea y distribuye comandos