Primer vuelo del nuevo cohete Vega-C

por | 15 julio 2022

El nuevo cohete Vega-C de la ESA ha completado su vuelo inaugural el pasado 13 de julio, colocando la carga útil principal LARES-2 —una misión científica de la Agencia Espacial Italiana (ASI)— en su órbita prevista. También se transportaron seis CubeSats de investigación de Francia, Italia y Eslovenia como cargas útiles secundarias.

El lanzamiento culmina un esfuerzo de varios años por parte de la ESA, el contratista principal Avio y los socios industriales de trece Estados miembros de la ESA que tomó como base la herencia de su predecesor, Vega. 

El vuelo VV21 despegó del puerto espacial europeo en la Guayana Francesa a las 10:13 de Kourou. Esta misión duró unas 2 horas y 15 minutos desde el despegue hasta la liberación de la carga útil final y la combustión final del motor de la etapa superior AVUM+. 

La masa total de la carga útil en el momento del despegue era de aproximadamente 474 kg: 296 kg correspondían al LARES-2 y el resto a los seis CubeSats, los adaptadores de carga útil y las estructuras de transporte.

Vega-C presenta unas capacidades enormemente superiores a las de Vega, que lleva operando desde 2012. Con las nuevas primera y segunda etapas y la cuarta etapa mejorada, Vega-C aumenta el rendimiento desde las 1,5 toneladas de Vega hasta unas 2,3 toneladas en una órbita polar de referencia de 700 km. 

Asimismo, Vega-C incorpora una nueva y más potente primera etapa, P120C, basada en la P80 de Vega. Por encima, se encuentra una nueva segunda etapa, Zefiro-40, y a continuación incluye la misma tercera etapa Zefiro-9 que se utiliza en Vega.   

También se mejora la etapa superior reutilizable. AVUM+ tiene una mayor capacidad de combustión líquida para llevar las cargas útiles a múltiples órbitas en función de los requisitos de la misión y para permitir un mayor tiempo de funcionamiento en el espacio, posibilitando con ello unas misiones más prolongadas. 

El motor P120C prestará un doble servicio, con dos o cuatro unidades que actuarán como propulsores acoplados para Ariane 6. Compartir este componente mejora la eficiencia industrial y mejora la rentabilidad de ambos lanzadores. 

Con sus etapas principales más grandes y su carenado de mayor tamaño —que duplica el volumen de la carga útil en comparación con Vega— Vega-C mide 34,8 metros de altura, casi cinco más que Vega. 

La nueva configuración del lanzador ofrece una mejora significativa en la flexibilidad del sistema de lanzamiento. Vega-C puede poner en órbita satélites más grandes, dos cargas útiles principales o dar cabida a diversas disposiciones para misiones de viaje compartido. El próximo vehículo de retorno a la Tierra Space Rider de la ESA será lanzado a órbita con Vega-C. 

La trayectoria orbital precisa de LARES-2 será seguida por láser desde estaciones terrestres. El objetivo es medir el efecto de «arrastre del marco de referencia», una distorsión del espacio-tiempo ocasionada por la rotación de un cuerpo enorme como la Tierra, según predijo Einstein en su teoría de la relatividad general. Su predecesor, el similar LARES, fue la principal carga útil en el vuelo inaugural de Vega realizado en 2012. 

Seis CubeSats formaron un paquete de carga útil secundaria.  AstroBio CubeSat (Italia) probará una solución para detectar biomoléculas en el espacio. Greencube(Italia) lleva a cabo un experimento para cultivar plantas en microgravedad.ALPHA (Italia) pretende ayudar a comprender los fenómenos relacionados con la magnetosfera de la Tierra, como las auroras boreales y australes. 

Otros tres CubeSats,Trisat-R (Eslovenia),MTCube-2 (Francia) y Celesta (Francia) estudiarán los efectos de un entorno de radiación severa en los sistemas electrónicos. 

Participación española

Cabe destacar que Airbus en España suministra varios elementos que conforman estos nuevos cohetes:

El centro de Airbus en Madrid-Barajas produce la estructura de la cuarta etapa del lanzador, también denominada AVUM+. Esta es la última etapa del cohete y que está encargada de llevar a los satélites a su órbita correspondiente y soltarlos en el momento preciso. Por otro lado, diseñará y fabricará, bajo petición, dispensadores para el lanzamiento múltiple de satélites en un solo vuelo. Le empresa realiza las actividades de integración de los satélites en el lanzador desplazando personal a Guayana para ese lanzamiento.

Por su parte, El centro de Airbus en Tres Cantos, desarrolla equipos electrónicos para el lanzador. Se trata de una unidad clave para el lanzador, el cableado de la cuarta etapa y de todo el cableado 1553 del lanzador. Estos elementos garantizan, entre otras cosas, la distribución de potencia, el comandado de actuadores y la gestión de las comunicaciones del lanzador. Así mismo, realiza actividades de sistema, incluyendo la gestión de la campaña de calificación de Compatibilidad Electromagnética (EMC).

AVUM+ para el nuevo lanzador VEGA-C

El aumento de la capacidad de carga y una contención de los costes han sido precisamente los principales hilos conductores a la hora de diseñar y construir la nueva etapa AVUM+ en Airbus España. La nueva estructura es una evolución del AVUM que la factoría española venía diseñando y fabricando para VEGA. Está formado básicamente por las mismas estructuras, pero introduciendo un rediseño para cumplir con los requisitos del cliente, como el cambio de algunos paneles sándwich de pieles metálicas a CFRP (plástico reforzado con fibra de carbono). Las cargas son mucho mayores en VEGA-C, particularmente la carga radial en los tanques, manteniendo el mismo el peso de la estructura, todo un reto técnico.

El AVUM+ (Attitude and Vernier Upper Module Plus), tiene 1.87 m de altura y 1.95 m de diámetro. Al igual que su predecesor, representa la 4ª etapa del lanzador, y permite, en la fase balística de la misión, situar en la posición adecuada la carga de pago antes de liberarla. Su motor puede reiniciarse hasta cinco veces, lo que le da la posibilidad de llegar a distintas órbitas en vuelos de cargas múltiples.

El conjunto superior de paneles aloja los tanques, la aviónica, y el motor de la etapa. Por debajo, se encuentra un cuerpo metálico formado por dos cilindros, que contienen el tanque de hidracina y el tanque de gas de presurización (GN2). Entre ambos cilindros, un sistema de separación formado por un cordón pirotécnico y un conjunto de muelles, permiten la separación de la etapa en el momento indicado por el perfil de la misión, antes de encender el motor de esta cuarta etapa por primera vez.

El primer modelo de vuelo de la estructura AVUM+ construido por Airbus – Space Systems en España se entregó al cliente, el 22 de mayo de 2020, en las instalaciones de AVIO en Colleferro (Italia). Tanto la entrega como el transporte fueron todo un reto, por las dificultades derivadas de la situación de alerta sanitaria por el Covid-19.   

Esta etapa es la primera de una nueva serie contratada por AVIO a Airbus España, para el pequeño lanzador europeo VEGA-C.

AVUM

Dispensador VESPA

Gracias a la capacidad de reencendido de VEGA-C se pueden soltar distintos satélites en órbitas diferentes. Cuando se lanzan dos o más satélites se utilizan los dispensadores.

Son estructuras fabricadas en fibra de carbono para aligerar su peso. Tiene dos alojamientos: dentro del dispensador se integra el primer satélite y en la parte alta se coloca el segundo. Se encargan de sujetar los satélites durante el lanzamiento e incluyen un sistema de separación para inyectarlos en la órbita deseada en el momento deseado.
Se consideran un elemento crítico en la misión debido a que no puede llevar redundancia y que tiene que funcionar a la primera, lo que se denomina en inglés «single point failure». Los equipos de Madrid-Barajas se encargan de la integración de los satélites en el dispensador, en la Guayana Francesa.

VESPA

Evolución posterior

En paralelo al inicio de las operaciones de Vega-C, el trabajo de desarrollo continúa. Otra variante, Vega-E, ofrecerá a partir de 2026 una arquitectura simplificada al sustituir tanto la tercera como la cuarta etapa de Vega-C por una nueva etapa superior criogénica. La clave de Vega-E radica en el motor M10, fabricado en Europa, que utiliza combustibles más sostenibles desde el punto de vista medioambiental —oxígeno líquido criogénico y metano— y además cuenta con un avanzado sistema de control de la presión que permite efectuar múltiples paradas y reinicios en el espacio. El contratista principal, Avio, ha finalizado recientemente su primera serie de pruebas de fuego. 

El VV21 fue gestionado por la ESA, que es propietaria del programa Vega-C y supervisa su desarrollo. Este vuelo inaugural allana el camino para el inicio de la explotación por parte de Arianespace y Avio. 

Tras el éxito de Vega, los Estados miembros acordaron en la reunión ministerial de la ESA de diciembre de 2014 desarrollar el Vega-C, más potente, con el fin de atender a un mercado en evolución y a las necesidades institucionales a largo plazo. Los Estados miembros de la ESA que participan en el programa Vega-C son Austria, Bélgica, República Checa, Francia, Alemania, Irlanda, Italia, Países Bajos, Noruega, Rumanía, España, Suecia y Suiza. 

Avion Revue

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