ES2247553T3 - Vehiculo espacial, metodo para la construccion del mismo y adaptador a utilizar en dicho vehiculo espacial. - Google Patents
Vehiculo espacial, metodo para la construccion del mismo y adaptador a utilizar en dicho vehiculo espacial.Info
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Abstract
Método para el montaje de un vehículo espacial (1), que comprende un cohete portador (2) y, como mínimo, una primera carga útil (3), tal como un satélite o similar, en el que la primera carga útil es colocada sobre el cohete portador utilizando un adaptador (4) entre el cohete portador (2) y la primera carga útil (3), caracterizado porque se utiliza un adaptador (4) de dos piezas, en el que una primera pieza relativamente ligera del adaptador (4) es montada por debajo de la primera carga útil (3), y una segunda pieza (6) relativamente pesada de dicho adaptador (4) es colocada sobre el cohete portador (2), después de lo cual la primera pieza (5) del adaptador (4) junto con la primera carga útil (3) es colocada sobre la segunda pieza (6) del adaptador (4), y la primera pieza (5) del adaptador (4) es fijada en conexión permanente sobre la segunda pieza (6) del adaptador (4) para la terminación de éste.
Description
Vehículo espacial, método para la construcción
del mismo y adaptador a utilizar en dicho vehículo espacial.
La presente invención se refiere a un método para
el montaje de un vehículo espacial, que comprende un cohete portador
y como mínimo una primera carga útil, tal como un satélite o
similar, en el que la primera carga útil es colocada sobre el cohete
portador utilizando un adaptador entre el cohete portador y la
primera carga útil.
La invención se refiere también a un adaptador
para un vehículo espacial, que comprende una primera y segunda
partes o piezas, estando diseñada la primera parte o pieza para su
acoplamiento a una primera carga útil, y estando diseñada la segunda
parte o pieza para su acoplamiento a un cohete portador. Este
adaptador es conocido, por ejemplo, por la Patente sueca
SE-C-515 850.
El trabajo de Wilke P. S. y otros:
"Whole-spacecraft passive launch isolation",
Journal of Spacecraft and Rockets, American Institute of
Aeronautics. Nueva York, US, Volumen 35, nº 5, 1 de Septiembre de
1998 (1998-09-01), páginas
690-694, XP000781522 ISSN: 0022-4650
muestra un adaptador para un vehículo espacial, que comprende una
primera y una segunda partes, de manera que, en estado de
utilización, la primera parte del adaptador y la segunda parte del
mismo se encuentran permanentemente conectadas.
El adaptador conocido por la Patente
SE-C-515 850 está formado por dos
piezas, de manera tal que la primera pieza es acoplada de forma
desmontable con una carga útil en forma de un satélite, mientras que
la segunda pieza está acoplada de manera no separable con el cohete
portador. La primera y la segunda partes están acopladas de forma
desmontable entre sí de manera tal que, en el espacio, el cohete
portador con la segunda pieza del adaptador puede ser desacoplado de
la primera pieza de dicho adaptador. A continuación, esta primera
pieza puede llevar a cabo de manera independiente un vuelo
adicional, permitiendo su funcionamiento como lo que se llama
"satélite de vuelo libre", dado que se disponen las necesarias
instalaciones para ello.
Un problema con el sistema de tipo conocido es
que la carga secundaria a recibir por el adaptador tiene que ser
relativamente pequeña, puesto que el espacio en la primera parte del
adaptador es muy limitado. Esto no puede ser solucionado realizando
la primera pieza del adaptador más grande y como consecuencia más
pesada, porque el esfuerzo en el acoplamiento entre el satélite y la
primera pieza del adaptador provoca problemas de construcción
durante el montaje del vehículo espacial. Es un objetivo de la
presente invención solucionar este problema y dar a conocer un
método que permite la realización del vehículo espacial con una
segunda carga útil además de la primera, permitiendo que la segunda
carga útil sea mayor y más pesada que con el aparato conocido por la
Patente SE-C-515 850.
Con este objetivo, se propone, en primer lugar,
un método para el montaje de un vehículo espacial, caracterizado
porque se utiliza un adaptador de dos piezas, en el que una primera
pieza relativamente ligera del adaptador está montada por debajo de
la primera carga útil, y una segunda pieza relativamente pesada del
adaptador está colocada sobre el cohete portador, después de lo cual
la primera pieza del adaptador junto con la primera carga útil es
colocada en la segunda parte del adaptador y la primera parte del
adaptador es fijada en una conexión permanente sobre la segunda
pieza del adaptador, a efectos de completar el mismo. Con esta
disposición se consiguen los acoplamientos mecánico, eléctrico y
térmico necesarios.
De acuerdo con lo anterior, el adaptador de la
invención se caracteriza por el hecho de que la primera y segunda
piezas son diseñadas para su acoplamiento de manera separada con una
primera carga útil y un cohete portador respectivamente, antes de
ser acopladas permanentemente entre sí. La comparación entre las dos
piezas muestra que la primera pieza es relativamente ligera y la
segunda pieza del adaptador es relativamente pesada. Los esfuerzos
en el acoplamiento entre la primera pieza del adaptador y la primera
carga útil son por lo tanto limitados, mientras que el relativo peso
de la segunda pieza proporciona a la misma dimensiones que hacen
posible colocar una segunda carga útil, que puede ser muy
grande.
Una diferencia importante con respecto a la
técnica anterior es que el adaptador es separable con respecto a la
primera carga útil y con respecto al cohete portador, de manera que
el adaptador como unidad, es decir, la primera pieza junto con la
segunda pieza, puede funcionar en forma de un vehículo espacial
independiente, es decir, como satélite de vuelo libre.
Con misiones regulares en las que el adaptador de
acuerdo con la invención puede ser utilizado, y en las que el cohete
portador alcanza la órbita correcta, el satélite puede ser
desacoplado, en primer lugar, con respecto al adaptador por medio de
un mecanismo de separación previsto con esta finalidad en el
acoplamiento entre los satélites (primera carga útil) y el
adaptador. A continuación, por medio de un mecanismo de separación
dispuesto en el acoplamiento entre el adaptador y el cohete
portador, el adaptador como vehículo espacial independiente puede
ser desacoplado del cohete portador, permitiendo que el mismo pueda
continuar su viaje independientemente.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, es
ventajoso en ciertas condiciones que, durante el funcionamiento, el
adaptador se separe, en primer lugar, del cohete portador mientras
el acoplamiento con la primera carga útil (el satélite) permanece
intacto. Esto es importante si no se alcanza la órbita deseada, por
ejemplo, debido a que el cohete portador no funciona de manera
apropiada. El adaptador permanecerá entonces inicialmente acoplado
con la primera carga útil (el satélite) y la propulsión del
adaptador se puede utilizar para llevar a cabo una maniobra de
recuperación de manera que la órbita deseada del satélite pueda ser
todavía alcanzada. En aquel momento, el mecanismo de separación en
el acoplamiento entre el adaptador y la primera carga útil puede
resultar activado a efectos de desacoplar la carga útil. El
adaptador puede conseguir a continuación su misión propia mientras
que la carga útil continúa su trayectoria en la órbita del satélite
que entre tanto ha sido alcanzada.
A efectos de conseguir las posibilidades que se
han indicado anteriormente, es deseable además una disposición de
medios de propulsión como mínimo en la segunda pieza del adaptador,
a efectos de permitir alcanzar una órbita más elevada en el
espacio.
Además, especialmente esta segunda parte del
adaptador es adecuada para el montaje de la segunda carga útil.
Para los medios de propulsión es ventajoso el
usar medios de propulsión eléctrica, tal como un motor de iones o de
plasma. También es posible utilizar varios de dichos motores. Ésta
es una solución bien probada y tiene la ventaja de tener un reducido
volumen y masa, dejando más espacio para la segunda carga útil.
Además, es posible que, como mínimo, una parte de
la primera carga útil se extienda hacia dentro de la primera pieza
del adaptador.
Otra posibilidad es que una parte de la carga
útil secundaria se extienda hacia adentro del cohete portador. Se
incluyen entre las formas de realización, por ejemplo, la inserción
de uno o varios anillos entre el cohete portador y el adaptador.
Esto hace posible incrementar de manera considerable el espacio para
dicha carga útil secundaria.
La invención está realizada también por la nave
espacial completa, que comprende un cohete portador, así como una
carga útil, por ejemplo, en forma de un satélite, y un adaptador
para colocar la carga útil sobre el cohete portador, de manera que
el adaptador cumple con las características del adaptador según la
invención.
Finalmente, la presente invención se refiere a la
utilización a la que se puede aplicar el adaptador según la presente
invención como nave espacial independiente dotada, preferentemente,
de medios de propulsión eléctricos.
Esta utilización está dirigida preferentemente al
desplegado del adaptador como vehículo remolcador en el espacio. Una
ventaja de esta aplicación es que el cohete portador ha tomado ya la
primera carga útil (el satélite) y el adaptador como conjunto
acoplado en la misma órbita. En el caso de una desviación con
respecto a la órbita deseada, los medios de propulsión posibilitan
de inmediato que el adaptador lleve a cabo las necesarias
correcciones orbitales. Un adaptador que ya está separado de la
primera carga útil puede ser también reacoplado con esta carga a
efectos de llevar a cabo una corrección con respecto a la órbita de
la carga útil.
La invención se explicará adicionalmente a
continuación por medio de un ejemplo no limitativo de una
realización y con referencia al dibujo.
En el dibujo se muestra:
- la figura 1, una vista esquemática de una nave
espacial;
- la figura 2, una vista esquemática de un
adaptador según la invención, que forma parte de la nave espacial
mostrada en la figura 1;
- la figura 3, una sección de un adaptador de
acuerdo con la invención, dotado de una carga útil.
Las piezas similares en las figuras se han
designado con los mismos numerales de referencia.
Haciendo referencia, en primer lugar, a la figura
1, ésta muestra un vehículo espacial (1) según la invención, dotado
de un cohete portador (2) y una primera carga útil (3) en forma de
un satélite. El satélite (3) está colocado sobre el cohete portador
(2) con ayuda de un adaptador (4) situado entre el cohete portador
(2) y el satélite (3). Tal como se ha mostrado claramente en la
figura, el adaptador (4) tiene, por ejemplo, forma cónica y está
formado de una primera pieza (5) y una segunda pieza (6). En estado
preparado, tal como se ha mostrado, la primera pieza (5) del
adaptador (4) y la segunda pieza (6) del adaptador (4) están fijadas
y conectadas permanentemente entre sí por medio de pernos o
similares. Además, existe un acoplamiento desmontable (7) que es
bien conocido por los técnicos en la materia, entre el satélite (3)
y la primera pieza (5) del adaptador (4). Este acoplamiento
separable (8) es utilizado también en la presente invención entre la
segunda pieza (6) del adaptador (4) y el cohete portador (2).
Después de separación del adaptador (4), este acoplamiento (8)
permanece sobre el cohete portador (2).
El montaje del vehículo espacial (1) tiene lugar
de manera tal que se utiliza un adaptador de dos piezas (4), de
manera que antes de su acoplamiento con la segunda pieza (6) del
adaptador (4), la primera pieza (5), relativamente ligera, del
adaptador (4) es montada debajo del satélite (3). Al mismo tiempo, o
bien antes o después, la segunda pieza relativamente pesada (6) del
adaptador (4) es colocada sobre el cohete portador (2), después de
lo cual la primera pieza (5) del adaptador (4), con el satélite (3)
acoplado con la misma, es colocada sobre la segunda pieza del
adaptador (4). Después de ello, la primera pieza (5) del adaptador
(4) es fijada a la segunda pieza (6) del adaptador (4), a efectos de
llevar al mismo a la situación de montaje completo y permanente que
se ha mostrado en la figura 1. Tal como se ha indicado
anteriormente, la fijación tiene lugar con pernos u otros medios
conocidos por los técnicos en la materia. Se pretende que la
conexión entre la primera parte (5) y la segunda parte (6) del
adaptador permanezca intacta. Por lo tanto, es una conexión en la
que no se desea ni se pretende la separación en el espacio.
La figura 2 es una vista lateral del adaptador
(4) según la invención. La figura muestra la primera pieza del
adaptador (4), y, en el lado superior, el acoplamiento separable (7)
para conexión con la carga útil. Se muestra además la segunda pieza
(6) del adaptador (4) con el acoplamiento separable (8) colocado en
su cara inferior, para conectar el adaptador (4) al cohete
portador.
Finalmente, la figura 3 muestra una vista en
sección de un adaptador (4) que comprende tanto la carga útil como
medios que posibilitan que el adaptador (4) funcione como satélite
de vuelo libre. Tal como se ha mostrado, la segunda pieza (6) del
adaptador (4) proporciona el espacio necesario para elementos de
gran dimensión de la plataforma, tal como un sistema propio de
propulsión para misiones en órbitas más elevadas en el espacio,
permitiendo el transporte de diferentes cargas útiles, así como los
suministros de energía, ordenadores y similares. La segunda pieza
(6) del adaptador (4) proporciona espacio para paneles solares
plegables fijados a la cara inferior, dotada opcionalmente de un
dispositivo para dirigir permanentemente los paneles hacia el sol.
El calor superfluo que se genera en la carga útil secundaria puede
ser eliminado al espacio mediante elementos de estructura externos
del adaptador (4), utilizando finalmente uno o varios radiadores
plegables.
Se hace notar que la explicación que se ha
facilitado en el ejemplo anterior se debe interpretar como no
limitativa con respecto a las reivindicaciones adjuntas, sin
constituir limitación o restricción alguna con respecto al ámbito de
protección de dichas reivindicaciones. Por ejemplo, entre la primera
pieza (5) y la segunda pieza (6) del adaptador (4) se pueden
disponer piezas intermedias. Esto puede proporcionar ventajas para
el incremento de la potencia del adaptador (4) funcionando como
vehículo espacial independiente. La potencia incrementada puede ser
utilizada, por ejemplo, para una carga útil secundaria adicional y/o
para la generación de energía y/o descarga de calor para extender el
alcance de las misiones espaciales. Finalmente, se podrá observar
que durante el lanzamiento las múltiples piezas del satélite a
lanzar al espacio en forma de carga primaria (3), se pueden disponer
en la primera pieza (5) del adaptador. La invención hace esto
posible, dejando, no obstante, amplias posibilidades de acomodo en
la segunda pieza (6) del adaptador (4) para equipar al mismo con los
elementos de propulsión necesarios y carga útil secundarias.
Claims (13)
1. Método para el montaje de un vehículo espacial
(1), que comprende un cohete portador (2) y, como mínimo, una
primera carga útil (3), tal como un satélite o similar, en el que la
primera carga útil es colocada sobre el cohete portador utilizando
un adaptador (4) entre el cohete portador (2) y la primera carga
útil (3), caracterizado porque se utiliza un adaptador (4) de
dos piezas, en el que una primera pieza relativamente ligera del
adaptador (4) es montada por debajo de la primera carga útil (3), y
una segunda pieza (6) relativamente pesada de dicho adaptador (4) es
colocada sobre el cohete portador (2), después de lo cual la primera
pieza (5) del adaptador (4) junto con la primera carga útil (3) es
colocada sobre la segunda pieza (6) del adaptador (4), y la primera
pieza (5) del adaptador (4) es fijada en conexión permanente sobre
la segunda pieza (6) del adaptador (4) para la terminación de
éste.
2. Método, según la reivindicación 1,
caracterizado porque como mínimo en la segunda pieza (6) del
adaptador (4) se disponen medios de propulsión y/o una segunda carga
útil.
3. Método, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque como mínimo una parte de la primera
carga útil se prolonga hacia adentro de la primera pieza (5) del
adaptador (4).
4. Adaptador (4) para un vehículo espacial (1),
que comprende una primera pieza (5) y una segunda pieza (6), en el
que, en estado preparado, la primera pieza (5) del adaptador (4) y
la segunda pieza (6) del adaptador (4) están permanentemente
conectadas, caracterizada porque la primera pieza (5) y la
segunda pieza (6) están diseñadas para su acoplamiento separadamente
con una primera carga útil y un cohete portador (2),
respectivamente, antes de ser acopladas permanentemente entre
sí.
5. Adaptador (4), según reivindicación 4,
caracterizado porque la comparación muestra que la primera
pieza (5) del adaptador (4) es relativamente ligera y la segunda
pieza (6) de dicho adaptador (4) es relativamente pesada.
6. Adaptador (4), según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque el mismo es separable con respecto a la
primera carga útil (3) y del cohete portador (2), y está equipado
para llevar a cabo un vuelo espacial independiente.
7. Adaptador (4), según la reivindicación 6,
caracterizado porque, en funcionamiento, el mismo se separa,
en primer lugar, del cohete portador (2), mientras el acoplamiento
con la primera carga útil (3) permanece intacto.
8. Adaptador (4), según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque está dotado de medios de propulsión,
preferentemente medios de propulsión eléctrica, tal como uno o
varios motores de iones o plasma.
9. Adaptador (4), según una de las
reivindicaciones 4-8, caracterizado porque en
la segunda pieza (6) del adaptador (4) están montados los medios de
propulsión y/o una segunda carga útil.
10. Adaptador (4), según una de las
reivindicaciones 4-8, caracterizado porque
como mínimo una parte de la primera carga útil se extiende hacia
adentro de la primera pieza (5) del adaptador (4).
11. Vehículo espacial (1), que comprende un
cohete portador (2), una carga útil (3) y un adaptador (4) para
colocar la carga útil (3) sobre el cohete portador (2),
caracterizado porque el adaptador (4) es de un tipo que
corresponde a una de las reivindicaciones 4-10.
12. Utilización de un adaptador, según una de las
reivindicaciones 4-10, como vehículo espacial
independiente dotado, preferentemente, de medios de propulsión
eléctricos.
13. Utilización del adaptador, según la
reivindicación 12, caracterizada porque el mismo es
desplegado como vehículo remolcador en el espacio.
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