Descripci√≥n de la carga útil

Este programa fue desarrollado como una serie de experiencias de vuelo directamente relacionadas con el programa de investigación del Vehiculo de Lanzamiento Reusable HOPE-X, que se espera sea el futuro transbordador espacial japonés.

La fase II del proyecto, involucró el lanzamiento en caida libre de un modelo a escala del vehiculo desde un globo estratosférico.

El vehiculo utilizado en esta fase, del que vemos un diagrama a la izquierda (click para ampliar) era un modelo con un largo de 3.8 mts, una altura de 1.2 mts, una envergadura de 2.4 mts y una masa del orden de los 500 kgs. Estas medidas corresponden a una escala al 25% del tamaño original que tendría el vehiculo HOPE-X.

Los dispositivos de medición fueron colocados de tal manera que no afectaran la aerodinamia del vehiculo, el cual estaba conformado esencialmente por los componentes que el vehiculo utilizado durante la fase I del proyecto a excepción del motor jet y el tren de aterrizaje, los que fueron reemplazados por un paracaidas para el frenado de la caida y un sistema de air bags para amortiguar el impacto, respectivamente.

Adicionalmente unos 30 sensores de presión fueron instalados en la superficie del fuselaje y la base del vehiculo para permitir la adquisición de datos aerodinámicos durante el vuelo libre a fin de clarificar las caracteristicas de la aerodinamia en vuelo transónico de un vehiculo alado en configuración de reentrada orbital. Asimismo, se buscaba validar los datos obtenidos con el modelo en el tunel de viento y las predicciones arrojadas por los programas computarizados de analisis de dinámica de fluidos.

Un objetivo secundario fue validar la tecnología de diseño del sistema de control y guiado en la zona de velocidades transonicas.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: European Space Range, Kiruna, Suecia  
Hora lanzamiento: 06:03 local
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: Centre National d'Etudes Spatiales (CNES)
Globo: Globo de Presión Cero  
Campaña: HSFD PHASE II  
Peso carga útil: 500 kgs

El lanzamiento del globo tuvo lugar el 1º de julio de 2003 a las 06:03 hora local. Las operaciones involucraron un complejo procedimiento de lanzamiento en el que se utilizaron globos auxiliares, y dos gruas para evitar que el modelo sufriera impactos ni fuera arrastrado por el piso antes de ser tomado por el globo principal.

Luego de una fase inicial de ascenso el balon alcanzó altura de flotación, pero desplazándose ligeramente hacia afuera de la llamada "Zona B" de Esrange asignada originalmente para efectuar la prueba en forma segura. No obstante, con la aprobación del oficial de seguridad de Esrange, se permitió continuar el vuelo tal y como se había planeado de manera que el modelo fue liberado desde una altura de 21 kms a las 7:14 hora local.

Cuando el vehiculo alcanzó el sitio de aterrizaje, el control de misión transmitió un comando para la activación del sistema de recuperación, pero este no funcionó como se esperaba y el modelo resultó dañado al tomar tierra. Como resultado del accidente, el resto de la campaña de pruebas fue cancelada.

Luego de una compleja operacion de lanzamiento y una fase nominal de ascenso el HSFD fue liberado del globo, adquiriendo 39 segundos despues de su lanzamiento en caida libre una velocidad de Mach 0.8. Allí comenzó la obtención de datos que se prolongó en esta fase por 40 segundos mas, hasta que el vehiculo comenzó a desacelerar su caida, alcanzando Mach 0.75, momento en el cual comenzó la fase de retorno.

El HSFD seleccionó el sitio #5 como el mas adecuado dentro de su rango de alcance, siendo guiado hacia alli siguiendo la traza de un Heading Alignment Cylinder (HAC) o sea un cilindro de alineación de curso.

Como el vehiculo fue lanzado desde una altura algo superior a la originalmente establecida, esta diferencia de altura se mantuvo durante la fase de aceleración, y la inserción inicial, pero luego de la fase a Mach 0.8 tendió a normalizarse acercandose a valores nominales.

Cuando el HSFD alcanzó el sitio de aterrizaje, el control de misión transmitió un comando para la activación del sistema de recuperación, pero este no funcionó como se esperaba y el modelo resultó dañado al tomar tierra. Como resultado del accidente, el resto de la campaña de pruebas fue cancelada.

A pesar de dicha interrupción y los daños sufridos por el vehiculo, importante información fue obtenida. Sus características aerodinámicas a Mach 0.8 fueron estimadas analizando los datos de vuelo los que posteriormente serían utilizados para mejorar el modelo. El objetivo secundario de la misión -la verificación del sistema de control y guiado- fue completado con exito.

Poco tiempo despues de esta prueba, la Agencia Espacial Japonesa impuso un severo corte de presupuesto al proyecto, el cual a quedado virtualmente cancelado.

No obstante, la tecnología de diseño de control de vuelo que se puso a prueba, demostró ser exitosa y servirá como base para futuros sistemas de transporte espaciales.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión

Vista de la plataforma de isado del HSFD El vehiculo pende de los balones auxiliares segundos antes de la liberación del globo principal El globo principal toma la carga y los globos auxiliares son liberados automaticamente Vista del globo y su carga a traves de un telescopio minutos antes del inicio de la caida libre del HSFD El HSFD descansa en su sitio de aterrizaje, a pesar de su buen aspecto aparente, el vehiculo sufrió daños severos.