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Professor : Luis A. Arriola
Aerospace Engineer, B.S, M.S, P.E.
Former U.S. ACTA Engineer
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• El fin de la Guerra Fría la decadencia de la
URSS asfixiaba el programa espacial ruso, el
programa estadounidense se fue estancando
progresivamente.
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• Si el turismo espacial no ha comenzado antes
ha sido por la fortaleza económica de las dos
principales potencias, Estados Unidos y la
URSS, que no necesitaban ingresos adicionales
• Rusia decidió aceptar la oferta de llevar un
turista, es decir, una persona que viajaba por
motivos no profesionales.
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• Moscú vio con buenos ojos la posibilidad de
obtener millones de dólares de personas
dispuestas a pagar por el viaje y la estancia; así
podrían costear la totalidad o parte del
lanzamiento.
• Por esto, existía fuerte discrepancia entre Rusia
y Estados Unidos. Este ultimo, no quería ni
necesitaba esos ingresos y temía convertir el
caro y delicado complejo espacial de la ISS en
destino para millonarios excéntricos
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• Distinguiremos 3 tipos de actividades
diferentes :
• Vuelos Orbitales Comerciales
• Lanzamiento de carga comercial
• Turismo espacial o Vuelos suborbitales
tripulados comerciales
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• El primer turista espacial
• Fue el magnate
norteamericano y ex
ingeniero de la NASA
Dennis Tito. El primer ser
humano en viajar al
espacio únicamente por
placer y previo pago.
Considerado como turista.
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• Tito pagó unos 20 millones de dólares a la
Agencia Espacial Federal Rusa por el
entrenamiento, el viaje y la estancia en la EEI.
En cambio la NASA puso todo tipo de
objeciones. Tito entró en la Estación el 30 de
abril de 2001
• En la ISS manejó el sistema de comunicaciones
y verificó el equipo de energía del módulo ruso,
además de sacar fotos, tomar películas caseras
y mirar mucho por las escotillas, todo lo que se
espera de un turista.
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• Hasta el momento, todos los
seguidores del pionero: con la
empresa Space Adventures
• Mark Shuttleworth
• Sudafricano y el segundo
habitante no profesional de la
ISS. Previo pago
• El 25 de abril de 2002, la nave
Soyuz TM-34 despegó del
cosmódromo de Baikonur
hacia la ISS
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• Gregory Olsen
• Estadounidense y la
tercera persona en subir al
espacio por motivos no
astronáuticos, visitando la
Estación del 1 al 10 de
octubre de 2005 en la
misión Soyuz TMA-7
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• Anousheh Ansari
• Estadounidense y la cuarta
turista espacial y a la vez la
primera mujer turista en viajar
al espacio. Despegó desde
Baikonur el 21 de agosto de
2006 en la misión Soyuz
TMA-9
• Estudiar algunos efectos de la
anemia.
• Estudiar los músculos de la
espalda en distintas situaciones
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• Charles Simonyi
• Norteamericano y el quinto
turista espacial en viajar al
espacio, nacido en Budapest,
Es cofundador de Microsoft e
inventor de Word y Excel.
Voló a bordo de la Soyuz
TMA-10 el 7 de abril de 2007
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• Por otra parte, mientras el continuo desarrollo
tecnológico iba reduciendo los costes de la
aventura espacial, la globalización de la
economía mundial permitía la aparición de
grandes empresas multinacionales
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• La explosión de la industria de las
comunicaciones proporcionó el aliciente para el
lanzamiento de satélites de comunicaciones.
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• Todos estos factores han permitido que surjan
organizaciones privadas capaces primero de
comprar lanzamientos espaciales a los
programas estatales, y más tarde de ofrecerlos,
dando lugar a una nueva era, con una actividad
eminentemente comercial impulsada por la
iniciativa privada.
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• Boeing es el fabricante de Delta IV Rocket
• El vehículo de lanzamiento Delta IV es un
TAXI al espacio que acomoda una o varias
cargas útiles en la misma misión
• Los cohetes pueden lanzar cargas a:
• Polar Orbit
• Sun-Synchronus Orbit
• Geo-synchronous Orbit
• Low Earth Orbit (LEO)
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• Delta IV es montado horizontalmente, se erige
verticalmente a la plataforma de lanzamiento,
se integra con su carga útil (payload), se
alimenta y se lanza
• Este proceso reduce el tiempo en la plataforma
de lanzamiento a menos de 10 días.
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• Tambien reduce los costos asociados con las
operaciones del sitio de lanzamiento
• Y aumenta la flexibilidad de programación para
el cliente que es un requisito para el taxi de
espacio del futuro
• Todas las configuraciones del Delta IV utilizan
un núcleo de cohetes aceleradores con el motor
principal RS 68 de Pratt & Whitney
Rocketdyne
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• Que incluye un diseño de tobera de tipo Bell
con menos partes
• Y usa una mezcla de (LH2 and LOX)
Hidrogeno Liquido y Oxigeno Liquido
• Boosters (2) motores RS 68A, cada uno con
3140 KN thrust (6280 KN thrust)
• El 1st stage incluye un motor RS 68 A (3140
KN thrust)
• El 2nd stage incluye un motor RL10B-2 de
Pratt & Whitney (110 KN thurst)
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• Boeing y Bigelow Aerospace se han asociado
para desarrollar vehículos de lanzamiento Delta
II
• Los cohetes Delta II pueden configurarse en 2 o
3 stages para dar cabida a una amplia variedad
de requerimientos de la misión
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• Todas las operaciones del 1st stage incluyen el
motor principal RS27A de Pratt & Whitney
Rocketdyne. Usa Queroseno y Oxigeno liquido
(RP-1 y LOX)
• Para el impulso adicional durante el despegue,
el 1st stage puede configurarse con 3, 4, o 9
motores aceleradores de grafito (solido).
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• Si usa un 2nd stage, motor AJ10-118K con
Hypergolic propellant: Dinitrogen
tetroxide/Aerozine or (Hydrazine)
• Los vehículos Delta II pueden llevar cargas a
Low Earth Orbit (LEO), y
• Si lanza una carga útil a la orbita
Geosynchronous (Geosincrona) entonces usa
la opción del 3rd stage la cual utiliza el motor
de cohete Star-48B o 37FM motor de cohete
solido de Thiokol con HTPB (Hydroxyl-
terminated polybutadiene)
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• Orbital Science Corp. es otra empresa espacial
privada con su propia familia de cohetes
llamados Taurus.
• Los Minotaur son una familia de cohetes de
propulsor solido derivados de los misiles
balísticos intercontinentales Minuteman y
Peacekeeper
• Dos variantes del Minotaur están ahora en
servicio para transportar pequeños satélites a
LEO
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• El Minotaur IV es un vehículo de lanzamiento
a orbita LEO
• El Minotaur V con mas empuje fue diseñado
para llegar a orbitas mas altas, incluyendo GTO
( Geosynchronous ) y trayectorias que
alcancen la orbita de la Luna.
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• Orbital Science Corp. Tambien esta ofreciendo
su cohete Pegasus, el vehículo espacial con
alas. Los 3 stages principales del propulsor
solido proporcionan la mayor parte del empuje.
• El Pegasus es transportado por debajo de un
avión y se lanza aproximadamente a 40,000
pies (12 km)
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• El avión que lo transporta proporciona
flexibilidad para lanzar el cohete desde
cualquier lugar en ves de solo hacerlo desde
una pista fija
• Un lanzamiento desde altitud muy alta también
permite que el cohete evite el vuelo en la parte
mas densa de la atmosfera donde se necesitaría
mas propulsor
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• Pegasus vuela como un avión cohete antes de
salir de la atmosfera y es capaz de colocar
pequeñas cargas en orbitas terrestres bajas
(LEOs)
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• Las industrias propusieron varias opciones para
el taxi al espacio.
• Los conceptos considerados se parecen a los
sistemas propuestos originalmente por los
ingenieros de la NASA del proyecto
constelación. Cohetes con stages y con una
capsula para transportar a la tripulación. NO se
parecen al orbitador Space Shuttle con alas
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• Turismo Espacial
• Diseños que aterrizan como un aeroplano
• Pero en el FUTURO, para que podamos viajar
económicamente al espacio y para realizar el
turismo espacial, necesitamos vehículos de
lanzamiento reutilizables.
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• La industria del transporte espacial comercial
esta utilizando vehículos de lanzamiento
reutilizables.
• Los Spaceplanes
• Spaceplanes son vehículos que despegan como
un avión y vuelan a la orbita terrestre, y
regresan a la Tierra intactos
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• Hay dos tipos de vehículos espaciales
totalmente reusables de un solo stage para
vuelos a LEO:
• 1) Vertical-Take-Off-and-Landing (VTOL)
Single-Stage-To-Orbit (SSTO): vehículos que
despegan y aterrizan verticalmente
• 2) Single-Stage-To-Orbit (SSTO) Horizontal-
take-Off-and-Landing (HTOL): Vehículos que
despegan y aterrizan horizontalmente, como
aviones comerciales
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• El problema básico para los ingenieros
aeroespaciales es alcanzar suficiente velocidad
para llegar a la orbita sin llevar tanto propulsor
• Si no es así:
• El vehículo es demasiado pesado para
ser lanzado
• O solo es capaz de llevar un gran
tanque propulsor y nada mas
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• El requisito de diseño es construir un vehículo
muy ligero, o encontrar una manera de llevar
menos propulsor
• Motores de reacción que ingieren el aire de la
atmosfera podrían utilizarse en la primera parte
del vuelo.
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• La clave es eliminar tanto peso muerto como
sea posible para tener oportunidad de alcanzar
la orbita, y tener la capacidad de llevar una
carga útil.
• HTOL requieren la inclusión de TURBINAS
(propulsión a chorro)
• Motores a reacción son peso muerto para la
mayor parte del viaje
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• Spaceplanes
• Mas fáciles de ajustar con las operaciones
de aeropuertos y sus reglamentos.
• Mas atractivos para los pasajeros de la
industria turística
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• Virgin Galactic y Scaled Composites (a partir
del 2012 Virgin Galactic) pidió a ACTA
proveer un soporte adicional en preparación del
lanzamiento del vehículo SpaceShip Two
Enterprise.
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• El primer modelo SpaceShipTwo (SS2)
Enterprise fue una nave espacial suborbital
destinada al turismo espacial
• Destruida en el accidente del 31 de octubre
2014
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• Capacidad: 8 personas (6 pasajeros y 2 pilotos)
• El apogeo (Service Ceiling): 110 kilómetros
(360,000 ft), a 10 km más alta que la línea de
Kármán)
• Velocidad Máxima: 4.200 km/h (Mach 4 o
2,600 mph)
• Power Plant: 1 × RocketMotorTwo
(liquid/solid hybrid rocket engine) (60,000 lbf)
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• La cabina de la tripulación del SS2 es
• 3.7 m de largo
• 2.3 m de diámetro.
• La envergadura es de 8.2 m
• la longitud es de 18 m y
• la altura de la cola es de 4.6 m
• Loaded Weight: 9,740 kg
• El costo total de desarrollo del SS2: $400
millones en May 2011
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• Capacidad: 17,000 kg hasta 50,000 ft
• Length: 24 mt
• Wingspan: 43 mt
• Power Plant: 4 Pratt & Whitney Turbo Fan
engines (6,900 lbf each)
• Service Ceiling: 70,000 ft (21 Km)
White Knight Two
El SS2 se acciona desde la nave nodriza White Knight Two
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• El SS2 y White Knight Two
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Journey begins on Mojave Space Port
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Climbing up to 50,000 ft
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WhiteNight Two Jettison SS2 50,000 ft
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Hybrid solid/liquid fueled rocket fires !!!
THERMOPLASTIC POLYAMIDE GRAIN based solid fuel and N2O as Oxidizer
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SS2 accelerate up to 70 to 90 sec
Defeathered Configuration
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Max speed= 4200 km /h
Mach Number ≈ 4
Defeathered Configuration
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Hybrid solid/liquid fueled rocket shuts down after 70 to 90 sec climb
SS2 coasts higher after the engine shuts down reaching 110 km approx.
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Feathered Configuration on process !!
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Feathered Configuration Completed
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Like a Shuttlecork Reentry
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At 70,000 ft Rudders are defeathered into gliding configuration
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Landing gear is deployed for landing on a conventional runway
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• El 8 de Setiembre del 2016, el segundo
SpaceShip Two, conocido como VSS Unity
(Virgin SpaceShip Unity) fue lanzado.
• El VSS Unity es un Rocket Plane echo
totalmente de Carbon-Composite y diseñando
por Scale Composites
• El vuelo del VSS Unity duro 3h 43min
• 2 pilotos y ( 6 pasajeros en el futuro)
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• En esta configuración WhiteKnightTwo sirve
como un verdadero túnel de viento volador
• Así permitiendo el método de mayor fidelidad
para hacer pruebas del flujo alrededor del VSS
Unity mientras simultáneamente se hacen
pruebas de como el VSS Unity performs
cuando esta expuesto a las temperaturas
frígidas encontradas en las altitudes máximas
de 50,000 pies y por encima
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• Ala delta compleja (Ojival)
• Ala delta, es el ala generalmente usada para
aviones en vuelo supersónico, especialmente en
cazas de combate. La gran ventaja de esta ala
es que consigue que el borde de ataque del ala
quede retrasado respecto a la onda de choque
generada por la punta del avión
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• Test flight program
• VSS Unity pasara por un periodo de pruebas
similares al VSS Enterprise,
• Luego pasara a por mayores pruebas de las que
el SS2 Enterprise experimento. Las pruebas de
vuelo se esperan que sean menos, ya que el
Enterprise ya ha probado las respuesta del
diseño bajo numerosas condiciones.
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• Las pruebas empezaran con captive carry,
• Progresaran con free-flight glide testing,
• Luego, continuaran con powered test flights.
• Es posible que solamente 2-3 vuelos bajo cada
régimen pre previamente probado será
realizado, en vez de los 5 or10 que Enterprise
realizo
• El 8 de Setiembre del 2016, Virgin Galactic
comenzó las pruebas de vuelo del Unity con el
vuelo captive-carry
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List of test flights
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In memory to my beloved and eternal wife