Nave lunar LK-700
Redacción |
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El sistema
lunar LK-700 era la alternativa de Vladimir Chelomei al
diseño lunar propuesto por Korolev conocido como
L3. A diferencia de éste, hubiera permitido la concreción
de vuelos tripulados 'directos' a la superficie lunar. El
LK-700 tendría que haber sido lanzado por el monstruoso
vector UR-700,
transportando una tripulación de 2 o 3 cosmonautas.
Aunque el diseño N1-L3 de Korolev fue finalmente
seleccionado por el gobierno soviético en 1964, el
trabajo sobre el conjunto UR-700/LK-700 continuó
en paralelo a un bajo nivel. |
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 e todas
formas el trabajo sobre este nuevo sistema espacial pareció
recobrar un nuevo ímpetu cuando era evidente, a fines de
la década de 1960, que la puesta a punto del vector lunar
N1 era más que problemático. Sin embargo, a esta altura
los norteamericanos habían ganado la carrera lunar, por lo
que el interés de los rusos en alcanzar la Luna obviamente
no era el mismo. Otro factor -no menos importante- para entender
el porqué de la no-concreción del sistema
UR-700/LK-700 era el uso de 'monumentales' cantidades de propergoles
tóxicos, algo que para la mayoría de los científicos
espaciales de la URSS era absolutamente inaceptable.
 Hacia
1962 el Bureau de Chelomei (TsKBM o también OKB-52) comenzó
a trabajar en el UR-700, un vector pesado diseñado primordialmente
para misiones tripuladas a la Luna. El mismo transportaría
hacia la Luna al complejo LK-700, cuyos diseños iniciales
se derivaron de la familia de vehículos espaciales modulares
tripulados 'Raketoplan'. El desarrollo de la nave de descenso lunar
LK-700 fue iniciado en cumplimiento de los decretos 1070-363 del
'Consejo de Ministros y el Comité Central del Partido Comunista'
del 17 de Septiembre de 1967, y 472 del 'Ministerio de Construcción
de Maquinarias' (MOM) del 28 de Septiembre de 1967.
El desarrollo a plena escala del LK-700 contemplaba la construcción
de 16 prototipos del mismo, útiles para estudiar y poner
a punto toda la tecnología a emplear. El plan original preveía
la construcción de cinco conjuntos (aptos para el vuelo)
UR-700/LK-700. La serie de misiones comenzaría con dos vuelos
no tripulados, y luego seguirían tres vuelos tripulados.
Para una misión típica al 'Mar de la Fertilidad' el
LK-700 hubiera tenido un peso total en órbita baja terrestre
de 154.000 kg. La nave tenía una longitud total de 21,2 m,
incluyendo al sistema de aborto ADU. Tanto la nave como las etapas
tenían un diámetro básico de 2,7 m.
Los componentes del LK-700 eran:
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Bloque I
- Etapa para la inserción en trayectoria Tierra-Luna.
Ésta tenía tres etapas cohete idénticas
agrupadas alrededor de un núcleo. Peso total de 103.474
kg (cada una de las etapas cohete tenía un peso de 34.491
kg). Cada etapa estaba equipada con un motor Kosberg 11D23 de
23.500 tn de empuje. |
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Bloque II
– Etapa para ejecutar maniobras intermedias o a mitad
del trayecto/frenado lunar. Peso 32.226 kg (similar a las tres
etapas del Bloque I que lo rodeaban). 2.041 kg de propergoles
usados para correcciones intermedias antes de dar inicio a la
maniobra de frenado lunar. Los propergoles remanentes se usaban
para frenar la nave a 30 m/s en un punto situado a 4,3 km sobre
la superficie lunar, en el cual la etapa era descartada. A diferencia
de las etapas del Bloque I, el Bloque II tenía una unidad
de motores empleada para la orientación del conjunto.
Estaba equipado con sólo un motor principal Kosberg 11D23
de 23,5 tn de empuje, rodeado éste por tres motores Isayev
11D416 de 1,67 tn de empuje, empleados para las maniobras de
corrección intermedias y para la orientación de
la nave durante la maniobra de frenado. |
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Bloque III
- Etapa para alunizajes suaves. Esta plataforma de descenso
consistía en un tren de aterrizaje que tenía seis
largas patas cuyos extremos eran similares a esquíes.
El diseño de la plataforma permitía efectuar alunizajes
seguros con velocidades verticales de hasta 5 m/s y velocidades
laterales de 2 m/s. Antes del lanzamiento de la etapa de ascenso,
dispositivos eléctricos especiales en cada pata nivelarían
la plataforma, aun estando en pendientes de hasta 15 grados. |
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Bloque IV
- Etapa para la inserción en trayectoria Luna-Tierra
y la ejecución de maniobras intermedias. Peso 11.670
kg (2.675 kg de peso sin propergoles). Esta etapa empleaba al
Bloque III como plataforma de lanzamiento, para insertar a la
cápsula de reentrada VA en una trayectoria de regreso
hacia la Tierra. El Bloque IV también contenía
la aviónica y los sistemas de mantenimiento de vida,
es decir, éstos no se encontraban en la cápsula
VA. Estaba equipado con un solo motor principal Isotov (Klimov)
15D13 de 13,4 tn de empuje, rodeado por tres motores Isayev
11D416 de 1,67 tn de empuje usados para permitir alunizajes
suaves y para efectuar maniobras de corrección intermedias. |
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Bloque V
- Cápsula de reingreso VA. Peso 3.130 kg. Esta cápsula
de apariencia similar a la Apollo, era en realidad una versión
de la desarrollada por Chelomei para sus naves LK-1 (viajes
translunares) y TKS (transporte espacial tripulado). Con una
relación 'sustentación-resistencia al avance'
hipersónica de 0,35 la cápsula podía maniobrar
en el reingreso a 11 km/s para descender sobre territorio soviético.
Dentro de la VA se encontraba la cabina, el sistema de paracaídas
de frenado, el sistema de control de reacción para la
estabilización de la nave durante el reingreso, y un
escudo térmico protector separable. También en
la cabina se guardaban dos trajes espaciales destinados a las
caminatas lunares. La cabina podía ser despresurizada
de dos a cuatro horas por vez. En la nariz de la VA había
una antena parabólica para las comunicaciones, transmisión
de TV a la Tierra, y transmisión de telemetría
a alta velocidad. |
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Bloque VI
- Torre de aborto ADU. Este sistema de escape empleaba propergoles
sólidos, y se lo podía usar desde 1,5 horas antes
del lanzamiento hasta 193 segundos luego del lanzamiento para
permitir el alejamiento de la cápsula VA a una distancia
lo suficientemente segura del vector de lanzamiento, en caso
de una falla grave de éste. Durante los primeros 120
segundos de vuelo, el ADU alejaría del cohete a la VA
sin su escudo térmico protector. Si esta acción
era efectuada entre los 120 y 193 segundos, el escudo protector
permanecería sujeto a la VA. A los 193 segundos en vuelo
cuatro pernos explosivos separarían el ADU de la VA y
pequeños motores a combustible sólido lo alejarían
del booster. De allí en adelante los abortos usarían
directamente el motor del Bloque IV del LK-700. El sistema de
aborto fue desarrollado por NIITI. |
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| El 'perfil de la misión' para una expedición
típica de 8,3 días al Mar de la Fertilidad, con una
tripulación de dos cosmonautas, era: |
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Inserción del
LK-700 (154.000 kg) en una órbita baja terrestre de estacionamiento,
186 x 260 km e inclinación orbital de 51,5 grados. La
nave permanecería unas cinco horas (3,75 revoluciones)
en esta órbita, antes de acometer la maniobra de inserción
en trayectoria Tierra-Luna. Durante este tiempo la tripulación
comprobaría el estado de todos los sistemas, especialmente
el radio-altímetro empleado en la muy crítica
maniobra de alunizaje. Las estaciones de la red KIK conducirían
un rastreo de precisión para refinar la órbita
de la nave y cargar así con datos actualizados el sistema
de navegación de la nave, el cual incluía una
plataforma giroscópica y un sistema de orientación
estelar. Los motores de orientación (que podían
ser encendidos reiteradamente) del Bloque II proporcionaban
orientación y además una pequeña aceleración
extra para mantener a los propergoles correctamente posicionados
para el encendido del Bloque I. Durante este tiempo en órbita
de estacionamiento, se usaban 3.000 kg de elementos consumibles. |
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Maniobra de inserción
en trayectoria Tierra-Luna. La velocidad cambiaba de 3.170 a
3.185 m/s (delta v). El peso inicial de la nave era entonces
de 151.000 kg. Luego de esta maniobra, las tres etapas laterales
del Bloque I eran descartadas. |
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El peso de la nave
ahora es de 50.526 kg. Durante el viaje de 3,32 días
a la Luna (una misión al Océano de las Tormentas
hubiera demandado 6,3 días de viaje) se empleaban 2.041
kg de propergoles y elementos consumibles para orientar la nave
y para ejecutar dos maniobras de corrección intermedias
(esto es, a mitad del recorrido). La nave era rastreada por
estaciones ubicadas en Yevpatoriya, Shchelkov, Ussuriysk, y
Sary Shagan, de seis a catorce horas cada día. |
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Comienzo de la maniobra
de frenado lunar empleando el Bloque II a una altitud de 200
a 500 km (dependiendo del punto de descenso) sobre la superficie
lunar. 48.485 kg de peso de la nave al comienzo de la maniobra.
El motor 11D23 del Bloque II era apagado cuando el radio-altímetro
indicaba una velocidad de 30 m/s a 4,3 km sobre la superficie.
El Bloque II era entonces descartado. |
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Los motores 11D416
del Bloque IV se encienden 4,3 km más o menos 1 km sobre
la superficie lunar. El peso de la nave era de 18.300 kg. Se
reservaban 1.176 kg de propergoles para la maniobra final de
alunizaje suave, de unos 120 s de duración. Durante esta
maniobra el sistema de radio-altímetro se usaba para
regular el empuje de los motores, y para mantener el centro
de masas de la nave sobre la vertical. El peso de la nave ya
sobre la superficie lunar era de 17.124 kg. |
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Inmediatamente después
de haber alunizado, la tripulación comprobaba el estado
de los sistemas de la nave, y determinaba el punto exacto del
alunizaje. La tripulación permanecía de 12 a 24
en la superficie, realizando dos caminatas lunares de 2-2,5
horas de duración cada una. Se instalaban en la superficie
diversos instrumentos científicos. Se podían retornar
a la Tierra 10 kg de suelo lunar y películas. |
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La inserción
en trayectoria Luna-Tierra era efectuada directamente desde
la superficie lunar, usando el tren de aterrizaje (o Bloque
III) como plataforma de lanzamiento. La maniobra de ascenso
del Bloque IV consistía en realizar un ascenso vertical
a máximo empuje de 4 a 6 segundos de duración,
seguido por una reducción del empuje; luego una trepada
por la vertical de 8 a 25 segundos (dependiendo del sitio de
descenso); finalmente se llevaba a cabo una maniobra para inclinar
o arquear la trayectoria para retornar a la Tierra. La velocidad
cambiaba de 2.740 a 2.840 m/s (delta v). El peso de la nave
que regresaba a la Tierra era de 5.805 kg. El viaje de vuelta
duraba 4 días, y se planeaba efectuar dos correcciones
a mitad del trayecto. |
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El reingreso en la
atmósfera terrestre se realizaba sobre una trayectoria
hiperbólica con un perigeo de 50 km. Desde los 1.000
hasta los 250 km sobre la superficie terrestre el radio-altímetro
era puesto nuevamente en funcionamiento para actualizar la posición
de la nave. El Bloque IV se separaba a los 150 km luego de orientar
a la cápsula VA para que ésta ingresara en un
ángulo correcto en la atmósfera. A los 100 km
sobre la superficie, la velocidad de la VA era de 11 km/s. La
VA usaba su relación 'sustentación-resistencia
al avance' hipersónica de 0,35 para limitar las fuerzas
G aplicadas sobre los cosmonautas durante la crítica
fase de reingreso. La sustentación le permitía
variar su punto de descenso de 6.000 a 11.000 km desde el punto
de entrada en la atmósfera, mientras que se podía
desviar 300 km a derecha o izquierda de la trayectoria balística. |
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Fuente: Astronautix.com
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| Mendoza, Argentina, 23 de Noviembre de 2007. |
