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Introducción a los Vehículos Espaciales HISTORIA ...

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<strong>HISTORIA</strong><br />

<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣ASTRONÁUTICA: Sputnik 1 (1957)<br />

‣ COHETES LANZADORES:Origen en el pasado. Desarrollo ´50 /<br />

´60 (misiles balísticos)<br />

‣ 1er Artefacto propulsado (Ppio. acción y reacción.-Architas Italia<br />

400 AC)<br />

‣100 DC Pólvora –Fuegos de Artificio (Chinos)<br />

‣Fines bélicos (1232) Guerra China Mongolia (Flechas Voladoras)<br />

‣Siglo XVI Cohetes como armas de guerra (Inglaterra y Alemania)<br />

‣Tsiolkovsky (1857-1935): Bases matematicas p/ posibilidad de<br />

realizar viajes al espacio. Propone uso de propulsores líquidos.<br />

Explora la posibilidad de <strong>los</strong> satelites artificiales. Gravedad nula<br />

‣Goddard (1919) Cohetería práctica


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣Koroliov (1907-1966) Padre de la Cosmonáutica Rusa.<br />

-Desarrollo de la familia de cohetes Rusos<br />

-Primer satélite artificial de la tierra<br />

-Envío de primer ser humano en el espacio<br />

-Diseñador del programa espacial soviético<br />

‣Von Braun (1912-1977) Cohetes p/ ejérecito alemán (V2)<br />

‣1945 Fin de II guerra mundial. (EEUU)<br />

‣Rusia Sputnik 1 (1957) (Carrera Espacial EEUU vs URSS)<br />

‣EEUU Von Braun Explorer I (Cinturones Van Allen)<br />

‣1957 P i i (L ik ) / Ab d bj d l ó bi<br />

‣1957 Primer ser vivo (Laika) / Abandono por un objeto de la órbita<br />

terrestre / Fotografía del lado oscuro de la Luna


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣1961 URSS Yuri Gagarin orbita la tierra (Capsula Vostok- R7ICBM<br />

(Korolev) =Soyuz launcher)<br />

‣1958 NASA<br />

‣EEUU (1961) Alan Shepard Mercury 15 min<br />

‣EEUU (1961 –1966)<br />

‣EEUU Proyecto Apollo Saturno V. 1969 Neil Armstrong Alunizaje.<br />

Fin 1972<br />

‣URSS programa de estaciones espaciales MIR<br />

‣EEUU estación Skylab 1973<br />

‣Apollo-Soyuz Test Proyect (Cooperación Ruso americana)<br />

‣ Space Shuttle (EEUU 1981) (4). Lanzamiento e/500 y 1000 MU$S<br />

‣Burán (U Soviética) 1988. 1 solo vuelo y automático


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣Burán (U Soviética) 1988. 1 solo vuelo y automático.<br />

‣ACTUALIDAD: NASA – ESA - RSA<br />

-Conquista del espacio: Satélites Artificiales (fines miltares,<br />

investigación, económicos, tecnológicos, etc)<br />

-Viajes con Naves tripuladas<br />

-Viajes con naves no tripuladas a otros planetas<br />

-Desarrol<strong>los</strong> de sistemas de propulsión alternativos<br />

‣ DESARROLLO EN LA ARGENTINA:<br />

-Grupo de estudios Astronáuticos Volanzán (1930) (contactos con<br />

alemania)<br />

-CITEFA (1947) Primer motor cohete líquido<br />

LATINOAMERICANO!!!!!!!!!! (1950)


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣ DESARROLLO EN LA ARGENTINA:<br />

-Grupo de estudios Astronáuticos Volanzán (1930) (contactos con<br />

alemania)<br />

-CITEFA (1947) Primer motor cohete líquido<br />

LATINOAMERICANO!!!!!!!!!! (1950)<br />

-1950 Sociedad argentina Interplanetaria (1950) Teófilo Tabanera<br />

Cuna de la actividad aeroespacial Argentina<br />

-1960 CNIE<br />

-1970 Posibilidad de emprender la construcción de lanzadores a<br />

combustible sólido para satélite<br />

FALTA DE DECISION POLITICA!!!!!!!!!!!!!!!!!! NO<br />

-1982 Falda del Carmen (Cohetes con fines bélicos). 1989 se cancela<br />

el Proyecto Cóndor II<br />

-1990 LU SAT 1 Satélite Radioaf. Argentino Ariane<br />

-1990 CONAE (Plan Espacial Nacional) SAC-B, SAC- A, SAC-C, C<br />

SAC-D


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

ENTORNO DE UN VEHICULO ESPACIAL<br />

‣ENTORNO TERRESTRE<br />

-Atmósfera: agua, oxígeno, humedad, corrosión, polvo, areas limpias,<br />

electricidad estática<br />

-Transporte del vehículo en todas sus etapas vs. Lanzamiento<br />

-Presurizacion y despresurización.<br />

‣ENTORNO DE LANZAMIENTO<br />

-Esfuerzos Ef extremos: 6 gs. axial il/2 gs. Lateral Lt -Vibraciones<br />

-Ruido motores lanzador<br />

-Ruido aerodinámico<br />

-Despresurización<br />

-Corte y encendido de las etapas<br />

-Niveles de carga, vibraciones y acústico (manual del usuario del lanz.)


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣ENTORNO SOLAR<br />

-Actividad Solar:<br />

-Radiación electromagnética<br />

-Partículas subatómicas cargadas (Viento solar)<br />

‣ENTORNO DE LA TIERRA<br />

-Atmósfera:<br />

-100 Km ----------Resist aerodinámica<br />

-1000 Km --------Presión de radiación<br />

-1000 y 20000 Km Cint de Van allen<br />

-60 a 70 mil Km tormentas magnét. (daños varios)<br />

‣EL MEDIO ESPACIAL<br />

Características del SOL y la TIERRA y sus ATMÓSFERAS<br />

-VACIO:<br />

200 Km alto vacío.<br />

600 Hay resist aerodinámica


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

-VACIO: -Bajas densidades ----------ionización de gases (medio<br />

conductor (equipos electrónicos)<br />

-Radiación----Oxígeno molecular----oxígeno oxígeno atómico<br />

(oxidación) (ozono)<br />

-Outgasing g( (Metales y Polímeros)<br />

-Compuestos (higroscópicos)<br />

-Soldadura fría.<br />

-MICROGRAVEDAD (Gradiente gravitatorio. Fza centrífuga)<br />

-RADIACION (Radiación acumulada)<br />

-METEORITOS Y MICROMETEORITOS<br />

-BASURA ESPACIAL: 2000 Km -----------2 millones de Kg<br />

0.3 a 0.5 mm riesgo trajes<br />

1 mm riesgo vehícu<strong>los</strong><br />

-ENTORNO TÉRMICO: Grandes gradientes de Tra. (Eclipses. Sol y<br />

sombra).<br />

Cargas por temperatura------Deformacion


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

DINÁMICA ORBITAL<br />

‣ORBITA:<br />

Fzas Centrales / Gravitación Universal / Leyes de Keppler<br />

El problema de un cuerpo<br />

‣MISIONES COSMONAUTICAS:<br />

Intercepción / Rendez Vouz / Sobre vuelo / Satelización<br />

‣TRANSFERENCIA ENTRE ORBITAS:<br />

-Transf. Coplanar de Hohmann<br />

-Cambio de inclinación de la órbita<br />

‣ORBITA GEOESTACIONARIA: (35800 Km)<br />

‣ORBITA POLAR<br />

‣ORBITA HELIOSINCRÓNICA


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣CARACTERÍSTICAS<br />

VEHÍCULOS LANZADORES<br />

‣REQUISITOS DE LA MISION<br />

‣FASES DEL LANZAMIENTO Y MISIÓN<br />

‣INTERACCIONES CON LA CONFIGURACIÓN<br />

‣LANZADORES:<br />

-ARIANE: 48 MTS / 210000 Kg / 1750 Kg carga útil<br />

AIII: + Prop sólido 2500 Kg de carga útil hasta 4500<br />

AV: 7000 Kg a 18000 Kg según la órbita<br />

-SPACE SHUTTLE:56 mts (37 mts) / Enverg 24 mts / Alt 23 mts<br />

3.5 milloones de Kg<br />

-OTROS: Delta / Pegassus / Rockot /


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

PROPULSION ESPACIAL<br />

‣MOTORES COHETES QUIMICOS / TERMICOS:<br />

-Sólidos / Líquidos / Híbridos<br />

‣OTROS MOTORES<br />

-SOLARES (Investigación Sat interplanet)<br />

-NUCLEARES (Realización)<br />

-TERMOELÉCTRICOS ( Invest básica Sat interplanetarios)<br />

-ELÉCTRICOS Invest aplic. Interplanetarios<br />

-FOTONICOS: FOTONICOSEspeculativo. lti Etl Estelares<br />

‣PROPULSIÓN SECUNDARIA<br />

‣PROPULSIÓN SECUNDARIA<br />

-Sistemas de Gas Frío<br />

-Monopropulsante de hidracina<br />

-Bipropulsantes<br />

-Propulsantes sólidos para motores de apogeo.


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

ARQUITECTURA ESPACIAL<br />

‣CARGA ÚTIL Y PLATAFORMA<br />

‣PARTES DE UN SATÉLITE<br />

‣SUBSISTEMA DE CONTROL DE ACTITUD<br />

‣SUBSISTEMA DE PROPULSION<br />

‣SUBSISTEMA DE GENERACIÓN DE POTENCIA<br />

‣SUBSISTEMA DE COMANDO Y MANEJO DE DATOS<br />

‣SUBSISTEMA DE CONTROL TÉRMICO<br />

‣SUBSISTEMA DE ESTRUCTURAS<br />

‣SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES<br />

‣CARGA ÚTIL:<br />

-Satélites de observación (3Landsat, Spot Goes): Rec. Naturales /<br />

Meteorológicos / Oceanográficos/ Detección de fuego / Militar


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

‣CARGA ÚTIL:<br />

-Satélites de Comunicaciones: P.ej Sat geoestacionario Intelsat<br />

-Satélites Tecnológicos:<br />

-Satélites de Navegación: NAVSTAR (GPS 24-21) vs GLONASS<br />

-Satélites de búsqueda y rescate:<br />

-Satélites científicos: planetarios e interplanetarios (Soho)


<strong>Introducción</strong> a <strong>los</strong> Vehícu<strong>los</strong> <strong>Espaciales</strong><br />

SISTEMAS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS<br />

‣SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA<br />

-Energía solar / Celdas Solares / Paneles Solares / Ambiente Espacial<br />

-Baterías (Ni Cd, Ni H)<br />

-Reguladores y Conversores<br />

‣COMUNICACIONES ESPACIALES<br />

-Comunicaciones Terrestres y <strong>Espaciales</strong> (Antenas y ondas de radio)<br />

-Modulación analógica y digital<br />

-Ruido<br />

‣COMANDO Y MANEJO DE DATOS<br />

(Para operación del satélite y de la carga útil)<br />

-Suministra telemetríaTelemetría<br />

-Recibe formatea y distribuye comandos

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