RM-81 Agena

El RM-81 Agena ( / ə dʒ i n ə / ) fue una etapa superior de cohete y plataforma satelital estadounidense desarrollada por Lockheed Corporation inicialmente para el programa cancelado de satélites de reconocimiento WS-117L . ^{[ 1 ]} Tras la división del WS-117L en SAMOS y Corona para inteligencia de imágenes, y MIDAS para alerta temprana, el Agena se utilizó posteriormente como etapa superior y componente integrado para varios programas, incluidos los satélites de reconocimiento Corona y el vehículo objetivo Agena utilizado para demostrar el encuentro y acoplamiento durante el Proyecto Gemini . Se utilizó como etapa superior en los cohetes Atlas , Thor , Thorad y Titan IIIB , y se consideró para otros, incluidos el transbordador espacial ^{[ 2 ]} y el Atlas V. Se lanzaron un total de 365 cohetes Agena entre el 28 de febrero de 1959 ^{[ 3 ]} y febrero de 1987. Solo 33 Agena transportaron cargas útiles de la NASA y la gran mayoría fueron para programas del Departamento de Defensa.

En algunas misiones, la carga útil se integraba directamente en el Agena, que le proporcionaba energía eléctrica, comunicaciones y estabilización en tres ejes . Los componentes de la carga útil solían ubicarse delante del mamparo estándar del Agena. En las misiones donde la carga útil no se integraba en el Agena, sino que se separaba después del lanzamiento, el Agena se conocía como Agena Ascent . El Agena se actualizó dos veces a partir del Agena A original para soportar satélites más pesados ​​y sofisticados, como la nave espacial Corona con múltiples cámaras más potentes.

El nombre Agena fue sugerido por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Defensa para la estrella Beta Centauri , también conocida como Agena, porque esta etapa superior "se encendería en el cielo". Esto siguió la tradición de Lockheed de nombrar sus productos en honor a fenómenos estelares. ^{[ 4 ]}

El último lanzamiento fue el de un Agena D el 12 de febrero de 1987, configurado como la etapa superior de un Titan 34B . En total, la NASA y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos lanzaron 365 vehículos Agena. ^{[ 5 ]}

El Agena tenía 1,5 m (5,0 pies) de diámetro, estabilización en tres ejes (para beneficio de las cámaras del sistema de reconocimiento) y su motor Bell Aircraft XLR81 producía 71  kN (16 000  lb) de empuje utilizando dimetilhidrazina asimétrica (UDMH) como combustible y ácido nítrico fumante rojo inhibido (IRFNA) como oxidante. ^{[ 6 ]} Las primeras versiones usaban IRFNA tipo IIIA con un 14 % de dióxido de nitrógeno , mientras que las versiones posteriores cambiaron a ácido de alta densidad tipo IV (HDA) con un 44 % de dióxido de nitrógeno. El HDA es más corrosivo, pero tiene mayor densidad y un rendimiento mejorado. ^{[ 7 ]} Esta es una combinación de combustible/oxidante hipergólico y, como tal, no necesita un sistema de ignición. Este motor de cohete podía reiniciarse varias veces en órbita, por comando de radio , y se hacía con frecuencia. El motor era notable por su inusual construcción de aluminio . Los canales de refrigeración regenerativa que enfriaban la garganta y la tobera se formaron a partir de canales rectos perforados con broca de cañón . La forma parabólica de la garganta de la cámara supuso un problema de perforación difícil, que los ingenieros de Bell Aerosystems resolvieron disponiendo los canales de refrigeración en forma de " hiperboloide circular de una sola hoja ", lo que permitió a los operarios perforar canales de refrigeración rectos a través de las superficies curvas de la cámara de combustión. El motor derivaba de la unidad de propulsión XLR-81 para el contenedor de ojivas nucleares propulsadas por cohete del bombardero Convair B-58 Hustler , proyecto que finalmente fue cancelado . Hasta 1959, el Agena también se conocía como Vehículo Discoverer o Bell Hustler. ^{[ 3 ]}

El control de actitud del Agena, que volaba horizontalmente, se proporcionaba mediante un sistema de referencia inercial con tres giroscopios , dos sensores de horizonte y propulsores de gas frío que utilizaban una mezcla de nitrógeno y freón . El cabeceo y el alabeo se detectaban mediante dos unidades giroscópicas integradoras herméticas. Una unidad giroscópica de velocidad angular determinaba el error de guiñada detectando la velocidad orbital. Los errores giroscópicos de cabeceo y alabeo se corregían a partir de los sensores de horizonte, que posteriormente se complementaron con rastreadores solares y estelares . Esto permitió al Agena lograr la mayor estabilidad de apuntamiento necesaria para obtener imágenes de mejor resolución terrestre con las cámaras Corona mejoradas. ^{[ 1 ]}

Como el Agena fue diseñado para mantener una orientación fija en el espacio mientras orbitaba la Tierra, se ideó un sistema de control térmico pasivo. ^{[ 1 ]}

La principal fuente de energía eléctrica del Agena eran las baterías de peróxido de plata-zinc , que desde principios de la década de 1960 se complementaron con paneles solares. Un transpondedor de banda S permitía al Agena recibir secuencias de comandos terrestres (compensación del movimiento de la imagen, cambio de actitud, etc.), que podían almacenarse para su posterior ejecución. ^{[ 1 ]}

Se realizaron vuelos en tres versiones del Agena:

Agena-A

El Agena-A fue el primer modelo de Agena que se construyó. Fue lanzado a bordo de cohetes Thor y Atlas, principalmente a órbitas polares desde el Complejo de Lanzamiento 75 de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg y el Complejo de Lanzamiento 1 de Point Arguello , respectivamente. Dos lanzamientos de Atlas se realizaron desde el Complejo de Lanzamiento 14 en Cabo Cañaveral .

El Agena-A estaba propulsado por un motor Bell 8048 (XLR-81-BA-5), que podía producir 69 kN (aproximadamente 15.500 libras) de empuje con un tiempo de combustión de 120 segundos. 

Se lanzaron veinte Agena-A entre 1959 y 1961, todos ellos para los programas Discoverer, MIDAS y Samos. ^{[ 8 ]}

Agena-B

En 1960, Lockheed presentó el Agena-B mejorado, que podía reiniciarse en órbita y contaba con tanques de propulsor más largos para un mayor tiempo de combustión. Fue lanzado a bordo de cohetes Thor y Atlas.

Estaba equipado con un motor Bell 8081 , capaz de generar 71  kN de empuje con un tiempo de combustión de 240 segundos, y de reiniciarse en órbita.

Estos lanzaron los satélites militares de alerta temprana SAMOS-E , SAMOS-F (ELINT Ferret) y MIDAS (Missile Defense Alarm System), las sondas lunares Ranger , las sondas planetarias Mariner , OGO y los satélites Nimbus. El primer vuelo del Agena-B fue el lanzamiento (fallido) del Discoverer 16 el 26 de octubre de 1960. El Agena-B tardó meses en estar listo para los lanzamientos del Atlas y no voló en ese cohete hasta el Midas 3 el 12 de julio de 1961. El último vuelo del Agena-B fue el lanzamiento del OGO 3 el 7 de junio de 1966. Se lanzaron un total de 76.

Agena-D

El Agena D fue el resultado de una propuesta del ejecutivo de ingeniería de Lockheed, Lawrence Edwards , quien sugirió estandarizar la configuración básica del Agena (hasta ese momento, cada Agena se construía a medida tanto para la carga útil como para el vehículo de lanzamiento con el que se utilizaba), y añadir características adicionales según los requisitos de la carga útil y la exigencia del Pentágono de que el Agena fuera compatible con el cohete Titan . Esta propuesta surgió a finales de 1962, cuando la creciente frustración por la alta tasa de fallos de Thor y Atlas-Agena impulsó la sugerencia de que una mayor estandarización de los vehículos de lanzamiento mejoraría la fiabilidad. David N. Spires resume la estandarización de la siguiente manera:

La configuración común del Agena D incluía cuatro módulos utilizables que contenían el equipo principal de guía, baliza, energía y telemetría, una consola de carga útil estándar y un bastidor trasero sobre el motor para la instalación enchufable de paneles solares opcionales tipo engranaje, subsatélites "piggyback" y un motor Bell Aerosystems opcional que podía reiniciarse en el espacio hasta dieciséis veces. ^{[ 9 ]}

Su configuración orbital tenía un diámetro de 60 pulgadas (1,5 m) y una longitud de 248 pulgadas (6,3 m) , y proporcionaba 19 500 Wh de energía eléctrica de baterías. ^{[ 10 ]} Hasta 2014, la Agena-D era la etapa superior estadounidense más lanzada. ^{[ 11 ]} Se estableció una línea de producción especial para fabricar 40 naves espaciales Agena-D por año. Edwards siguió siendo responsable de la ingeniería durante varios años, hasta que la Fuerza Aérea declaró la Agena-D como operativa y congeló su diseño. Para el momento de su retiro, la confiabilidad de la Agena-D superaba el 95 por ciento.    

Fue lanzada a bordo de cohetes Atlas, Thor, Thorad y Titan IIIB. Estaba equipada con un motor Bell 8096 , capaz de generar 71  kN de empuje con un tiempo de combustión de 265 segundos.

El primer lanzamiento del Agena-D fue el del KH-4 n.° 7 el 28 de junio de 1963, y se lanzaron un total de 269 Agena-D. El Agena-D se utilizó para lanzar los satélites de reconocimiento KH-7 GAMBIT y KH-8 Gambit 3 , tres sondas Mariner a Venus y las dos sondas espaciales Mariner a Marte .

El Thor-Agena voló por última vez en 1972 para lanzar el satélite KH-4B. El último Atlas-Agena utilizó una etapa Agena D sobre un misil Atlas F reacondicionado para lanzar el Seasat en 1978. Se lanzaron doce Agenas más en vehículos Titan hasta 1987, antes de que la etapa fuera retirada definitivamente.

La última etapa superior del Agena-D fue lanzada a bordo de un cohete Titan IIIB el 12 de febrero de 1987, transportando el USA-21, el último satélite SDS-1 .

Vehículo objetivo Agena

El vehículo objetivo Agena se basó en el Agena-D, con equipo adaptado para su uso como objetivo de encuentro y acoplamiento para misiones realizadas como parte del Proyecto Gemini . Estaba equipado con un motor Bell Aerospace Modelo 8247 , que estaba calificado para hasta 15 reinicios. ^{[ 2 ]} En misiones posteriores, el motor del Agena se encendió mientras la nave espacial Gemini estaba acoplada, para impulsarla a una órbita más alta y traerla de regreso. Durante la misión Gemini 11 , se alcanzó una órbita elíptica con un apogeo de 1375 kilómetros (854 millas) , lo que estableció un récord de altitud para vuelos espaciales tripulados que se mantuvo hasta que el Apolo 8 , la primera misión tripulada a la Luna, lo superó. 

Otras variantes

A principios de la década de 1970, Lockheed estudió el uso del Agena como propulsor de carga útil en la bahía de carga del transbordador espacial. Se propuso un Agena-C con un diámetro mayor, pero nunca se construyó.

El Agena-2000 fue concebido como una versión modernizada del Agena y se habría utilizado en el vehículo de lanzamiento desechable evolucionado Atlas V Light . ^{[ 12 ]} El Atlas V Light fue cancelado en favor de la estandarización de la configuración Medium y, como resultado, el Agena-2000 nunca se construyó.

El primer lanzamiento de un Agena-D fue el vuelo Agena n.° 64 el 27 de junio de 1962. A finales de 1967, se habían lanzado un total de 162 Agena-D: ^{[ 13 ]}

Dado que muchos de los Agenas permanecieron en órbita mucho después de que ya no eran necesarios, tuvieron tiempo de desintegrarse, lo que resultó en más desechos orbitales. ^{[ 14 ]} Se cree que explotaron debido a la ignición del propulsor residual. ^{[ 15 ]}

• Centauro (etapa de cohete)

Listas relacionadas

• Lista de aeronaves militares de los Estados Unidos
• Lista de misiles

• Agena A y análisis de la serie RM-81
• Gemini 8 Docks con Agena Video
• Estudio Shuttle/Agena. Anexo A: Configuración Agena de Ascent.
• Estudio Agena reutilizable. Volumen 2: Aspectos técnicos
• Historia documental de Agena