Antares (cohete)

La primera etapa del Antares quema RP-1 (queroseno) y oxígeno líquido (LOX). Dado que Orbital tenía poca experiencia con grandes etapas líquidas y propulsor LOX, el núcleo de la primera etapa fue diseñado y es fabricado en Ucrania por Pivdenne Design Office y Pivdenmash ^{[ 13 ]} e incluye tanques de propulsor, tanques de presurización, válvulas, sensores, líneas de alimentación, tuberías, cableado y otros componentes asociados. ^{[ 22 ]} Al igual que el Zenit —también fabricado por Pivdenmash— el vehículo Antares tiene un diámetro de 3,9 m (150 pulgadas) con una cofia de carga útil de 3,9 m a juego . ^{[ 6 ]}   

La segunda etapa es un cohete de combustible sólido Orbital ATK serie Castor 30 , desarrollado como derivado del motor sólido Castor 120 utilizado como primera etapa del Minotaur-C , basado a su vez en una primera etapa del misil balístico intercontinental LGM-118 Peacekeeper . ^{[ 35 ]} Los dos primeros vuelos de Antares utilizaron un Castor 30A, que fue reemplazado por el Castor 30B mejorado para los vuelos posteriores. El Castor 30B produce un empuje promedio de 293,4 kN (65 960 lb _f ) y un empuje máximo de 395,7 kN (88 960 lb _f ) , y utiliza control de vector de empuje electromecánico . ^{[ 8 ]} Para un mayor rendimiento, está disponible el Castor 30XL más grande ^{[ 31 ]} y se utilizará en los vuelos de reabastecimiento de la ISS para permitir que Antares transporte el Cygnus mejorado. ^{[ 8 ] [ 36 ] [ 37 ]}    

La etapa superior Castor 30XL para Antares 230+ se está optimizando para el contrato CRS-2. El diseño inicial de la Castor 30XL se construyó de forma conservadora, y después de adquirir experiencia en vuelo se determinó que el componente estructural de la carcasa del motor podía aligerarse. ^{[ 32 ]}

Antares ofrece tres terceras etapas opcionales: la Tercera Etapa Bipropelente (BTS), una tercera etapa basada en Star 48 y un motor Orion 38. La BTS se deriva de la plataforma espacial GEOStar de Orbital y utiliza tetróxido de nitrógeno e hidracina como propulsor; está diseñada para colocar con precisión las cargas útiles en sus órbitas finales. ^{[ 6 ]} La etapa basada en Star 48 utiliza un motor de cohete sólido Star 48 BV y se usaría para órbitas de mayor energía. ^{[ 6 ]} El Orion 38 se utiliza en los cohetes Minotaur y Pegasus como etapa superior. ^{[ 38 ]}

El carenado de 3,9 metros (13 pies) de diámetro y 9,9 metros (32 pies) de altura es fabricado por Northrop Grumman de Iuka, Mississippi , que también construye otras estructuras compuestas para el vehículo, incluyendo el adaptador de carenado combinado, el dodecágono, el cono del motor y la etapa intermedia. ^{[ 39 ]}  

El 14 de enero de 2016, la NASA adjudicó tres contratos de carga a través del programa CRS-2. El Cygnus de Orbital ATK fue uno de estos contratos. ^{[ 40 ]}

Según Mark Pieczynski, vicepresidente del Grupo de Sistemas de Vuelo de Orbital ATK, "Se está desarrollando una versión mejorada [de Antares para el contrato CRS-2] que incluirá: actualizaciones del núcleo de la Etapa 1, que incluyen refuerzos estructurales y optimización para soportar mayores cargas. (También) ciertas mejoras en los motores RD-181 y el motor CASTOR 30XL; y mejoras en la capacidad de carga útil, que incluyen una función de 'techo elevable' incorporada en el carenado para permitir la carga tardía de Cygnus y una estructura optimizada del adaptador del carenado".

Anteriormente, se entendía que estas mejoras planificadas para la serie Antares 230 darían lugar a un vehículo conocido como la serie Antares 300. Sin embargo, al ser consultado específicamente sobre el desarrollo de la serie Antares 300, el Sr. Pieczynski declaró que Orbital ATK «aún no ha decidido si denominará serie 300 a las mejoras en las que estamos trabajando. Esto todavía está por determinar». ^{[ 41 ]}

En mayo de 2018, el director del programa Antares, Kurt Eberly, indicó que las actualizaciones se denominarían Antares 230+. ^{[ 32 ]}

El uso del Antares 330 para futuros vuelos del CRS fue confirmado en un informe de Breaking Defense en junio de 2024. El 330 utilizará la misma segunda etapa, carenado, aviónica y software que las versiones anteriores. ^{[ 42 ]}

Originalmente programado para 2012, el primer lanzamiento de Antares, designado A-ONE ^{[ 43 ]} se llevó a cabo el 21 de abril de 2013, ^{[ 44 ]} transportando el Simulador de Masa Cygnus (una nave espacial Cygnus estándar ) y cuatro CubeSats contratados por Spaceflight Incorporated: Dove 1 para Cosmogia Incorporated (ahora Planet Labs) y tres satélites PhoneSat: Alexander , ^{[ 45 ]} Graham y Bell para la NASA. ^{[ 46 ]}

Antes del lanzamiento, el 22 de febrero de 2013 se realizó con éxito una prueba de encendido de 27 segundos de los motores AJ26 del cohete, tras un intento el 13 de febrero que fue abandonado antes del encendido. ^{[ 18 ]}

A-ONE utilizó la configuración Antares 110, con una segunda etapa Castor 30A y sin tercera etapa. El lanzamiento tuvo lugar desde la plataforma 0A del Puerto Espacial Regional del Atlántico Medio en Wallops Island , Virginia . LP-0A era un antiguo complejo de lanzamiento de Conestoga que solo se había utilizado una vez antes, en 1995, para el único intento de lanzamiento orbital de Conestoga. ^{[ 11 ]} Antares se convirtió en el cohete de combustible líquido más grande —y el primero— en volar desde Wallops Island, así como en el cohete más grande lanzado por Orbital Sciences. ^{[ 43 ]}

El primer intento de lanzamiento del cohete, el 17 de abril de 2013, se canceló después de que un umbilical se desprendiera de la segunda etapa del cohete, y un segundo intento el 20 de abril se canceló debido a vientos a gran altitud. ^{[ 47 ]} En el tercer intento, el 21 de abril, el cohete despegó al comienzo de su ventana de lanzamiento. La ventana de lanzamiento para los tres intentos fue de tres horas a partir de las 21:00 UTC (17:00 EDT ), reduciéndose a dos horas al inicio del conteo terminal y diez minutos más tarde en el conteo. ^{[ 11 ] [ 48 ]}

El 28 de octubre de 2014, el intento de lanzamiento de un Antares que transportaba una nave espacial de carga Cygnus en la misión de reabastecimiento Orb-3 falló catastróficamente seis segundos después del despegue desde el Puerto Espacial Regional del Atlántico Medio en Wallops Flight Facility , Virginia . ^{[ 49 ]} Se produjo una explosión en la sección de empuje justo cuando el vehículo superó la torre, y cayó de nuevo sobre la plataforma de lanzamiento. El oficial de seguridad del campo de lanzamiento envió la orden de autodestrucción justo antes del impacto. ^{[ 50 ] [ 51 ]} No hubo heridos. ^{[ 52 ]} Orbital Sciences informó que la Plataforma de Lanzamiento 0A "escapó a daños significativos", ^{[ 51 ]} aunque las estimaciones iniciales para las reparaciones estaban en el rango de los 20 millones de dólares. ^{[ 53 ]} Orbital Sciences formó una junta de investigación de anomalías para investigar la causa del incidente. Lo rastrearon a una falla de la turbobomba de LOX de la primera etapa, pero no pudieron encontrar una causa específica. Sin embargo, se sospechaba que los motores NK-33 reacondicionados, fabricados originalmente más de 40 años antes y almacenados durante décadas, presentaban fugas, corrosión o defectos de fabricación que no se habían detectado. ^{[ 54 ]} El Informe de Investigación de Accidentes de la NASA fue más directo en su evaluación de fallas. ^{[ 55 ]} El 6 de octubre de 2015, casi un año después del accidente, la plataforma 0A se reanudó. El costo total de las reparaciones fue de aproximadamente 15 millones de dólares. ^{[ 56 ]}

Tras el fracaso, Orbital buscó adquirir servicios de lanzamiento para su nave espacial Cygnus con el fin de cumplir su contrato de carga con la NASA, ^{[ 25 ]} y el 9 de diciembre de 2014, Orbital anunció que al menos uno, y posiblemente dos, vuelos de Cygnus se lanzarían en cohetes Atlas V desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral . ^{[ 57 ]} De hecho, Cygnus OA-4 y Cygnus OA-6 se lanzaron con un Atlas V y el Antares 230 realizó su vuelo inaugural con Cygnus OA-5 en octubre de 2016. Una misión más se lanzó a bordo de un Atlas en abril de 2017 ( Cygnus OA-7 ), cumpliendo así las obligaciones contractuales de Orbital con la NASA. A esto le siguió el Antares 230 en servicio regular con Cygnus OA-8E en noviembre de 2017, con tres misiones más programadas en su contrato extendido.