Vanguardia (cohete)

El cohete Vanguard ^{[ 1 ]} estaba destinado a ser el primer vehículo de lanzamiento que Estados Unidos utilizaría para colocar un satélite en órbita. En cambio, la crisis del Sputnik causada por el lanzamiento sorpresa del Sputnik 1 llevó a Estados Unidos, tras el fracaso del Vanguard TV-3 , a poner rápidamente en órbita el satélite Explorer 1 utilizando un cohete Juno I , convirtiendo al Vanguard 1 en el segundo lanzamiento orbital estadounidense exitoso.

Los cohetes Vanguard fueron utilizados por el Proyecto Vanguard entre 1957 y 1959. De los once cohetes Vanguard que el proyecto intentó lanzar, tres lograron colocar satélites en órbita. Los cohetes Vanguard fueron una parte importante de la carrera espacial entre Estados Unidos y la Unión Soviética .

En 1955, Estados Unidos anunció planes para poner en órbita un satélite científico para el Año Geofísico Internacional (AGI) de 1957-1958. El objetivo era rastrear el satélite mientras realizaba experimentos. ^{[ 2 ]} En ese momento, había tres candidatos para el vehículo de lanzamiento: el SM-65 Atlas de la Fuerza Aérea , un derivado del SSM-A-14 Redstone de la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército , y una propuesta de la Armada para un cohete de tres etapas basado en el cohete sonda RTV-N-12a Viking . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

La Corporación RAND , la Fuerza Aérea y la CIA habían perseguido durante mucho tiempo la idea de un satélite de reconocimiento . ^{[ 5 ]} Un programa de este tipo estaba en marcha, el Sistema de Armas 117L, que era de alto secreto y estaba compartimentado. ^{[ 6 ]} Un problema con el reconocimiento era la cuestión de la legalidad: ¿existía la "libertad del espacio" o terminaba el espacio aéreo de una nación al entrar en el espacio? ^{[ 2 ]} El Consejo de Seguridad Nacional respaldó el satélite IGY porque serviría como buena tapadera para el WS117L y sentaría un precedente de libertad del espacio para un satélite civil pacífico. Al mismo tiempo, el NSC recalcó que el satélite IGY no debía interferir con los programas militares. ^{[ 7 ]} La propuesta del Ejército basada en Redstone probablemente sería la primera lista para un lanzamiento de satélite. Sin embargo, su conexión con el científico de origen alemán Wernher von Braun suponía un riesgo para las relaciones públicas. ^{[ 8 ] [ 4 ]} En cualquier caso, los misiles balísticos Atlas y Redstone eran proyectos militares de máxima prioridad, que no debían verse obstaculizados por la realización de una misión secundaria de lanzamiento espacial. ^{[ 9 ]} El Vanguard de Milton Rosen era un proyecto del Laboratorio de Investigación Naval (NRL), que se consideraba más una organización científica que militar. Rosen y Richard Porter (jefe del satélite IGY y director de la Sociedad Americana de Cohetes ) presionaron a favor del Vanguard y en contra del uso del Atlas o los cohetes de von Braun. ^{[ 10 ]} Hicieron hincapié en los objetivos no militares del programa de satélites. Además del aspecto de relaciones públicas, un satélite no militar se consideraba importante, porque se debía evitar un debate sobre si los sobrevuelos de países extranjeros por satélites eran legales o ilegales. ^{[ 11 ]}

En agosto o septiembre de 1955, el Comité de Capacidades Especiales del DOD eligió la propuesta del NRL, denominada Vanguard, para el proyecto IGY. La compañía Martin, que también había construido el Viking, se convirtió en contratista principal del vehículo de lanzamiento. ^{[ 12 ]} El cohete Vanguard fue diseñado como un vehículo de tres etapas. La primera etapa era un motor de combustible líquido General Electric X-405 (designado XLR50-GE-2 por la Armada), derivado del motor del RTV-N-12a Viking . La segunda etapa era el motor de combustible líquido Aerojet General AJ10-37 (XLR52-AJ-2), una variante del motor del RTV-N-10 Aerobee . Finalmente, la tercera etapa era un motor de cohete de propulsor sólido. Todos los vuelos de tres etapas del Vanguard, excepto el último, utilizaron un motor construido por la Grand Central Rocket Company . El Vanguard no tenía aletas, y la primera y la segunda etapa eran dirigidas por motores cardán . La segunda etapa albergaba el sistema de telemetría del vehículo, el sistema de guiado inercial y el piloto automático. La tercera etapa estaba estabilizada por rotación , la cual se generaba mediante una plataforma giratoria instalada en la segunda etapa antes de la separación.

La segunda etapa del Vanguard sirvió durante décadas como la segunda etapa de los cohetes Able y Delta para vehículos de lanzamiento de satélites. ^{[ 13 ]} El motor AJ10 que componía esas etapas se adaptó al AJ10-137 , que se utilizó como motor del Módulo de Servicio Apolo . El AJ10-190 , adaptado de la nave espacial Apolo , se utilizó en el Transbordador Espacial para maniobras orbitales. ^{[ 14 ]} A partir de 2025En cada módulo de servicio europeo de la nave espacial Orion de la NASA se utiliza un motor AJ10 .

Los dos primeros vuelos del programa Vanguard, denominados Vanguard TV-0 y Vanguard TV-1 , fueron en realidad los dos últimos cohetes Viking RTV-N-12a modificados. El Vanguard TV-0, lanzado el 8 de diciembre de 1956, probó principalmente nuevos sistemas de telemetría, mientras que el Vanguard TV-1, el 1 de mayo de 1957, fue un vehículo de dos etapas que probó la separación y el encendido de la etapa superior de combustible sólido del Vanguard.

El Vanguard TV-2 , lanzado el 23 de octubre de 1957, tras varios intentos fallidos, fue el primer cohete Vanguard real. ^{[ 15 ]} La segunda y la tercera etapa eran inertes, pero el vuelo probó con éxito la separación de la primera y la segunda etapa, así como el giro de la tercera. Sin embargo, para entonces, la Unión Soviética ya había puesto en órbita el satélite Sputnik 1 , por lo que el proyecto Vanguard se vio más o menos obligado a lanzar su propio satélite lo antes posible. Por lo tanto, se añadió un satélite experimental muy pequeño (llamado despectivamente "pomelo" por Nikita Khrushchev , y que pesaba solo 1,5 kilogramos (3,3 lb) ) al Vanguard TV-3 , que iba a ser la primera prueba de un cohete Vanguard completo. Aunque el NRL y la compañía Glenn L. Martin intentaron enfatizar que la misión Vanguard TV-3 fue un vuelo de prueba puro (y uno con varias "primicias"), todos los demás lo vieron como el primer lanzamiento de satélite del mundo occidental, presentado como "la respuesta de Estados Unidos al Sputnik". Wernher von Braun dijo airadamente sobre el lanzamiento del Sputnik: "Sabíamos que lo iban a hacer. Vanguard nunca lo logrará. Tenemos el hardware listo. Podemos lanzar un satélite en 60 días". ^{[ 16 ]} 

El 6 de diciembre de 1957, la Armada de los Estados Unidos lanzó desde Cabo Cañaveral el cohete Vanguard TV-3 , que transportaba un satélite de 1,5 kilogramos (3,3 lb) . Solo alcanzó una altitud de 1,2 metros (3,9 pies) antes de caer y explotar. El satélite salió despedido de la parte superior del cohete, aterrizó en unos arbustos cerca de la plataforma de lanzamiento y comenzó a transmitir señales, lo que llevó a la columnista del New York Journal-American, Dorothy Kilgallen, a comentar: "¿Por qué nadie sale, lo encuentra y le dispara?". ^{[ 17 ]} La prensa estadounidense lo llamó Kaputnik . ^{[ 18 ]}  

La investigación del accidente concluyó que la presión insuficiente del tanque de combustible permitió que los gases de escape calientes retrocedieran hacia la cabeza del inyector y la destruyeran, causando una pérdida total del empuje del motor. Tras el fallo del Vanguard TV-3, el vehículo de reserva, el Vanguard TV-3BU ("BU" de reserva), se preparó para un nuevo intento. Los equipos de la plataforma se apresuraron a reparar los daños causados ​​al LC-18A por la explosión del Vanguard TV-3, y en la tercera semana de enero de 1958, el trabajo se completó. El Vanguard TV-3BU se instaló en la plataforma, pero los continuos retrasos frustraron el intento de lanzamiento. Las fuertes lluvias provocaron cortocircuitos en algunos cables eléctricos en tierra y fue necesario reemplazarlos. La segunda etapa también había estado en la plataforma con una carga completa de ácido nítrico durante varias semanas, lo que acabó corroyendo el tanque de combustible y las válvulas. Tuvo que ser retirada y reemplazada por otra etapa. Finalmente, el lanzamiento se llevó a cabo la noche del 5 de febrero de 1958. El Vanguard se elevó suavemente hacia el cielo y tuvo un buen desempeño hasta los 57 segundos de lanzamiento, cuando el propulsor se inclinó casi 40°. La delgada segunda etapa se partió por la mitad debido a la tensión aerodinámica cuatro segundos después, lo que provocó que el Vanguard diera vueltas sobre sí mismo antes de que el oficial de seguridad del campo de tiro enviara la orden de autodestrucción. La causa de la falla se atribuyó a una señal de guía errónea que provocó que la primera etapa realizara maniobras de cabeceo no deseadas. El sistema de guía se modificó para tener mayor redundancia y se hicieron esfuerzos para mejorar el control de calidad.

El 17 de marzo de 1958, el cohete Vanguard TV-4 finalmente logró poner en órbita el satélite Vanguard 1. Sin embargo, para entonces, el cohete Juno del Ejército ya había lanzado el primer satélite de Estados Unidos, el Explorer 1. El cohete Vanguard TV-4 colocó al satélite Vanguard 1 en una órbita relativamente alta de 3966 x 653 kilómetros (2464 millas × 406 millas ). El Vanguard 1 y su tercera etapa permanecen en órbita como los artefactos artificiales más antiguos en el espacio. ^{[ 19 ] [ 20 ]}   

Los siguientes cuatro vuelos, TV-5 y SLV (Vehículo de Lanzamiento de Satélites) Vanguard SLV-1 , Vanguard SLV-2 y Vanguard SLV-3 , fracasaron, pero el 17 de febrero de 1959, el Vanguard SLV-4 lanzó el Vanguard 2 , de 10,8 kilogramos (24 lb) , a la órbita. Los SLV eran los cohetes Vanguard de producción. Los Vanguard SLV-5 y Vanguard SLV-6 también fracasaron, pero el último vuelo, el 18 de septiembre de 1959, puso en órbita con éxito el satélite Vanguard 3 de 24 kilogramos (53 lb) .  

Esa última misión fue designada Vanguard TV-4BU, porque utilizó un vehículo de prueba restante, que había sido mejorado con una nueva tercera etapa, el Allegany Ballistics Laboratory X-248A2 Altair . ^{[ 15 ]} Este motor más potente permitió el lanzamiento de la carga útil más pesada. La combinación del motor de combustible líquido AJ10 y el motor de combustible sólido X-248 también se utilizó, bajo el nombre de Able , como combinación de etapa superior para los vehículos de lanzamiento espacial Thor y Atlas.

Vanguard se lanzó doce veces, con solo cuatro lanzamientos exitosos: ^{[ 15 ]}

Vanguard era un vehículo de tres etapas: ^{[ 15 ]}

• Etapa número: 1 - Vanguardia
  • Masa: 7704 kg (16 984 lb)  
  • Masa en vacío: 811 kg (1788 lb)  
  • Empuje (vacío): 134,7 kN (30.300 lbf)  
  • Isp (nivel del mar): 248 s (2,43 km/s)  
  • Tiempo de combustión: 145  s
  • Diámetro: 1,14 m (3,7 pies)  
  • Longitud: 12,20 m (40,0 pies)  
  • Propelentes: LOX / Queroseno
  • Motores: General Electric X-405
• Etapa número: 2 - Delta A
  • Masa: 2.164 kg (4.771 lb)  
  • Masa en vacío: 694 kg (1530 lb)  
  • Empuje (vacío): 33,8 kN (7600 lbf)  
  • Isp: 271 segundos (2,66 km/s) 
  • Tiempo de combustión: 115  s
  • Diámetro: 0,84 m (2,8 pies)  
  • Longitud: 5,36 m (17,6 pies)  
  • Propelentes: Ácido nítrico / UDMH
  • Motores: Aerojet AJ10-37
• Número de etapa: 3 - Vanguard 3
  • Masa: 210 kg (460 lb)  
  • Masa en vacío: 31 kg (68 lb)  
  • Empuje (vacío): 11,6 kN (2600 lbf)  
  • Isp: 230 segundos (2,3 km/s) 
  • Tiempo de combustión: 31  s
  • Isp (nivel del mar): 210 segundos (2,1 km/s) 
  • Diámetro: 0,50 m (1,6 pies)  
  • Longitud: 2,00 m (6,56 pies)  
  • Propelentes: Sólidos
  • Locomotoras: Grand Central 33KS2800

• Satélite Vanguard 1
• satélite Vanguard 2
• Satélite Vanguard 3
• Programa Explorador
• Programa Sputnik
• cohete vikingo
• Comparación de familias de lanzadores orbitales
• Comparación de sistemas de lanzamiento orbitales

• Green, Constance y Lomask, Milon, “Vanguard: Una historia”, SP-4202, Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, Oficina de Imprenta del Gobierno, Washington D.C., 1970.
• Foerstner, Abigail M., “James Van Allen: Los primeros ocho mil millones de millas”, University of Iowa Press, Iowa City, Iowa, ISBN 978-0877459996, 2007
• McDougall, Walter A., ​​«...Los cielos y la tierra: una historia política de la era espacial», Basic Books, Nueva York, ISBN 978-1597401654, 1985
• Sheehan, Neil., “Una paz ardiente en la Guerra Fría”, Vintage Books, Nueva York, ISBN 978-0-679-74549-5, 2009
• Stehling, Kurt R., “Proyecto Vanguard”, Doubleday & Company, Inc., Garden City, Nueva York, número de catálogo de la Biblioteca del Congreso 61-8906, 1961.
• Sutton, George P., “Historia de los motores de cohete de propulsión líquida”, Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, Reston, VA, ISBN 1-56347-649-5, 2006

• Vanguard - Una historia - NASA SP-4202 en línea. Archivado el 15 de marzo de 2008 en Wayback Machine.
• El vehículo de lanzamiento de satélites Vanguard: Resumen técnico - NASA (PDF)
• Maquetas de papel gratuitas de cohetes Vanguard
• De Robert Goddard a Vanguard. Archivado el 5 de febrero de 2009 en Wayback Machine.