Los lanzadores espaciales son vehículos que se utilizan para colocar a naves espaciales fuera de la atmósfera terrestre y generalmente para ponerlos en órbita alrededor de la Tierra, ya sea órbita baja, geoestacionaria o de otro tipo.
La mayoría de los lanzadores actuales son cohetes de despegue vertical (VTO por sus siglas en inglés) desechables. Estos lanzadores utilizan varias etapas para reducir la masa total del vehículo. Cada una de estas etapas consiste esencialmente en un sistema de cohetes de propulsión, el cual puede contener cohetes de propelente sólido, líquido o una combinación de los dos (cohete híbrido).
Además de los cohetes, el lanzador contiene una estructura y varios subsistemas auxiliares tales como el sistema de estabilización aerodinámica (aletas aerodinámicas o superficies de control), el de separación de etapas, la alimentación eléctrica, la electrónica de control o aviónica, el control térmico, y el de autodestrucción del vehículo en caso de fallas. En general, estos sistemas se encuentran en un compartimiento independiente de las múltiples etapas de propulsión. En la parte superior del vehículo se encuentra la bodega de carga.
Un ejemplo típico de un lanzador de cohetes de varias etapas es el Ariane 5. El Ariane 5 se compone de una etapa central de propelente líquido apoyada por dos etapas de refuerzo (boosters) de propelente sólido en paralelo a la etapa central, así como una etapa superior de propelente líquido situada sobre la etapa principal. El Ariane 5 tiene dos variantes: el ECA y el ES, siendo el ECA el más potente y el que más se ha utilizado hasta la fecha. El Ariane 5 es operado por la Agencia Espacial Europea, ESA, desde su base de lanzamiento en Kourou en la Guyana Francesa y es fabricado casi en su totalidad por Astrium, una empresa espacial europea subsidiaria del conglomerado EADS. Otros ejemplos de lanzadores son el Delta IV, de Estados Unidos, el Protón ruso y el Long March de China. En lo que sigue describiremos al Ariane 5.
Etapa principal
La etapa principal es el núcleo del lanzador Ariane 5, tiene 30 metros de altura y funciona con propelente criogénico no tóxico durante menos de 600 segundos. Su motor Vulcain se enciende siete segundos antes del despegue del cohete, lo que permite el seguimiento completo durante el arranque y estabilización de empuje.
Etapas de refuerzo.
Las etapas de refuerzo sirven para aumentar el empuje durante los momentos iniciales del lanzamiento. En el Ariane 5, estas etapas tienen más de 30 metros de altura y entregan más del 90 por ciento del empuje del lanzador total al inicio del vuelo.
Bodega de equipo
La bodega de equipamiento del vehículo (VEB por sus siglas en inglés) alberga el control del lanzador. Está situada en la parte superior de la etapa principal y se conecta directamente con la etapa superior criogénica.
La etapa superior
El propósito de la etapa superior es impulsar la carga útil del lanzador a su órbita final. Esta etapa es una nave espacial por sí misma, ya que contiene un sistema de propulsión, el subsistema de energía eléctrica, el subsistema de rastreo y control apuntamiento, así como los subsistemas de control térmico y una estructura. La estructura contiene también a o uno más satélites y al fuselaje.
Fuselaje de carga útil
El fuselaje de la carga útil se coloca en la parte superior del lanzador. Su función es contener a la carga y protegerla contra los fenómenos aerodinámicos, térmicos y acústicos que ocurren durante el lanzamiento.
En conjunto, la masa total de un Ariane 5, incluyendo la masa del combustible, es de unos 770,000 Kg, de los cuales sólamente alrededor de 10,500 corresponden a su capacidad para poner una carga útil en órbita geoestacionaria. Estas cifras nos dan una idea de la gran cantidad de combustible que se requiere para colocar a una nave en órbita terrestre. El costo típico del lanzamiento de un Ariane 5 es de 120 millones de dólares.
Hemos revisado la arquitectura básica de un lanzador convencional. Existen también lanzadores no convencionales como el Pegasus, el cual realiza el lanzamiento con el auxilio de una aeronave. Estos lanzadores serán objeto de un tratamiento más detallado en una artículo próximo.
