Estrella (etapa de cohete)

El Star es una familia de motores de cohete de combustible sólido estadounidenses , desarrollados originalmente por Thiokol y utilizados en numerosas etapas de vehículos de lanzamiento y propulsión espacial . Se emplean casi exclusivamente como etapas superiores, a menudo como motores de impulso en el apogeo . La numeración se refiere al diámetro aproximado de la carcasa de combustible en pulgadas.

Tres etapas Star 37 y una etapa Star 48 fueron lanzadas en trayectorias de escape solar ; lo suficientemente rápidas como para abandonar la órbita del Sol y adentrarse en el espacio interestelar, donde, salvo la baja probabilidad de colisionar con escombros, viajarán más allá de otras estrellas en la galaxia Vía Láctea y podrían sobrevivir intactas durante millones de años.

El Star 13 (TE-M-458) es un motor de impulso de apogeo de combustible sólido . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Se utilizó en los satélites de la Plataforma de Monitoreo Interplanetario Anclada de la NASA . ^{[ 3 ]} Se desarrollaron varias otras versiones. ^{[ 1 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 2 ]} Star 13D (TE-M-375) se utilizó en Syncom 1 , Star 13A (TE-M-516) en LES 1 / 2 , Aurora (P67-1), Orbiscal (P68-1), Lincoln Calibration Sphere 4 , S3-2, Solrad 11A /B, paquete generador de pluma SPX, Freja , Meteor y Equator-S , Star 13C (TE-M-345-11/12) en AMSAT P3A y Star 13B (TE-M-763) en cargas útiles AMPTE-CCE . ^{[ 3 ]}

El Star 17 (TE-M-479) es un motor de impulso apogeo de combustible sólido , lanzado por primera vez en 1963. ^{[ 10 ]} Se utilizó para cargas útiles como los satélites Radio Astronomy Explorer , SOLRAD y S3. La versión Star 17A (TE-M-521-5) se utilizó para la circularización de órbita en los satélites Skynet 1 , NATO 1, IMP-H e IMP-J . ^{[ 10 ] [ 11 ]}

El Star 20 (TE-M-640) es un motor de impulso apogeo de combustible sólido , también conocido como Altair-3A. ^{[ 12 ]} Se utilizó como segunda etapa en un vehículo Atlas-E/F para el lanzamiento de Stacksat. ^{[ 13 ] [ 14 ]} El motor TE-M-640 es similar al Altair 3 (FW-4S) , y ambos son designados por la NASA como Altair IIIA. ^{[ 15 ]}

El Star 24 (TE-M-604) es un motor de apogeo de combustible sólido , calificado por primera vez en 1973. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Quema un propulsor compuesto a base de polibutadieno con terminación carboxilo (CTPB) con un 86 % de sólidos . ^{[ 16 ] [ 18 ]} La designación "24" se refiere al diámetro aproximado de la carcasa de combustible de titanio en pulgadas. ^{[ 16 ]}

El Star 26 (Burner 2A o TE-M-442) es un motor de etapa superior utilizado en la etapa Burner II del vehículo Sandia Strypi IV introducido en 1965. ^{[ 22 ]} La variante Star 26B (TE-M-442-1) se utilizó en el lanzador Thor-LV2F Burner-2A . ^{[ 23 ]} El Star 26C (TE-M-442-2) se utilizó en el cohete sonda DOT. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

El Star 27 es un motor de empuje de apogeo sólido, donde el 27 representa el diámetro aproximado de la etapa en pulgadas. ^{[ 26 ] [ 27 ]} Quema propulsor compuesto a base de HTPB con una tasa de erosión promedio de 0,0011 pulgadas por segundo (0,028 mm/s) . ^{[ 28 ] [ 26 ]} 

Se utilizó como segunda etapa en una versión del cohete Atlas E/F , lanzando los satélites Solwind y Geosat . ^{[ 29 ]} Cuando se utiliza en el cohete de lanzamiento aéreo Pegasus, las cargas útiles son capaces de abandonar la órbita terrestre. ^{[ 26 ]}

Una versión del Star 27, denominada Star 27H , ^{[ 30 ]} se utilizó en el lanzamiento de la nave espacial IBEX . ^{[ 31 ]} La nave espacial tenía una masa de 105  kg por sí sola y, junto con su motor Star 27H, de 462  kg. ^{[ 31 ]} El Star 27H le ayudó a alcanzar una órbita más alta, más allá de la magnetosfera terrestre. ^{[ 31 ]}

El Star 30 ( TE-M-700-2 ) es un motor de combustible sólido, donde el 30 representa el diámetro aproximado de la etapa en pulgadas. ^{[ 37 ]} Se utilizaron diferentes versiones (A, B, C, E y BP) como motor de apogeo para satélites como G-STAR, Skynet 4 , Koreasat o el bus satelital HS-376 . ^{[ 37 ]} El Star 30E fue utilizado por el pequeño lanzador orbital ORBEX . ^{[ 37 ]} También se utilizó un propulsor Star 30 en la sonda cometaria CONTOUR . ^{[ 38 ]}

El Star 31 (también conocido como Antares 1A o X-254 ) es un motor de combustible sólido, donde el 31 representa el diámetro aproximado de la etapa en pulgadas. ^{[ 44 ]} Tenía un empuje de 60,50  kN y una masa de 1225  kg. ^{[ 44 ]} Se utilizó como etapa en el misil WASP , Scout X , Scout X-1 , Blue Scout Junior , Blue Scout I , Blue Scout II , Scout X-1A y RAM B. ^{[ 44 ]}

El Star 37 se utilizó por primera vez como motor para la etapa superior Thor-Burner en 1965. El Burner I utilizó el motor Thiokol FW-4 y el Burner II utilizó el Thiokol TE-M-364-2. ^{[ 45 ]}

La designación "-37" se refiere al diámetro aproximado de la carcasa de combustible de titanio en pulgadas; Thiokol también había fabricado otros motores como el Star 40 y el Star 48. Internamente, la designación de Thiokol era TE-M-364 para las primeras versiones, TE-M-714 para las posteriores y TE-M-783 para un modelo especial HTPB utilizado para lanzamientos FLTSATCOM .

Los subtipos reciben uno o más sufijos de letras después del número de diámetro, o un número al final (por ejemplo, "-2") después de la designación interna. Como era de esperar, el prefijo "T" corresponde a Thiokol, y la letra siguiente se refiere a la división de la empresa que desarrolló el motor del cohete. En este caso, "M" se refiere a la división de Magna, Utah, y "E" a la de Elkton, Maryland.

El motor cohete Star 37FM fue desarrollado y homologado para su uso como motor de impulso de apogeo en FLTSATCOM. Este motor reemplaza al Star 37E Delta, cuya producción se ha interrumpido. El conjunto de la tobera utiliza una garganta de carbono-carbono 3D y un cono de salida de carbono- fenólico . El peso máximo de propelente es de 2350 libras (1070 kg) , mientras que el motor ha sido homologado para una descarga de propelente de hasta 2257 libras (1024 kg) .  

Una versión estabilizada por giro (Star 37FM) o con vectorización de empuje (Star 37FMV) de Star 37 se utiliza como etapa final del vehículo de lanzamiento Minotaur V. ^{[ 46 ] [ 47 ]}

Los módulos de propulsión Pioneer 10 y 11 , y Voyager 1 y 2 utilizaron motores Star 37E; cada uno se encuentra ahora en una trayectoria interestelar similar a la de su sonda compañera , y está programado para abandonar el Sistema Solar (excepto la etapa Pioneer 11, que se cree que permaneció en órbita solar ^{[ 48 ]} ).

El Star 48 es un tipo de motor de cohete de combustible sólido desarrollado principalmente por Thiokol Propulsion , que fue adquirida por Orbital ATK en 2001. En 2018, Orbital ATK fue a su vez adquirida por Northrop Grumman .

La designación "48" se refiere al diámetro aproximado de la carcasa de combustible en pulgadas; Thiokol también fabricó otros motores, como el Star 37 y el Star 30. Internamente, la designación de Thiokol era TE-M-711 para las primeras versiones y TE-M-799 para las posteriores. Los subtipos llevan uno o más sufijos de letras después del número de diámetro, o un número final (por ejemplo, "-2") después de la designación interna. El prefijo "T" corresponde a Thiokol, y la letra siguiente se refiere a la división de la empresa que desarrolló el motor de cohete. En este caso, "E" se refiere a la división de Elkton, MD, y "M" significa motor.

El uso más común del Star 48 fue como etapa final de los vehículos de lanzamiento Delta II . Otros lanzadores, como el Atlas 551 de ULA , también incorporaron el motor, pero con menor frecuencia. A bordo del Transbordador Espacial , la etapa completa (motor más accesorios) se denominaba Módulo de Asistencia de Carga Útil (PAM), ya que el Transbordador solo podía llevar satélites a la órbita terrestre baja . Debido a que la órbita geoestacionaria es mucho más lucrativa, se necesitaba la etapa adicional para la última parte del viaje. En tales misiones, la etapa se estabilizaba mediante rotación . Una plataforma giratoria, montada en la bahía de carga útil del Transbordador o sobre la etapa Delta anterior, hacía girar el PAM y la carga útil a aproximadamente 60 rpm antes del lanzamiento.

Normalmente, después de que el motor se sobrecalienta y justo antes de la liberación del satélite, el giro se cancela utilizando una técnica de desgiro tipo yo-yo .

Una versión sin rotación y con vectorización de empuje se conoce como Star 48BV , cuyo diseño se basó en el Star 48B. ^{[ 49 ]} Está disponible, pero es mucho menos común. El Star 48BV es la etapa final del vehículo de lanzamiento Minotaur IV+ .

Un motor Star 48B utilizado en la tercera etapa de la sonda New Horizons fue la primera parte de la misión New Horizons en llegar a Júpiter , cruzando la órbita de Plutón en 2015 a una distancia de 200 millones de kilómetros. ^{[ 50 ]} Ahora está previsto que abandone el Sistema Solar, viajando en una trayectoria interestelar similar a la de su sonda compañera por tiempo indefinido.

En 2013, se probó una Star 48GXV para la misión Parker Solar Probe como etapa superior en un vehículo Atlas V 551, ^{[ 51 ]} pero el desarrollo se canceló, en favor de una combinación Delta IV Heavy / Star 48BV. La Star 48GXV contaba con una carcasa y una tobera de material compuesto de carbono, lo que le permitía operar al triple de la presión de la cámara que una Star 48 convencional. También incorporaba actuadores electromecánicos para el cardán de la tobera, junto con controles de vuelo digitales. ^{[ 52 ]}

El Star 63 es un motor de combustible sólido, donde el 63 representa el diámetro aproximado de la etapa en pulgadas. Existen diferentes versiones: Star 63D (utilizado en el PAM-D2 ) , Star 63DV y Star 63F . ^{[ 53 ] [ 54 ]} Se utilizó para lanzar cargas útiles desde el Transbordador Espacial y como etapa en los cohetes Titan 34D y Delta 7925. ^{[ 53 ] [ 54 ]}

• Northrop Grumman (2022). Catálogo de productos de propulsión . Northrop Grumman.

• Motores Star 37

• Astronautix - Estrella 27
• Fundamentos de los cohetes de propulsión sólida. Archivado el 19 de junio de 2012 en Wayback Machine (páginas 417-418).