Cohete de sondeo

Un cohete sonda , en el campo de la astronáutica , es un cohete que describe una trayectoria suborbital que permite realizar mediciones y experimentos en la atmósfera superior . Se utiliza principalmente para estudiarlo in situ , realizar observaciones astronómicas en bandas de ondas bloqueadas por la atmósfera terrestre, realizar experimentos de microgravedad y desarrollar instrumentos espaciales.

Operación

El cohete sonda se lanza verticalmente desde una plataforma de lanzamiento móvil o fija adaptada al modelo. Rápidamente ganó altura bajo la presión de su motor cohete . Se estabiliza poniéndolo en rotación. El cohete que suena puede tener varias etapas que se lanzan como y cuando. La fase de propulsión es relativamente corta (unas pocas decenas de segundos). Una vez que esto se completa, el extremo superior del cohete que contiene la carga útil se desprende del lanzador. Los instrumentos se despliegan y luego se encienden. La fase de vuelo útil que tiene lugar en la atmósfera superior y en el espacio tiene una duración máxima de quince minutos. La carga útil después de haber alcanzado su punto máximo gracias a la velocidad adquirida a una altitud de entre algunas decenas y algunos miles de kilómetros (la altura máxima depende de la potencia del sistema de propulsión y de la masa de la carga útil) cae hacia el suelo siguiendo una campana. trayectoria en forma. La carga útil se suele recuperar con un paracaídas que se despliega cuando está a solo unos kilómetros de la superficie. A diferencia de un lanzador de satélites, un cohete sonoro no da suficiente velocidad a su carga útil para permitir su órbita.

Aplicaciones

El cohete sonda se utiliza para realizar experimentos científicos o para desarrollar instrumentos:

Estudio in situ de la atmósfera superior y el espacio cercano .
Investigación en microgravedad .
Desarrollo de instrumentos espaciales.
Estudio sobre velocidades hipersónicas.
Astronomía en las bandas de ondas absorbidas por la atmósfera.
Estudio de vientos y luces polares , como en la imagen opuesta, donde las pruebas se realizan dispersando una pequeña cantidad de trimetilaluminio (menos que para un espectáculo pirotécnico), luego en 2019 con un bario / estroncio que se ioniza cuando se expone a la luz solar. .

Ventajas del cohete sonoro

El cohete sonda compite con el satélite artificial , los globos estratosféricos y las observaciones realizadas desde tierra. Sus principales ventajas son:

generalmente de bajo costo y rápido tiempo de implementación.
medición in situ de las características de la mesosfera terrestre y de la termosfera inferior inaccesibles por otros medios.
implementación rápida y de bajo costo para observaciones ópticas de fuentes astronómicas, el Sol y planetas en longitudes de onda bloqueadas por la atmósfera terrestre; ultravioleta , rayos X , rayos gamma , infrarrojos .
capacidad para lanzar cargas útiles pesadas (más de 500 kg ) utilizando un lanzador de bajo costo.
mediciones que se pueden realizar en regiones remotas (por ejemplo los polos terrestres) gracias a la movilidad de las instalaciones de lanzamiento que permiten apuntar a fenómenos como luces polares, ciclones u otros.
mediciones del medio ambiente realizadas a velocidades relativamente bajas (en comparación con un satélite artificial).
capacidad para medir un perfil atmosférico vertical.
posibilidad de recuperar la carga útil y reutilizar los instrumentos de la carga útil.

Histórico

La primera es la exploración (o sondeo) de la atmósfera superior, que no alcanzan ni los globos (que alcanzan un pico de unos 40 km ) ni los satélites (que orbitan más allá de los 200 km ).

El primer conocimiento del entorno terrestre ( ionosfera , la magnetosfera , etc.) se adquieren de esta manera por el Estados Unidos y la Unión Soviética a mediados XX XX siglo , utilizando entre otras versiones modificadas del misil balístico V2 alemán .

Desde entonces, se han lanzado miles de cohetes sonoros en todo el mundo con fines científicos ( geofísica , aeronomía , meteorología , astronomía , física solar e incluso biología utilizando conejillos de indias : gatos , monos , ratas , etc.).

Características técnicas

Programas nacionales

Programa de español

España desarrolló INTA-255 en la década de 1960, seguida de INTA-300 e INTA-100 .

Programa de francés

Por su parte, Francia llevó a cabo durante quince años (aproximadamente entre 1960 y 1975 ) un importante programa de investigación científica y tecnológica con centenares de cohetes sonda ( Centaur , Dragon , Éridan y Véronique ) lanzados desde territorio francés ( Levant Island , Kourou , Kerguelen). Islas , Terre Adelia ), argelino ( Hammaguir , Béchar , Reggane ) y durante campañas en el exterior ( Brasil , Noruega , Islandia , etc.).

Programa europeo

La Agencia Espacial Europea decidió en 1982 , un programa de investigación de microgravedad con la sonda Texus (en) y, desde 1991 , Maxus de la base de Esrange en Suecia .

La Agencia Espacial Europea y el centro de investigación aeroespacial alemán DLR eligen a Astrium (actualmente Airbus Defence and Space ) como contratista principal para misiones comerciales utilizando cohetes de sondeo que comenzaron en 1988.

En los Países Bajos , el equipo de estudiantes Delft Aerospace Rocket Engineering de la Universidad Tecnológica de Delft está trabajando en el programa Stratos. Estos cohetes sonoros alcanzan los 21,5 km en 2015 y el programa apunta a llegar al espacio en 2019 con Stratos IV.

Investigación en microgravedad

El segundo tipo de aplicación se refiere a la investigación en microgravedad (que a menudo se confunde con microgravedad ). En este caso, se aprovecha la muy baja gravedad residual que se observa en la parte superior de la trayectoria, cuando cesa la propulsión y se reduce aún más el rozamiento aerodinámico.

Dependiendo del vuelo, podemos obtener una microgravedad que puede bajar ag , y por un período de hasta varios minutos (13 minutos máximo en el caso del cohete Maxus por ejemplo). Se trata de una aplicación más reciente que la anterior, que permite a los científicos preparar experimentos llamados a volar en un vehículo espacial del tipo transbordador espacial o satélite . Las aplicaciones se refieren principalmente a la ciencia de los materiales (experimentos de fusión y solidificación ) y son de particular interés para los Estados Unidos, Japón y Europa . $10 ^ {{- 4}}$

Notas y referencias

Ley francesa: decreto de 20 de febrero de 1995 relativo a la terminología de las ciencias y técnicas espaciales.

(en) " cohetes sonda Misión trazará Aurora Winds " , la NASA (consultado el 1 er de junio de 2019 ) .
(in) " NASA Sounding Rocket Program Overview: " , NASA (consultado el 14 de junio de 2017 )
" Sondeo de cohetes " , en Airbus Defence and Space (consultado el 7 de febrero de 2014 ) .

Bibliografía

(en) William R. Corliss, NASA SOUNDING ROCKETS, 1958-1968: A Historical summary , NASA History office,1971.
CNES, Instituto Francés de Historia del Espacio, Association Amicale des Anciens du CNES, Los inicios de la investigación espacial francesa: en la época del sondeo de los cohetes , París, Editions Edite,2007, 398 p. ( ISBN 978-2-84608-215-0 ).
(en) Günther Seibert, La historia del sondeo de cohetes y su contribución a la investigación espacial europea , División de Publicaciones de la ESA,2005, 75 p. ( ISBN 92-9092-550-7 , leer en línea ) - Programa de investigación científica llevado a cabo por sondeo de cohetes de agencias espaciales europeas hasta principios de la década de 2000.

Ver también

enlaces externos