¿Lanzamiento abortado por niebla?

 

Ayer dia 19 de mayo de 2023, se esperaba realizar el lanzamiento del cohete Falcon-9 desde la Space Force Base de Vandenberg (USA), portando los satélites Iridium 9 y OneWeb 19. Pero por motivos climatológicos se procedo a abortar el lanzamiento del cohete, hasta la próxima ventana de lanzamiento que cuente con un clima más adecuado para el vuelo del Falcon-9.

Momento en el que era abortado el lanzamiento de la misión Iridium-9 y OneWeb-19.
Fuente: Youtube/SciNews

Entonces... ¿Por qué se ha abortado el lanzamiento del cohete por la niebla ambiental, si el cohete asciende en base a la telemetría y no se pilota de forma visual?

La respuesta es realmente sencilla, pero que en la práctica puede desembocar en la destrucción del propio cohete y de su carga útil...

Caída fuera de control de un cohete Proton ruso tras su lanzamiento.
Fuente: SpaceNews

En el momento en que se empieza a desarrollar el diseño de un cohete, se tiene en cuenta su autonomía orbital, capacidad de carga y masa total para el cálculo de la potencia de motores necesaria para elevar a todo el conjunto desde la plataforma de lanzamiento, incluyendo el peso de combustible y comburente de todas las etapas del mismo. 

Listado de capacidades de carga útil para diferentes órbitas (LEO: Órbita baja / GTO: Órbita Geoestacionaria) de la compañía SpaceX, y el precio de coste de subir esa carga a dicha órbita.
Fuente: GTD

Además, por seguridad, se debe proyectar el nuevo diseño de forma que pueda soportar el trayecto de la zona de ensamblaje del cohete hasta la plataforma de lanzamiento en vacío, y la posterior carga de combustible y comburente instantes antes del lanzamiento. Dicho combustible y comburente se encuentran licuados a temperaturas inferiores a los 0º Celsius, es decir, por debajo del punto de congelación del agua.

Cohete Soyuz situado en la plataforma de lanzamiento del cosmódromo de Baikonur, 
con los depósitos de combustible y comburente totalmente vacíos.
Fuente: WPLG Local 10

Desde el instante en que el combustible entra en los tanques de servicio del cohete, éste se congela y provoca que la humedad ambiental se adhiera a la superficie dándole el característico color blanco "temporal" de los cohetes Soyuz, ya que el color de la primera etapa al salir de la planta de ensamblaje es gris verdoso.

Lanzamiento del cohete Soyuz con la primera etapa completamente congelada.
Fuente: Wikipedia

Si el cohete que está a punto de despegar se encuentra totalmente congelado a causa de la humedad ambiental que le rodea (normalmente se encuentra en un porcentaje de Humedad Relativa de entre el 50% y 60%), que son tan sólo pequeñas gotas que se encuentran en suspensión, ¿Cuánto hielo se formaría si el cohete está rodeado de una capa del 97% de Humedad Relativa?¿Y que aumento de masa conllevaría ese hielo adherido, teniendo en cuenta que cada metro cúbico de agua es una tonelada de peso extra?

Si tenemos en cuenta que por ejemplo los cohetes Falcon-9 usan una planta motriz de 9 motores Merlin 1D+ en el momento del lanzamiento. Y que estos motores deben desplazar una masa de 550 Tn sólo del cohete, además de una carga útil de por ejemplo 5,5 Tn para la órbita baja, la masa total antes del lanzamiento será de 555,5 Tn estáticas.

Si para esta masa de 555,5 Tn que ha de ser desplazada desde 0, los motores necesitan toda su potencia (7.607 kN x Motor)  y funcionar durante 162 segundos hasta la separación de la segunda etapa, le sumamos las toneladas de hielo que se adherirá al fuselaje por congelación, la potencia suministrada por los Merlin no será suficiente para mantener la velocidad de despegue y provocará la caída del cohete a tierra a los pocos segundos de elevarse del suelo. Este tipo de fallos se podrían equiparar a la perdida de potencia que sufrió la Starship a los 4 minutos del lanzamiento. La potencia restante no fue suficiente para mantener al cohete en el aire y cayó sin control hasta ser autodestruido por el control de Tierra.

Momento en que la nave orbital de SpaceX, Starship, comienza a caer fuera de control
tras la perdida de potencia de su propulsor principal.
Fuente: El Pais