viernes, 19 de diciembre de 2014

El misterioso satélite interceptor ruso Kosmos 2499



Este artículo fue originalmente publicado en Eureka como colaboración el 3 de noviembre del 2014

La segunda parte del artículo se puede leer aquí.

El pasado 23 de mayo de 2014 las Fuerzas de Defensa Aeroespacial de Rusia lanzaron un cohete Rokot-KM desde el cosmódromo de Plesetsk. La carga, tres satélites de comunicaciones militares Rodnik-S, bautizados una vez en órbita como Kosmos 2496, Kosmos 2497 y Kosmos 2498.Hasta aquí nada extraño. Una misión rutinaria más del ministerio de defensa ruso. Sin embargo, poco después saltaba la sorpresa. Rusia había puesto en órbita ‘algo’ más… y no lo había anunciado. ¿Qué era este misterioso objeto?

Lanzamiento de los tres Rodnik-S el pasado mayo desde Plesetsk (Khrúnichev).


En el lanzamiento, además de los tres satélites Rodnik-S, alcanzó la órbita la etapa superior Briz-KM y un quinto objeto. Los militares estadounidenses del USPACECOM catalogaron inmediatamente el cuarto satélite. En un principio se pensó que se trataba de un simple trozo de basura espacial desprendido de la Briz-KM, pero poco después el USPACECOM le asignó la denominación de ‘Objeto E’, dando a entender que se trataba de una carga útil y no un trozo más de chatarra espacial.



La USPACECOM seguramente llegó a la conclusión de que era una carga útil tras calcular su relación masa/volumen usando las perturbaciones orbitales provocadas por diversos factores como el viento solar. En este punto se creó una gran confusión sobre los nombres ‘Kosmos’ que asigna Rusia a sus satélites militares. Si el cuarto satélite era una carga útil militar secreta, ¿por qué había decidido el ministerio de defensa ruso no asignarle un número Kosmos si iba a ser detectado de todas formas? Una posible explicación es que se tratase de un satélite todavía más secreto de lo normal. Es decir, podíamos estar ante un nuevo programa militar ruso totalmente desconocido.

Pero cuando este misterioso objeto realmente comenzó a llamar la atención de los analistas fue cuando empezó a bajar su órbita. Más concretamente comenzó a bajar el perigeo en maniobras separadas dejando prácticamente intacto el apogeo. Para reducir solamente el perigeo es necesario hacer una maniobra en contra del sentido de propagación de la órbita en el apogeo, es decir, debía maniobrar negativamente exactamente en el apogeo para que el apogeo no se viese afectado y se fuera lejos del apogeo de la Briz-KM, como muestra la siguiente gráfica:

Perigeo y apogeo de Kosmos 2499 y la etapa Briz-KM (Itzalpean).


O sea, el misterioso objeto no era un simple trozo de basura espacial ni un satélite pasivo, sino un satélite dotado de un sistema de propulsión. En vista de las numerosas maniobras propulsivas llevadas a cabo por el objeto, a finales de octubre los militares norteamericanos decidieron cambiarle el nombre al ‘Objeto E’ y pasó a ser clasificado como Kosmos 2499, dejando así clara su naturaleza militar.

No es la primera vez que este tipo de satélite, sea lo que sea, alcanza el espacio. En diciembre de 2013 otro lanzamiento similar de tres satélites Rodnik situó en órbita un cuarto objeto misterioso. Cinco meses después Rusia hizo públicas las designaciones Kosmos de los vehículos y para sorpresa de todos reveló que había situado en órbita cuatro satélites (Kosmos 2488 a 2491). El Kosmos 2491, que hasta el momento se pensaba era pedazo de chatarra espacial, resultó ser un satélite independiente. Y, por si fuera poco, posteriormente se supo que también había efectuado maniobras orbitales. Hoy sabemos que el Kosmos 2491 y el 2499 son primos hermanos.

Etapa superior Briz-KM (Eurockot).


Maniobras del Kosmos 2499

Hasta ahora el Kosmos 2499 ha realizado seis maniobras importantes, las cinco primeras de bajada de órbita y la última de subida (hay una maniobra inicial de apenas un par de m/s que vamos a ignorar). La primera maniobra ocurrió a partir de la órbita número 814, a las 01:50:40 UTC del 28 de julio, y se prolongó en los siguientes cinco apogeos. Con una órbita inicial de 1456 x 1491 kilómetros pasó a una órbita de 1338 x 1560 kilómetros, haciendo una maniobra de casi exactamente -20 m/s, aunque el cambio de velocidad no necesariamente llevó a cabo en una sola maniobra propulsiva.

La segunda maniobra ocurrió en la órbita 853, a partir de las 02:40:29 UTC del 31 de julio en los siguientes tres apogeos. La órbita inicial era de 1369 x 1489 kilómetros y la final fue de 1244 x 1488 kilómetros, efectuando una maniobra de casi exactamente -30 m/s, aunque de nuevo no tuvo que ser necesariamente una sola ignición. La tercera maniobra ocurrió en la órbita 951, a partir de las 21:02:16 UTC del 7 de agosto en los siguientes once apogeos. La orbita inicial era de 1244 x 1489 kilómetros y pasó a una altitud de 1118 x 1487 kilómetros, haciendo una maniobra de unos -29 m/s.

Se tiene constancia de que esta maniobra no ocurrió de una sola tacada, sino que fue realizándose en los siguientes apogeos. La cuarta maniobra ocurrió en la órbita 998, a partir de las 12:39:39 UTC del 11 de agosto, en los siguientes trece apogeos. La orbita inicial era de 1118 x 1487 kilómetros y pasó a una altitud de 994 x 1485 kilómetros, haciendo una maniobra de unos -29 m/s. De nuevo se sabe que esta maniobra fue realizándose en los siguientes apogeos. La quinta maniobra ocurrió en la órbita 1112, a partir de las 06:34:02 UTC del 20 de agosto, en los siguientes tres apogeos. La órbita inicial era de 995 x 1485 kilómetros y pasó a una altitud de 922 x 1462 kilómetros, haciendo una maniobra de unos -17,8 m/s. Una vez más sabemos que esta maniobra se dividió en los apogeos sucesivos.

Después de la quinta maniobra el Kosmos 2499 no modificó su órbita en los siguientes dos meses, por lo que parecía que ya había completado su misión. Pero en realidad lo que buscaba era alinearse con el plano de la etapa Briz-KM. El desalineamiento entre los planos orbitales de ambos satélites tuvo lugar porque la etapa Briz-KM maniobró de golpe a una órbita más baja tras completar su misión mientras que el Kosmos 2499 fue haciéndolo de forma gradual. Esto condujo a que la precesión nodal fuera diferente en ambos objetos y que por lo tanto el plano se desviara de forma diferente en cada uno.



La sexta maniobra ocurrió en la órbita 2010 a partir de las 14:24:28 UTC del 27 de octubre y se prolongó en los siguientes 17 perigeos. La órbita inicial era de 925 x 1482 kilómetros y la final era de 1051 x 1490 kilómetros, por lo que la Delta-V total corresponde a una maniobra de unos 33,2 m/s. Sumando todas las maniobras nos da un cambio de velocidad de 161 m/s, y eso se traduce en una cantidad considerable de combustible. El problema es que el cohete Rokot con una Briz-KM puede llevar hasta 1.100 Kg aproximadamente a una órbita de 400 kilómetros y 97 grados de inclinación. A eso hay que restarle la masa de los tres satélites Rodnik-S, que es de unos 675 kg según las estimaciones, además de los 425 kg de combustible de la Briz-KM para llevar esos 675 kg a la órbita operacional de 1470 x 1501 km, mas el combustible extra para la Briz-KM para reducir su perigeo en más de 200 km.

Por lo tanto, apenas queda margen para la masa de nuestro misterioso Kosmos 2499 con suficiente combustible para hacer al menos 161 m/s de Delta-V en las maniobras.Simplemente parece imposible que Kosmos 2499 pueda existir. Es por ello por lo que se ha sugerido que este satélite pueda usar propulsión iónica o algún tipo de propulsión exótica diferente a los propergoles hipergólicos habituales (hidrazina asimétrica y tetróxido de dinitrogeno), de bajo ISP. Rusia lleva décadas desarrollando motores de plasma y recientemente ha demostrado su interés en reavivar la fabricación de estos sistemas de propulsión para su uso en remolcadores nucleares interorbitales.
Motor de plasma ruso. ¿Lleva el Kosmos 2499 un sistema de propulsión eléctrico con estos motores? (mipt.ru).

La misteriosa misión del Kosmos 2499 tiene un precedente reciente. En 2013 China puso en órbita tres satélites, el Shijian 15, el Shiyan 7 y el Chuang Xin 3. El USPACECOM identificó los tres satélites como Payload A, Payload B y Payload C, pero sólo ha podido determinar que la Payload A era el Shiyan 7. La Payload C, probablemente el Shijian 15, se ha dedicado a acercarse y alejarse del Shijian 7. El propósito de este satélite no está muy claro (obviamente sirve para acercarse y alejarse de forma precisa a otros satélites) pero no se sabe si puede ser de uso científico (estudios para acoplamientos) o usos militares (interceptación de satélites) u otros.

Acercamientos de “PAYLOAD C” al Shijian 7 (Robert Christy/zarya.info).

Esta misión parece haber finalizado ya que ahora ambos objetos se encuentran a miles de kilómetros el uno del otro, pero la mecánica orbital podría solucionar este problema con una pequeña maniobra, así que no se puede estar seguro de ello. Sin embargo, volviendo a Kosmos 2499, parece que se está preparando para acercarse a la Briz-KM, ya que está corrigiendo ese error de plano que ha ido acumulando en los días que ha estado en una altitud media menor que la Briz-KM, como se puede apreciar en la gráfica de altitud de arriba.

El plano de Kosmos 2499 se mueve unos 0,6909 grados por día mientras que la de la Briz- KM se mueve unos 0,6747 grados/día. Esto significa que para el 8 de noviembre ambos planos estarán alineados, pero no la inclinación:

Diferencia de inclinación de Kosmos 2499 y Briz-KM. Los picos de la gráfica son el resultado de una mala computación de la órbita por parte de la USPACECOM (Itzalpean).

¿Eso significa que alguno de los dos objetos tendrá que maniobrar? No necesariamente. Cuando tenemos dos orbitas “exactamente” iguales excepto por la inclinación ambas trayectorias se cruzarían dos veces por órbita. Sin embargo en la gráfica vemos también que ambas inclinaciones tienden a cruzarse de momento, habiendo una diferencia de tan sólo 0,0085 grados en estos momentos. Simplemente con la diferencia de altitud las perturbaciones son diferentes y la inclinación cambia de forma diferentes en ambos objetos. Por lo tanto, y viendo la gráfica de altitud, podemos ver fácilmente que deberá de elevar su órbita de nuevo dentro de poco, si su propósito es realmente acercarse a la etapa que lo dejó en órbita, cosa muy probable, viendo las gráficas de otros valores orbitales:

Diferencia del lugar de la órbita donde se encuentra el perigeo. Vemos que comienza a alinearse y más tarde se mantiene (Itzalpean).



Diferencia de plano. Un alineamiento ocurrirá el 9 de noviembre, por lo que debe maniobrar antes de esta fecha para colocarse en la misma órbita o tendrá que gastar mucho más combustible (Itzalpean).


Epílogo

Los satélites que interceptan o inspeccionan otros satélites no son nada nuevo. En los años 80 los EEUU desarrollaron el proyecto secreto Prowler para inspeccionar satélites en órbita geoestacionaria. El pasado julio los militares estadounidenses situaron en órbita los primeros dos satélites GSSAP para espiar otros vehículos en órbita geoestacionaria. No sabemos si el Kosmos 2499 es un prototipo de satélite destinado a inspeccionar otros vehículos o a interceptarlos y destruirlos, aunque es más probable lo primero. Se cree que Rusia todavía mantiene con cierto nivel de financiación un programa antisatélite denominado Naryad heredado de la época soviética, pero sus características parecen ser muy diferentes a las que poseen los satélites Kosmos 2499/2491. Por supuesto, también podría tratarse un programa creado para desarrollar nuevas tecnologías propulsivas sin relación alguna con los satélites interceptores. Sea como sea, lo que sí sabemos es que Rusia tiene en marcha un nuevo programa de satélites militares.

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada