Per llançar naus espacials a l’espai, a més de la plataforma de llançament, es necessita un complex d’estructures on es realitzen activitats prèvies al llançament: muntatge i acoblament final del vehicle de llançament i de la sonda espacial, proves i diagnòstics prèvies al llançament, repostatge amb combustible i un oxidant.
Normalment, els ports espacials ocupen una àmplia superfície i es troben a una distància considerable de llocs densament poblats, per tal d’evitar danys en cas d’accidents i caigudes, separats durant el vol d’etapes.
Cosmodromes del món
Com més a prop el punt de llançament estigui de l’equador, menys energia es necessita per llançar la càrrega útil a l’espai. Quan es llança des de l’equador, pot estalviar aproximadament un 10% de combustible en comparació amb un coet llançat des d’un cosmodrom situat a latituds mitjanes. Com que no hi ha molts estats a l’equador capaços de llançar coets a l’espai, han aparegut projectes de cosmodroms basats en el mar.
Rússia
La Federació Russa, sent pionera en exploració espacial, ocupa actualment el lideratge en el nombre de llançaments. El 2012, el nostre país va dur a terme 24 llançaments de coets portadors, per desgràcia, no tots van tenir èxit.
El "port espacial" més gran de Rússia és el cosmodrom de Baikonur llogat a Kazakhstan. Es troba al territori de Kazakhstan, a la regió de Kyzylorda, entre la ciutat de Kazalinsk i el poble de Dzhusaly, a prop del poble de Tyuratam. Superfície del cosmodrom: 6717 km². La construcció del cosmodrom va començar el 1955. El 21 d'agost de 1957 va tenir lloc el primer llançament amb èxit del coet R-7.
Esquema del cosmodrom de Baikonur
A l'època soviètica, es va crear una enorme infraestructura sense precedents a la zona de Baikonur, que incloïa, a més de començar, preparar i controlar i mesurar complexos, camps d'aviació, vies d'accés, edificis d'oficines i ciutats residencials. Tot això després del col·lapse de l'URSS va anar al Kazakhstan independent.
Segons dades oficials, l'operació del cosmodrom el 2012 va costar uns 5.000 milions de rubles a l'any (el cost del lloguer del complex de Baikonur és de 115 milions de dòlars, uns 3.500 milions de rubles a l'any, i Rússia gasta 1.500 milions de rubles a l'any en manteniment de les instal·lacions del cosmodrom), que va ascendir al 4,2% del pressupost total de Roscosmos per al 2012. A més, des del pressupost federal de Rússia fins al pressupost de la ciutat de Baikonur, es realitza anualment un rebut gratuït per import d’1, 16.000 milions de rubles (a partir del 2012). En total, el cosmodrom i la ciutat costaven al pressupost rus 6, 16.000 milions de rubles a l'any.
Actualment, "Baikonur", després del seu trasllat per part dels militars el 2005, es troba sota la jurisdicció de Roscosmos. A finals de 2007, la majoria de les unitats espacials militars van abandonar el cosmodrom i uns 500 militars russos van romandre al cosmodrom.
Imatge de satèl·lit de Google Earth: plataforma de llançament núm. 250
El cosmodrom té infraestructures i instal·lacions de llançament que permeten llançar coets portadors:
- transportistes de mida mitjana de la família Soyuz, amb un pes de llançament de fins a 313.000 kg (basat en R-7); lloc núm. 1 (llançament de Gagarin), núm. 31.
- vehicles de llançament lleugers "Kosmos", pes de llançament de fins a 109.000 kg - número 41 del lloc.
- transportistes de mida mitjana de la família Zenit, amb un pes de llançament de fins a 46.2200 kg - número 45 del lloc.
- transportistes pesats "Proton", pes de llançament de fins a 705.000 kg - plataformes núm. 81, núm. 200.
- Portadors lleugers de la família Cyclone, amb un pes de llançament de fins a 193.000 kg (basat en ICBM R-36) - lloc 90.
- vehicles de llançament lleugers "Dnepr" ", pes de llançament de fins a 211.000 kg (desenvolupament conjunt rus-ucraïnès basat en ICBM R-36M) - lloc núm. 175
- vehicles de llançament lleuger "Rokot" i "Strela", amb un pes de llançament de fins a 107.500 kg (basat en ICBM UR-100N) - lloc 175.
- transportistes pesats "Energia", pes de llançament de fins a 2.400.000 kg (actualment no s'utilitza) - plataformes núm. 110, núm. 250.
Imatge de satèl·lit de Google Earth: "El començament de Gagarin"
Tot i els pagaments rebuts periòdicament pel contracte d’arrendament del cosmodrom i els acords interestatals, Kazakhstan periòdicament interfereix en el funcionament normal del cosmodrom. Així, el 2012 es van ajornar els llançaments de la sonda meteorològica europea MetOp-B (el llançament estava previst per al 23 de maig), els satèl·lits russos Kanopus-V i MKA-PN1, la sonda espacial bielorusa, la canadenca ADS-1B i la alemanya TET-1 (el llançament grupal d'aquests cinc dispositius estava previst per al 7 de juny), el dispositiu rus "Resurs-P" (previst per a l'agost).
El motiu va ser l’acord a llarg termini per part del costat kazakh sobre l’ús del camp de caiguda de la primera etapa de coets portadors a les regions de Kustanai i Aktobe (utilitzats en el llançament de satèl·lits a l’òrbita sincrònica del sol pel coet portador Soyuz).
A causa de la posició del costat kazako, el projecte de crear un coet conjunt rus-kazakh i un complex espacial "Baiterek" (basat en el nou coet portador "Angara") no es va implementar. No va ser possible arribar a un compromís sobre el finançament del projecte. Probablement, Rússia construirà un complex de llançament per a Angara al nou cosmodrom Vostochny.
Proton-K llança el mòdul Zvezda en òrbita per ISS
El cosmodrom més septentrional del món és Plesetsk, també conegut com el primer cosmodrom de proves estatals. Es troba a 180 quilòmetres al sud d’Arkhangelsk, no lluny de l’estació de ferrocarril de Plesetskaya del ferrocarril del Nord. El cosmodrom té una superfície de 176.200 hectàrees. El cosmodrom es remunta a l'11 de gener de 1957, quan es va adoptar la Resolució del Consell de Ministres de l'URSS sobre la creació d'una instal·lació militar amb el nom en clau "Angara". El cosmodrom es va crear com la primera formació de míssils militars de l'URSS, armada amb míssils balístics intercontinentals R-7 i R-7A.
Família de transportistes R-7
Des dels anys 70 fins a principis dels 90, el cosmodrom de Plesetsk va mantenir el lideratge mundial en el nombre de llançaments de coets a l’espai (del 1957 al 1993 es van fer 1.372 llançaments des d’aquí, mentre que només 917 de Baikonur, que ocupa el segon lloc).
No obstant això, des dels anys noranta, el nombre anual de llançaments des de Plesetsk ha estat inferior a Baikonur. El cosmodrom està dirigit per militars; a més de llançar un satèl·lit artificial en òrbita, realitza periòdicament llançaments de proves d’ICBM.
El cosmodrom té complexos tècnics i de llançament estacionaris per a vehicles de llançament domèstics lleugers i de classe mitjana: Rokot, Cyclone-3, Kosmos-3M i Soyuz.
Imatge per satèl·lit de Google Earth: plataforma de llançament dels operadors Soyuz
També al cosmodrom hi ha un complex de proves dissenyat per provar míssils balístics intercontinentals amb un llançador tipus sitja.
La construcció de complexos tècnics i de llançament per als coets portadors "Angara" sobre la base del SC "Zenith" està en marxa.
Llançament del coet Cyclone-3 des del cosmodrom de Plesetsk
El cosmodrom proporciona una part important dels programes espacials russos relacionats amb la defensa, així com llançaments científics i comercials de naus espacials no tripulades.
A més dels principals cosmodroms "Baikonur" i "Plesetsk", els coets de vehicles de llançament i el llançament de naus espacials a l'òrbita propera a la terra es realitzen periòdicament des d'altres cosmodroms.
El més famós d’ells és el cosmodrom Svobodny. El principal motiu de la creació d’aquest cosmodrom va ser el fet que, com a conseqüència del col·lapse de l’URSS, el cosmodrom de Baikonur es trobava fora del territori de Rússia i la impossibilitat de llançar pesats "protons" des del cosmodrom de Plesetsk. Es va decidir crear un nou cosmodrom sobre la base de la dissolta 27a divisió del Bàndol Roig de l'Extrem Orient de les Forces Estratègiques de Míssils, que anteriorment estava armada amb l'UR-100 BR. El 1993, les seves instal·lacions van ser transferides a les forces espacials militars. L'1 de març de 1996, per decret presidencial, es va establir aquí el 2n Cosmodrom de proves estatals del Ministeri de Defensa de la Federació Russa. La superfície total d’aquesta instal·lació és d’uns 700 km2.
El primer llançament del coet portador Start 1.2 basat en el míssil balístic Topol amb la sonda espacial Zeya va tenir lloc el 4 de març de 1997. Durant tota l’existència del cosmodrom, s’han llançat cinc coets aquí.
El 1999 es va prendre la decisió de construir un coet i un complex de llançament per al vehicle de llançament Strela al cosmodrom. Tot i això, el complex "Strela" no va superar l'experiència ecològica estatal a causa de l'alta toxicitat del combustible de coets que s'hi utilitzava, l'heptil. El juny del 2005, en una reunió del Consell de Seguretat de la Federació Russa, es va decidir, en el marc de la reducció de les forces armades, liquidar el cosmodrom de Svobodny a causa de la baixa intensitat dels llançaments i el finançament insuficient. No obstant això, ja el 2007 es va decidir crear una infraestructura per llançar vehicles de llançament de classe mitjana. El futur cosmodrom va rebre el nom de Vostochny. Se suposa que aquí es realitzaran llançaments comercials i científics i es preveu que tots els llançaments militars es facin des de Plesetsk.
També es van llançar coets portadors lleugers de la sèrie Cosmos i Dnepr des del lloc de proves Kapustin Yar i la plataforma de llançament Yasny.
Al camp d’entrenament de Kapustin Yar, a la regió d’Astrakhan, actualment s’estan provant sistemes prometedors de defensa antiaèria. A més, periòdicament es llancen vehicles de llançament de la sèrie Kosmos amb satèl·lits militars.
El complex de Yasny es troba al territori de la zona de posició de Dombarovsky de les Forces Estratègiques de Míssils al districte de Yasnensky de la regió d'Orenburg de Rússia. S'utilitza per llançar naus espacials mitjançant vehicles de llançament Dnepr. Des del juliol del 2006 fins a l’agost del 2013 es van produir sis llançaments comercials amb èxit.
També a Rússia es van llançar naus espacials des de transportistes estratègics de míssils submarins.
El 7 de juliol de 1998, dos micro-satèl·lits comercials alemanys Tubsat-N van ser llançats a l'òrbita terrestre baixa des del projecte Novomoskovsk SSBN "Novomoskovsk" 667BDRM "Dolphin", quedant submergits a la zona d'aigua del mar de Barents. Aquest és el primer de la història de l’exploració espacial que llança satèl·lits a una òrbita propera a la terra amb un llançament de coets des de sota l’aigua.
El 26 de maig de 2006, des del SSBN de Ekaterinburg del projecte 667BDRM Dolphin, es va llançar amb èxit el satèl·lit Compass 2.
EUA
El port espacial més famós dels EUA és, amb diferència, el John Fitzgerald Kennedy Space Center. Situat a l’illa de Merritt, a Florida, el centre de l’espai esportiu està situat a prop de Cape Canaveral, a mig camí entre Miami i Jacksonville. El Centre Espacial Kennedy és un complex d’instal·lacions de llançament i control de missions (cosmodrom) de naus espacials propietat de la NASA. Les dimensions del cosmodrom són 55 km de llarg i uns 10 km d’amplada, amb una superfície de 567 km².
El cosmodrom es va fundar originalment el 1950 com a lloc de prova de míssils. La ubicació del lloc de proves va ser una de les més convenients als Estats Units, ja que les etapes de coets passades cauen a l'Oceà Atlàntic. No obstant això, la localització del cosmodrom està associada a riscos naturals i meteorològics significatius. Els edificis i les estructures del centre espacial van ser greument danyats reiteradament pels huracans i es van haver d'ajornar els llançaments previstos. Així, el setembre del 2004, part de les instal·lacions del Centre Espacial Kennedy van ser danyades per l’huracà Francis. L’edifici muntat verticalment ha perdut mil panells externs amb unes dimensions aproximades d’1,2 × 3,0 m cadascun. Es va destruir el revestiment exterior de 3.700 m². La teulada es va arrencar parcialment i l'interior va resultar molt danyat per l'aigua.
Vista superior de la zona del complex de llançament número 39
Tots els llançaments del transbordador espacial van ser realitzats pel Centre Espacial Kennedy des del Launch Complex 39. El centre està atès per aproximadament 15.000 funcionaris i especialistes.
La història d’aquest cosmodrom està indissolublement lligada al programa nord-americà d’exploració espacial tripulada. Fins al juliol de 2011, el Centre Espacial Kennedy va ser el lloc de llançament de vehicles de la llançadora espacial que utilitzaven el complex 39 amb la infraestructura Apollo. El primer llançament va ser la sonda espacial Columbia el 12 d’abril de 1981. El centre també és un lloc d’aterratge per als transbordadors orbitals: hi ha una pista d’aterratge de 4,6 km.
Transbordador espacial "Atlantis"
El darrer llançament del transbordador espacial Atlantis va tenir lloc el 16 de maig de 2011. Llavors, la sonda espacial reutilitzable nord-americana va lliurar una càrrega de logística, així com un espectròmetre alfa magnètic, a bord de l’Estació Espacial Internacional.
Una part del territori del cosmodrom està oberta al públic, hi ha diversos museus i cinemes i recintes d’exposicions. Les rutes d’excursió en autobús s’organitzen al territori tancat per a visites gratuïtes. El recorregut en autobús costa 38 dòlars. Inclou: una visita als llocs de llançament del complex 39 i un viatge al centre Apollo-Saturn V, una visió general de les estacions de seguiment.
El Centre Apollo-Saturn V és un enorme museu construït al voltant de la peça més valuosa de l’exposició, el vehicle de llançament reconstruït Saturn V i altres artefactes relacionats amb l’espai, com la càpsula Apollo.
Les naus espacials no tripulades es llancen des dels llocs de llançament de la costa, són operades per la Força Aèria dels Estats Units i formen part de la base de la Força Aèria dels Estats Units a Cape Canaveral. Aquesta base forma part del Comandament Espacial de la Força Aèria dels Estats Units. Hi ha 38 llocs de llançament a Cape Canaveral, dels quals només 4 estan operatius avui. Actualment, els coets Delta II i IV, Falcon 9 i Atlas V es llancen des del cosmodrom.
Imatge de satèl·lit de Google Earth: plataforma de llançament a Cape Canaveral
A partir d’aquí, el 22 d’abril de 2010, va tenir lloc el primer llançament amb èxit de la sonda espacial reutilitzable no tripulada Boeing X-37. Va ser llançat en òrbita terrestre baixa mitjançant un vehicle de llançament Atlas V.
El 5 de març de 2011, el dispositiu va ser llançat en òrbita per un vehicle de llançament Atlas V, llançat des de Cap Canaveral. Segons la Força Aèria dels Estats Units, el segon X-37B posarà a prova dispositius de sensors i sistemes de satèl·lit. El 16 de juny de 2012, l'avió va aterrar a la base de la força aèria de Vandenberg a Califòrnia, passant 468 dies i 13 hores en òrbita, després d'haver volat al voltant de la Terra més de set mil vegades.
L'11 de desembre de 2012, un aparell d'aquest tipus es va llançar a l'espai per tercera vegada, on roman fins als nostres dies.
El X-37 està dissenyat per funcionar a altituds de 200-750 km, és capaç de canviar ràpidament òrbites, maniobrar, realitzar missions de reconeixement, lliurar i retornar petites càrregues.
La segona infraestructura espacial més important i important dels Estats Units és la base de la força aèria de Vandenberg. El centre de comandament espacial conjunt es troba aquí. Es tracta de la residència del 14è Regiment d’Aviació, la 30a Ala Espacial, el 381è Grup d’Entrenament i el Western Launch and Test Range, on es realitzen llançaments de satèl·lits per a organitzacions militars i comercials, així com proves de míssils balístics intercontinentals, inclòs el Minuteman - 3.
El control i l’entrenament dels míssils de combat es duen a terme principalment en direcció sud-oest cap als atolons de Kwajalein i Cantó. La longitud total de la ruta equipada arriba als 10 mil km. Els míssils es llancen en direcció sud. A causa de la ubicació geogràfica de la base, tota la ruta del seu vol passa per sobre les regions deshabitades de l'Oceà Pacífic.
El 16 de desembre de 1958 es va llançar el primer míssil balístic Thor des de la base de Vandenberg. El 28 de febrer de 1959 es va llançar des de Vandenberg el primer satèl·lit en òrbita polar Discoverer-1 del món amb el coet portador Tor-Agena. Vandenberg va ser seleccionat com a lloc de llançament i aterratge del transbordador espacial a la costa oest dels Estats Units.
Per llançar les llançadores, es van construir estructures tècniques, un edifici de muntatge i es va reconstruir el complex número 6. A més, la pista de 2.590 metres existent de la base s’ha allargat fins a 4.580 metres per facilitar l’aterratge de la llançadora. El manteniment i restauració completa de l’òrbita es va dur a terme mitjançant l’equipament situat aquí. No obstant això, l'explosió del Challenger va provocar la cancel·lació de tots els vols llançadora des de la costa oest.
Després de congelar el programa de llançadora a Vandenberg, Launch Complex 6 es va tornar a redissenyar per llançar vehicles de llançament Delta IV. La primera de les naus espacials de la sèrie Delta IV, llançada des del pad 6, va ser un coet llançat el 27 de juny de 2006, que va llançar a òrbita el satèl·lit de reconeixement NROL-22.
Llançament del coet portador Delta IV des del cosmodrom de Vandenberg
Actualment, les instal·lacions de la base de Vandenberg s'utilitzen per llançar satèl·lits militars, alguns d'ells, per exemple, l'aparell NROL-28, s'utilitzen per "combatre el terrorisme". NROL-28 es va llançar a una òrbita d'alta el·líptica per recollir informació d'intel·ligència sobre grups terroristes a l'Orient Mitjà; per exemple, els sensors a bord d’aquests satèl·lits poden rastrejar el moviment de vehicles militars a la superfície terrestre. El llançament d’aquest satèl·lit a l’espai el va dur a terme el vehicle de llançament Atlas V, que feia servir motors russos RD-180.
Per a proves en el marc del programa de defensa antimíssils, s’utilitzen els terrenys de prova Reagan. Els llocs de llançament es troben a l’atol de Kwajelin i a l’illa de Wake. Existeix des del 1959. El 1999, l'abocador va rebre el nom de l'expresident dels Estats Units, Ronald Reagan.
Des del 2004, l’illa Omelek, que forma part del lloc de proves, ha allotjat la plataforma de llançament del vehicle de llançament Falcon 1 de SpaceX. En total, es van fer 4 intents de llançament orbital des de l’illa Omelek.
Els primers tres van acabar sense èxit, el quart coet va llançar una òrbita de maquetes de satèl·lit de grans dimensions. El primer llançament comercial va tenir lloc el 13 de juliol de 2009. El retard va ser causat per problemes de compatibilitat entre el coet i el satèl·lit RazakSat de Malàisia.
El vehicle de llançament de classe lleugera Falcon 1 és parcialment reutilitzable, la primera etapa després de la separació es va esquitxar i es pot reutilitzar.
El cosmòdrom de Wallops es troba al territori de la NASA i consta de tres llocs separats amb una superfície total de 25 km²: la base principal, el centre de la part continental i l'illa de Wallops, on es troba el lloc de llançament. La base principal es troba a la costa est de Virgínia. Es va fundar el 1945, el primer llançament reeixit es va fer el 16 de febrer de 1961, quan el satèl·lit de recerca Explorer-9 es va llançar a l’òrbita terrestre baixa amb el vehicle de llançament Scout X-1. Té diversos llocs de llançament.
El 1986, la NASA va desplegar un complex de mesurament i control al territori del lloc de prova per al seguiment i control del vol de la nau espacial. Diversos radars amb diàmetres d'antena de 2, 4-26 m proporcionen recepció i transmissió a gran velocitat d'informació provinent d'objectes directament als seus propietaris. Les capacitats tècniques del complex permeten realitzar mesures de trajectòria d'objectes situats a una distància de 60 mil km, amb una precisió de 3 m d'abast i fins a 9 cm / s de velocitat.
Al llarg dels anys de la seva existència, s’han realitzat més de 15 mil llançaments de diversos tipus de coets des del territori de l’estació; recentment s’han fet uns 30 llançaments a l’any.
Des del 2006, part del lloc de proves ha estat llogat per una corporació aeroespacial privada i utilitzat per a llançaments comercials sota el nom de Mid-Atlantic Regional Spaceport. El 2013, la sonda Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer va ser llançada a la Lluna des del cosmòdrom Wallops per un vehicle de llançament Minotaur-V.
L’Antares LV també es llança aquí, en la seva primera etapa s’instal·len dos motors coet oxigen-querosè AJ-26, una modificació del motor NK-33 desenvolupat per Aerojet i llicenciat als Estats Units per utilitzar-lo en vehicles de llançament nord-americans.
Llançament del vehicle "Antares"
Al 31 de març de 2010, Aerodget Rocketdine va comprar a SNTK im. Kuznetsov, uns 40 motors NK-33 a un preu d'1 milió de dòlars EUA.
Un altre port espacial comercial és el Kodiak Launch Complex, situat a l’illa del mateix nom a la costa d’Alaska. Està dissenyat per llançar coets lleugers al llarg d’una trajectòria suborbital i llançar petites naus espacials a l’òrbita polar.
El primer llançament experimental de coets des del cosmodrom va tenir lloc el 5 de novembre de 1998. El primer llançament orbital es va produir el 29 de setembre del 2001, quan el vehicle de llançament Athena-1 va llançar 4 petits satèl·lits en òrbita.
Llançament de l'Athena-1 LV des de la plataforma de llançament de l'illa Kadyak. 30 de setembre del 2001
Tot i el propòsit "comercial" del cosmodrom, els vehicles de llançament del Minotaure es llancen regularment des d'ell. La família Minotaur de vehicles de llançament de combustible sòlid nord-americà va ser desenvolupada per la Orbital Science Corporation, per encàrrec de la Força Aèria dels Estats Units, basada en les etapes de marxa Minuteman i Piskiper ICBM.
Llançament del vehicle "Minotaure"
A causa de les lleis nord-americanes que prohibeixen la venda d'equips governamentals, el vehicle de llançament Minotaur només es pot utilitzar per llançar satèl·lits governamentals i no està disponible per a comandes comercials. L’últim llançament reeixit de Minotaure V va tenir lloc el 6 de setembre de 2013.
A més de llançar càrrega a l’espai mitjançant coets portadors, s’estan implementant altres programes als Estats Units. En particular, es van llançar objectes en òrbita mitjançant coets de la sèrie Pegasus llançats des de l'avió Stargazer, un Lockheed L-1011 modificat.
El sistema va ser desenvolupat per Orbital Sciences Corporation, especialitzada en la prestació de serveis comercials per al lliurament d’objectes a l’espai.
Un altre exemple d'iniciativa privada és el Space Ship One reutilitzable desenvolupat per Scaled Composites LLC.
L’enlairament es realitza amb un avió especial White Knight (White Knight). Llavors es produeix el desacoblament i Space Ship One s’eleva a uns 50 km d’altitud. Space Ship One està a l'espai durant uns tres minuts. Els vols es realitzen des del centre aeroespacial privat "Mojave" en interès del "turisme espacial".
El 2012, els Estats Units van dur a terme 13 llançaments de coets portadors. Cedint aquest indicador a Rússia, els Estats Units treballen activament en la creació de vehicles de llançament prometedors i de naus espacials reutilitzables.
