Importancia de la meteorología en los lanzamientos de cohetes.

El pasado 27 de mayo el tiempo meteorológico tuvo un papel decisivo en uno de los hitos más esperados desde hacía 9 años en el mundo aeroespacial. Ese día era el cual en el que la cápsula Dragon Crew iba a ser lanzada mediante el cohete Falcon 9 v1.2 Block 5 de SpaceX al espacio, con dos astronautas americanos a bordo de ella. La primera misión tripulada al espacio lanzada desde territorio estadounidense después de 9 años. Sin embargo, el lanzamiento tuvo que ser aplazado tres días debido a causas meteorológicas adversas a 17 minutos del tiempo de despegue.

El cohete Falcon 9 despegando con la cápsula Dragon Crew el 30 de mayo de 2020 (NASA)

Pero antes de hablar de lo que pasó exactamente ese día, vamos a entender un poco por qué la meteorología es tan importante en este campo.

Hay tres tipos de fenómenos meteorológicos que pueden llegar a ser muy problemáticos a la hora de un lanzamiento de un cohete. Como bien podemos imaginar, lanzar un instrumento al espacio es tremendamente costoso a nivel económico, pero cuando lleva vidas a bordo es mucho más importante que sea limpio y sin complicaciones.

El primer fenómeno del que hablaremos serán las nubes densas cerca del lugar de lanzamiento. Si la capa de nubes que está cerca del lugar de lanzamiento tiene más de 1.4 km de espesor y llega a tener temperaturas de congelación, se debe posponer el lanzamiento porque estas temperaturas pueden afectar a las partes del cohete que no están preparadas para esos niveles de la atmósfera.

El segundo fenómeno es el viento, tanto en altura como en baja atmósfera, puesto que el cohete podría desviarse o incluso llegar a partirse. Los vientos en la baja atmósfera se analizan mediante prediccionesmeteorológicas con anemómetros y modelización. Para que un lanzamiento se cancele por este tipo de vientos, la velocidad que se mida debe alcanzar los 30 nudos. En cuanto a los vientos en altura, el procedimiento es más complejo, puesto que se debe tener en cuenta la cizalladura, esté termino es el que se le da al cambio de velocidad y dirección del viento con la altitud. Este estudio se realiza mediante radiosondeos y modelización de las siguientes horas al sondeo. Elon Musk (SpaceX) dijo que una gran cizalladura “golpea como un mazo cuando [el cohete] se está haciendo supersónico” y es que, en ese punto, una gran cizalladura podría partir el cohete.

Representación de la hodógrafa, gráfica que muestra la cizalladura del viento (Wikipedia)

Por último, el fenómeno de las tormentas eléctricas con rayos es de los más peligroso para un lanzamiento. Aunque el cohete está colocado en una plataforma con pararrayos alrededor y está a salvo en ella, en cuanto el cohete sale de la plataforma hacia arriba es muy susceptible de ser alcanzado por un rayo lo que puede hacer que el sistema eléctrico del cohete se vea gravemente dañado y pueda llegar a quedarse totalmente sin control. Relacionado con este fenómeno, se puede retroceder al ejemplo del lanzamiento de la misión Apollo XII en el cohete Saturno V. Segundos después del despegue, el cohete que más tarde alunizaría, fue alcanzado por un rayo. Esto hizo que saltaran las luces de advertencia y que la nave despegase perdiendo la referencia de altitud.


Fotograma de una de las cámaras de la plataforma de lanzamiento, que muestra el rayo que golpeó al Saturno V y luego a la torre de lanzamiento.
(History NASA)

El equipo encargado de proporcionar la información necesaria y el apoyo meteorológico a nivel mundial para los lanzamientos tripulados de cohetes al espacio desde Estados Unidos es el Spaceflight Meteorology Group (SMG). El equipo debe proporcionar los pronósticos meteorológicos y los informes al personal de la NASA y SpaceX, además de proporcionar un análisis de la meteorología antes y después del vuelo espacial. Actualmente son pioneros en desarrollar herramientas y técnicas para la mejora del soporte meteorológico en los lanzamientos al espacio, puesto que deben dar la mayor precisión, calidad y puntualidad para poder realizar un vuelo espacial seguro y satisfactorio.

Si volvemos al caso de la Dragon Crew, lo cierto es que la meteorología no acompañaba en absoluto el pasado 27 de mayo. A escasos kilómetros de la península de Florida se encontraba en fase de tormenta tropical Bertha, lo que hizo que el radar meteorológico registrase una línea de lluvias y tormentas eléctricas que aparecían en la costa al oeste. Por otro lado, una advertencia marina especial había estado en vigencia en aguas costeras por fuertes lluvias y tormentas con fuertes ráfagas de viento que superarían los 30 nudos.

Tweet en que se aprecia la evolución de Bertha y la situación de la atmósfera una hora antes del lanzamiento de la Dragon Crew.
Radar meteorológico de la peninsula de Florida en la zona del Cabo Cañaveral a la hora de lanzamiento. (Florida Storms)

Además, debido a la inestabilidad atmosférica de la zona se activó una alerta de tornado a escasos kilómetros del lugar de lanzamiento. Aun así, el SMG registró una ventana en la que sería favorable el lanzamiento del cohete, pero era tan pequeña que se tardó poco es desestimarla, puesto que había cúmulos que podrían evolucionar a cumulonimbos con grandes yunques.

Tweet en que se se ve una imagen de la Alerta de Tornado a 40 km de Cabo Cañaveral.

Por tanto, se decidió modificar la fecha de lanzamiento al sábado 30, donde había un 60% de probabilidad de buenas condiciones atmosféricas para el lanzamiento. En la Launch Mission Execution Forcast se puede leer que tipo de nubosidad habría, la cidalladura que se encontrarían en altura y todos aquellos factores que pueden afectar en el lanzamiento de los cohetes. Se puede ver cómo no sólo es importante el tiempo meteorológico en la costa de Florida, donde se encuentra Cabo Cañaveral, si no que se tiene en cuenta todo el Océano Atlántico. Esto es debido, a que el último lugar de La Tierra antes del punto de no retorno del cohete es el Mar de Irlanda.

Launch Mission Execution Forecast para el día 30 de mayo de 2020 sacada el 28 de mayo. (Space Flight Insider)

Cómo se ve en la figura después de la zona roja (zona en la que la temperatura del agua es tan fría que es imposible que la tripulación y el cohete resistan) esta un punto de amerizaje.

Recorrido de la cápsula Dragon Crew. Las zonas verdes son en las que es seguro que el cohete haga un amenizaje de emergencia. Mientras que las rojas, es donde no es seguro, la zona DAEZ es la zona donde las aguas son demasiado frias y profundas para que sobreviva la tripulación.
(CBS News)

Finalmente, el día 30 de mayo la cápsula Dragon Crew despegó desde Cabo Cañaveral, Estados Unidos, y se unió a la Estación Espacial Internacional, haciendo historia tanto para la NASA como para empresa SpaceX.

Momento en el que la Dragon Crew llega con éxito a la Estación Espacial Internacional. (NASA)

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