Y también más fotos a color:
Y la olvidada Mars Express también ha contribuido al show grabando a la Phoenix mientras descendía a través de la atmósfera marciana (en realidad se trata de la señal de la sonda transformada en sonido).
Thursday, May 29, 2008
Panorama marciano
Phoenix ya ha tomado el primer panorama de la zona de aterrizaje:
Y también más fotos a color:
Y la olvidada Mars Express también ha contribuido al show grabando a la Phoenix mientras descendía a través de la atmósfera marciana (en realidad se trata de la señal de la sonda transformada en sonido).
Y también más fotos a color:
Y la olvidada Mars Express también ha contribuido al show grabando a la Phoenix mientras descendía a través de la atmósfera marciana (en realidad se trata de la señal de la sonda transformada en sonido).
Wednesday, May 28, 2008
El Carnegie Atlas Online
The Carnegie Atlas of Galaxies, de Alan Sandage y John Bedke (1994), es una obra clásica de referencia. Ahora podemos disfrutar de él gratis:
Teniendo en cuenta que cada volumen cuesta unos 250$, no está nada mal la iniciativa.
Ya se me lo están bajando todos.
Teniendo en cuenta que cada volumen cuesta unos 250$, no está nada mal la iniciativa.
Ya se me lo están bajando todos.
Tuesday, May 27, 2008
Marte impresionante
Phoenix sigue sorprendiendo con sus imágenes:
Pero aún hay más. Si ayer nos quedamos boquiabierto con La Foto, ahora hemos podido ver el contexto de la misma y no es otro que este:
Es oficial: esta es una de las fotos más impresionantes que he visto en mi vida. Aunque la Phoenix parece dirigirse al fondo del cráter Heimdall, en realidad éste se encuentra a unos 20 km del lugar de aterrizaje. No contenta con esta imagen histórica, la MRO está decidida a robarle el protagonismo al pequeño lander y ya lo ha pillado en la superficie polar:
Ahí vemos al valiente Phoenix.
La imagen en contexto, donde vemos también el paracaídas y la cubierta trasera, además del escudo térmico. Se aprecia un color más oscuro alrededor de la zona de aterrizaje, debido a los cohetes de frenado.
Más imágenes:
Pero aún hay más. Si ayer nos quedamos boquiabierto con La Foto, ahora hemos podido ver el contexto de la misma y no es otro que este:
Es oficial: esta es una de las fotos más impresionantes que he visto en mi vida. Aunque la Phoenix parece dirigirse al fondo del cráter Heimdall, en realidad éste se encuentra a unos 20 km del lugar de aterrizaje. No contenta con esta imagen histórica, la MRO está decidida a robarle el protagonismo al pequeño lander y ya lo ha pillado en la superficie polar:
Ahí vemos al valiente Phoenix.
La imagen en contexto, donde vemos también el paracaídas y la cubierta trasera, además del escudo térmico. Se aprecia un color más oscuro alrededor de la zona de aterrizaje, debido a los cohetes de frenado.
Más imágenes:
El retrete estropeado
Para demostrar que hay categorías muy diversas entre los temas espaciales, nos alejamos un momento de Marte para hablar de temas más mundanos, en este caso del retrete estropeado en el módulo ruso Zvezdá de la ISS. Este retrete, o ASU (АССЕНИЗАЦИОННО-САНИТАРНАЯ УСТАНОВКА, АСУ) dicho en fino, funciona como todos los retretes espaciales mediante un sistema de ventiladores que "chupan" las diversas sustancias, paliando así la falta de gravedad. Como nota cómica, el cacharro se apoda "fialka" (violeta en ruso), lo cual suponemos que no se debe precisamente por al olor que desprende.
Desgraciadamente este sistema tiene una desagradable tendencia a estropearse, pese a los mantenimientos rutinarios (que son igualmente desagradables, como pueden imaginar) a los que es sometido. Ni que decir tiene, aunque el tema nos resulte "gracioso", no lo es tanto para los inquilinos de la estación. Pero no se inquieten, pues en caso de que no consigan reparar el ASU de Zvezdá, siempre tienen el del módulo orbital de la Soyuz, aunque es más pequeño y, por tanto, incómodo. Si éste fallase, siempre les quedará el tradicional recurso de las bolsas higiénicas empleado en las primeras misiones espaciales.
De todas formas parece que el problema se ha resuelto y sí, por si alguien se lo pregunta, el sistema de control atmosférico de la ISS incluye una serie de filtros para eliminar los olores desagradables.
Por cierto, comentar que no hay muchas imágenes del ASU disponibles, quizás por exceso de pudor por parte de la NASA y Roskosmos. Para suplir esa carencia, siempre tenemos la NASA TV:
El retrete está en la parte trasera del módulo, tras uno de los camarotes de la tripulación.
Localización exacta del ASU en el interior del Zvezdá.
Para aquellos escatológicos que quieran más detalles, pues vale, no hay problema:
Como vemos, el sistema consta de dos urinarios, uno a usar cuando se hacen aguas mayores y otro conectado a una tubería cuando solamente se quiere orinar. Naturalmente, las boquillas de los urinarios son personales y se sustituyen regularmente. La orina recogida se almacena en dos contenedores situados en la parte trasera del ASU. Para residuos de mayor calibre está el depósito situado bajo el hueco principal.
Otro día seguiremos explorando el fascinante mundo de los desechos espaciales.
Actualización 28-5: parece ser que el retrete sigue dando problemas, por lo que la misión STS-124 deberá llevar piezas de repuesto.
Desgraciadamente este sistema tiene una desagradable tendencia a estropearse, pese a los mantenimientos rutinarios (que son igualmente desagradables, como pueden imaginar) a los que es sometido. Ni que decir tiene, aunque el tema nos resulte "gracioso", no lo es tanto para los inquilinos de la estación. Pero no se inquieten, pues en caso de que no consigan reparar el ASU de Zvezdá, siempre tienen el del módulo orbital de la Soyuz, aunque es más pequeño y, por tanto, incómodo. Si éste fallase, siempre les quedará el tradicional recurso de las bolsas higiénicas empleado en las primeras misiones espaciales.
De todas formas parece que el problema se ha resuelto y sí, por si alguien se lo pregunta, el sistema de control atmosférico de la ISS incluye una serie de filtros para eliminar los olores desagradables.
Por cierto, comentar que no hay muchas imágenes del ASU disponibles, quizás por exceso de pudor por parte de la NASA y Roskosmos. Para suplir esa carencia, siempre tenemos la NASA TV:
El retrete está en la parte trasera del módulo, tras uno de los camarotes de la tripulación.
Localización exacta del ASU en el interior del Zvezdá.
Para aquellos escatológicos que quieran más detalles, pues vale, no hay problema:
Como vemos, el sistema consta de dos urinarios, uno a usar cuando se hacen aguas mayores y otro conectado a una tubería cuando solamente se quiere orinar. Naturalmente, las boquillas de los urinarios son personales y se sustituyen regularmente. La orina recogida se almacena en dos contenedores situados en la parte trasera del ASU. Para residuos de mayor calibre está el depósito situado bajo el hueco principal.
Otro día seguiremos explorando el fascinante mundo de los desechos espaciales.
Actualización 28-5: parece ser que el retrete sigue dando problemas, por lo que la misión STS-124 deberá llevar piezas de repuesto.
Monday, May 26, 2008
¡No puede ser!
No, esto ya es demasiado. Ahora que nos estábamos reponiendo de la emoción del aterrizaje de Phoenix, vemos esta imagen:
Vale, como foto sé que no es gran cosa, pero se trata de nada más y nada menos que la Phoenix fotografiada in fraganti durante su descenso a través de la atmósfera marciana (!!!!!!), cortesía de la HiRISE. De verdad que me he quedado anonadado ante tamaña proeza tecnológica.
Vale, como foto sé que no es gran cosa, pero se trata de nada más y nada menos que la Phoenix fotografiada in fraganti durante su descenso a través de la atmósfera marciana (!!!!!!), cortesía de la HiRISE. De verdad que me he quedado anonadado ante tamaña proeza tecnológica.
Plano, plano...
Tras casi una década de intenso trabajo, la Mars Polar Lander ha sido vengada. Phoenix ha demostrado que su diseño es capaz de posarse con seguridad en la superficie del planeta rojo. Eso sí, el equipo de la sonda quería aterrizar en el lugar más plano posible, pues a diferencia de los MERs, Phoenix carece de airbags que faciliten el aterrizaje en terreno pedregoso. Y a fe mía que lo ha conseguido. Con Uds, el polo norte marciano:
Al final Doug Ellison tenía razón...
Por primera vez en la historia tenemos ahora a tres sondas transmitiendo desde la superficie marciana. Me ha gustado especialmente esta foto de una de las patas de la nave:
Sin duda, nos recuerda a esta otra del Viking 1:
Y es que Phoenix, además de ser la sexta nave en posarse con éxito en Marte, es sólo la tercera que no usa airbags.
Seguiremos viendo imágenes...
Al final Doug Ellison tenía razón...
Por primera vez en la historia tenemos ahora a tres sondas transmitiendo desde la superficie marciana. Me ha gustado especialmente esta foto de una de las patas de la nave:
Sin duda, nos recuerda a esta otra del Viking 1:
Y es que Phoenix, además de ser la sexta nave en posarse con éxito en Marte, es sólo la tercera que no usa airbags.
Seguiremos viendo imágenes...
Sunday, May 25, 2008
Un par de vídeos de Phoenix
Para abrir boca, ahí van un par de vídeos de la Entrada, Descenso y Aterrizaje (EDL) de la Phoenix:
Montaje al estilo de un tráiler de la fase EDL de Phoenix.
Curioso vídeo donde podemos ver los principales parámetros (velocidad, altura, etc.) de la nave mientras desciende por la atmósfera marciana, como si de un simulador de vuelo se tratase (el vídeo en alta resolución lo podemos descargar desde aquí).
Montaje al estilo de un tráiler de la fase EDL de Phoenix.
Curioso vídeo donde podemos ver los principales parámetros (velocidad, altura, etc.) de la nave mientras desciende por la atmósfera marciana, como si de un simulador de vuelo se tratase (el vídeo en alta resolución lo podemos descargar desde aquí).
Todos con Phoenix
Mientras escribo esto apenas quedan once horas para que Phoenix aterrice en Marte. Tras el éxito de los MERs y de otras sondas orbitales supongo que todos estamos menos nerviosos que en anteriores ocasiones, pero no debemos infravalorar la dificultad de la tarea. Dentro de poco saldremos de dudas y podremos saber cómo es el paisaje polar marciano. ¿Será así?:
Zona de aterrizaje de Phoenix
Más info:
Zona de aterrizaje de Phoenix
Más info:
Saturday, May 17, 2008
La Voz de Gagarin
Gracias a www.buran.ru, aquí podemos escuchar la voz del primer cosmonauta de la Historia en una grabación de 1962. Un documento curioso cuanto menos.
Thursday, May 15, 2008
Interior del ATV
Por fin los chicos de la Expedición 17 se han puesto las pilas y han hecho un par de fotos del interior del Julio Verne:
A ver si se animan, porque muchas fotos, lo que se dice muchas, no están publicando, la verdad.
A ver si se animan, porque muchas fotos, lo que se dice muchas, no están publicando, la verdad.
El ACTS revive
Roskosmos anunció ayer que finalmente había llegado a un acuerdo con la ESA sobre el posible diseño conjunto de una futura nave espacial tripulada, el ACTS. Este acuerdo llega tres meses después de que ambos bandos rompiesen las negociaciones. No sabemos qué es lo que ha impulsado a las partes ha replantaer su postura, pero lo importante es que, de aprobarse, la futura nave tendría las siguientes características:
- Cápsula de forma cónica (tipo Apolo, Orión o TKS) con capacidad para seis personas (como la Orión). Sería construida por RKK Energia.
- Módulo de servicio de construcción europea. Aquí la ESA aprovecharía la experiencia obtenida con el ATV.
- La nave tendría unas 18-20 t y sería lanzada desde el futuro cosmódromo de Vostochniy (si es que se construye) a partir de 2015 (el primer vuelo tripulado sería en 2018).
Sunday, May 11, 2008
El bumerán espacial (y II)
Por si alguien no lo ha visto aún, ahí va el vídeo del bumerán de Takao Doi en el interior de la ISS:
Wednesday, May 7, 2008
Tu nombre en el Kepler
Seguimos mandando nombres al espacio. Ahora le toca el turno al observatorio Kepler, que deberá ser lanzado en febrero del año que viene No tienes más que pinchar aquí y seguir las instrucciones para que tu nombre viaje con la nave alrededor del Sol dentro de un DVD. A diferencia del LRO, los chicos del Kepler han preparado una página para introducir tu nombre con más funcionalidades, lo que te obliga a seleccionar un par de opciones. Esto espantará a algunos de los inevitables trolls y algún que otro robot de la red (incluye un captcha).
Monday, May 5, 2008
Soyuz TMA-11: regreso de una nave
Sigue la polémica alrededor del descenso balístico de la Soyuz TMA-11. Mientras que para unos fue un descenso normal, para otros, los astronautas estuvieron a punto de matarse.
No ayudado mucho a aclarar la situación el que la primera astronauta surcoreana, Yi So-yeon (이소연), haya declarado que el aterrizaje fue tremendamente duro y que pensaba que iba a morir.
A ver, vayamos por partes, como las integrales. El hecho de que el impacto contra el suelo fuese especialmente duro (si es que lo fue) no tiene nada que ver en principio con el descenso balístico que llevó a cabo la nave. La velocidad final de aterrizaje depende del tipo de paracaídas usado (principal o de reserva) y los retrocohetes de frenado. No se trata de la primera declaración, y me temo que tampoco de la última, donde se confunden conceptos muy distintos.
Puesto que se está hablando mucho (y generalmente de forma poco correcta) sobre el aterrizaje de una Soyuz, veamos algunos detalles del descenso, una fase que todavía sigue rodeada en el misterio para mucha gente.
Como ya hemos señalado en anteriores entradas, durante una entrada normal la cápsula Soyuz o Módulo de Descenso, SA (спускаемый аппарат, СА) puede reducir la deceleración controlando su posición. Esto es posible gracias a que la forma de campana del SA y la posición de su centro de masas generan una minúscula, pero significativa, fuerza de sustentación. Una cápsula esférica (como la Vostok) no puede generar sustentación alguna, por lo que el frenado atmosférico se presenta en toda su crudeza, alcanzando 8-9 g. Este tipo de entrada se denomina balística. Si una Soyuz es incapaz, por el motivo que sea, de mantener la orientación adecuada, se comportará como una cápsula esférica y sufrirá una entrada balística. La pequeña sustentación de las Soyuz permite un regreso más confortable para la tripulación (4-5 g), además de poder controlar mejor el punto exacto de aterrizaje.
Sustentación (eje vertical) de varios vehículos durante la reentrada dependiendo de su forma.
La maniobra de reentrada comienza cuando el motor principal se enciende para frenar a la nave. El impulso de frenado depende de la órbita de la Soyuz: a mayor altura, mayor impulso. Por lo general, el valor de la delta-v es de 89,6 m/s para órbitas de 200-300 km de altura o 102,4 m/s para 300-330 km (para alturas mayores la delta-v debe ser de 115,2 m/s). La Soyuz se separa de la ISS normalmente 1,5 órbitas (unas dos horas) antes del encendido. La duración exacta del encendido depende de la masa de la nave, algo que varía en cada misión, pero no suele exceder los 260 segundos.
Aunque la separación de los módulos se produce después del encendido de frenado, la tripulación tiene la posibilidad de liberar el módulo orbital antes en caso de emergencia. Las primeras Soyuz TM siguieron este procedimiento, que permite aumentar la masa útil del vehículo, pues el motor principal SKD del sistema KDU debe frenar una masa menor. Sin embargo, en 1988 la Soyuz TM-5 no pudo encender el motor tras haberse desprendido del BO. Puesto que en este módulo se hallan parte de los sistemas de soporte vital y víveres, el tiempo que la tripulación puede permanecer en órbita sin un BO es muy limitado. Aunque al final la Soyuz TM-5 logró regresar, el susto provocó que se volviese a la antigua costumbre de separar los módulos tras el frenado.
Los módulos se separan 22,5 minutos tras el encendido (un cuarto de órbita), a unos 140 km de altitud y gracias a doce pernos explosivos en el BO y cinco en el PAO (más cinco muelles en este último). La separación se produce con la nave en posición perpendicular a la dirección de avance, con el módulo orbital apuntando a la Tierra. De este modo las tres partes de la Soyuz siguen trayectorias de entrada distintas y se elimina cualquier posibilidad de que colisionen con el SA. La velocidad de separación de los módulos respecto de la cápsula es de 0,58 m/s para el PAO y 0,82 m/s para el BO (el BO es más ligero que el PAO). Al no estar protegidos por un escudo térmico, el BO y el PAO se destruyen en la atmósfera a una altura de 70-75 km. Sus restos caen en un área de 1030x68 km a unos 800 km por detrás (según el sentido de la órbita) del lugar del aterrizaje del SA (400 km en el caso de una entrada balística).
El tiempo transcurrido entre la separación de los módulos y el aterrizaje es de unos 20 minutos bastante intensos. Durante esta fase, las comunicaciones con la nave se realizan a través de la antena ABM-273, integrada en el anillo de la escotilla de entrada.
La fase de entrada atmosférica propiamente dicha tiene lugar entre los 80 km y los 10 km de altura, con una duración de 450-500 segundos, y finaliza cuando se abre el paracaídas principal, OSP (ОСП). Gracias a la forma de la nave y a la posición de su centro de gravedad, ésta siempre se orientará con el escudo térmico por delante sin necesidad de ningún control activo. Durante una reentrada controlada o AUS, el ordenador de abordo utiliza el sistema SIO-S (Sistema de Control a Reacción del Descenso), formado por10 8 pequeños motores de peróxido de hidrógeno de 10 kgf cada uno, para mantener la cápsula en la trayectoria óptima de acuerdo con el plan de entrada preestablecido. Los micromotores se denominan URMD ( Управляющие реактивные микродвигатели, УРМД) y generan empuje expulsando vapor de agua y oxígeno, que son los productos de la reacción del peróxido de hidrógeno con un agente catalizador. Cuando la cápsula se encuentra en la atmósfera colgando del paracaídas y el escudo térmico se ha desprendido, el sistema SIO-S ya ha cumplido su función, por lo que se abren todas las válvulas para eliminar el peróxido restante (el SA almacena unos 30 kg).
Esquema de los propulsores del sistema SIO-S (NASA).
Durante la reentrada, el ordenador (BTsVK) se apoya además en los datos de los sensores de velocidad angular (BDUS), acelerómetros (BSA) y el giróscopo (SG). Conjuntamente con el SIO-S, todos estos sistemas integran el Sistema de Control durante el Descenso (SUS). El sistema SIO-S sólo se activa tras la separación de los módulos de la Soyuz. En esta fase, los ángulos de cabeceo y guiñada permanecen fijos y el ordenador se encarga de controlar el ángulo de giro para aumentar o disminuir la sustentación de la cápsula para permanecer así dentro de la ruta de descenso. También es posible una reentrada controlada de forma manual (RUS), aunque suele ser menos precisa que una automática. Personalmente, no conozco ninguna reentrada en modo RUS de una Soyuz TM o TMA. Si algún lector conoce alguna, que lo indique en los comentarios, por favor.
Si una reentrada controlada, tanto AUS como RUS, no es posible, la nave entra automáticamente y de forma irreversible en modo de Descenso Balístico o BS (БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ СПУСК, БС). Esto es lo que ha ocurrido con las Soyuz TMA-1, TMA-10 y TMA-11. Es importante destacar que el descenso balístico no es en sí mismo una "emergencia", sino un modo de entrada que permite que los astronautas sobrevivan aunque se haya producido algún incidente que impida el control activo de la cápsula. De hecho, es perfectamente posible seleccionar de antemano un descenso balístico si así se desea. Durante este tipo de reentrada la cápsula gira sobre si misma a una velocidad de 12,5º por segundo y el ordenador de abordo amortigua cualquier otro movimiento lateral. De este modo se pierde la sustentación generada por el centro de masas desplazado, pero a cambio las cargas térmicas, más elevadas que en el caso de una entrada normal, se distribuyen de forma más homogénea. Si el descenso balístico nominal tampoco es posible, se activa el Descenso Balístico de Reserva o BSR (БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ СПУСК РЕЗЕРВНЫЙ, БСР). En este caso la velocidad de giro es de 18º/s, ya que se presupone que el ordenador es incapaz de amortiguar movimientos laterales. En cualquier caso, la zona de aterrizaje quedará situada a unos 400 km por detrás de la planeada.
Vista de la fase de reentrada a través de una escotilla de la Soyuz. Imagen tomada por Roberto Vittori (ESA).
Es importante recalcar que el descenso balístico no es posible sin un mínimo grado de control activo por parte del ordenador de la nave. Digo esto porque a veces se da a entender que aunque los sistemas de la cápsula fallen totalmente, la nave podría regresar sin problemas a la Tierra. Como vemos esto no es así, pues es necesario mantener una determinada velocidad angular durante un descenso balístico para evitar una posible pérdida del vehículo y su tripulación.
Una vez que la cápsula alcanza los 10 km de altura, los sensores barométricos activan la señal de desprendimiento de la cubierta del contenedor del paracaídas principal (OSP), liberando automáticamente el paracaídas piloto (en realidad, son dos paracaídas similares), que arrastra a su vez al paracaídas de frenado. Éste reduce la velocidad de descenso de 230 m/s a 90 m/s. Una vez alcanzada esta velocidad, a 8,5 km de altura, se desprende el paracaídas de frenado y se despliega el paracaídas principal, el cual permite que la cápsula adquiera una velocidad de descenso de 6-7 m/s. Durante esta fase, las comunicaciones con la cápsula se realizan gracias a la antena ABM-264, que se halla integrada en las cuerdas del paracaídas.
Detalle del paracaídas de una Soyuz (NASA).
Durante el descenso el SA cuelga de forma asimétrica de los cables del paracaídas principal. A 5,5 km de altura se disparan pequeñas cargas pirotécnicas que mueven el conjunto de cables de sujeción a través de guías en el fuselaje de la nave, permitiendo que la cápsula quede suspendida de forma simétrica. También se desprenden las cubiertas de las dos ventanas del SA, de forma que se pueda ver el exterior. Las primeras versiones de la Soyuz no tenían estas cubiertas y la tripulación apenas podía vislumbrar nada a través de las ventanas ennegrecidas por la reentrada. Justo en este momento se arman los amortiguadores de los tres asientos Kazbek-U, de modo que los cosmonautas quedan en una posición más próxima al panel de instrumentos. A esta misma altura se desprende el escudo térmico de ablación, dejando expuestos seis pequeños cohetes de combustible sólido (DMP) que frenarán la velocidad de la nave hasta los 2 m/s. Estos cohetes se encienden a 0,8 m de altura y, dependiendo de la velocidad de la nave, se activarán solamente cuatro (lo normal) o seis. El encendido se produce gracias a un altímetro de rayos gamma (GLV) situado cerca de los retrocohetes. La nave transporta una pequeña cantidad de cesio como parte de este instrumento, por lo que siempre se comprueba que no haya ninguna fuga radiactiva tras un aterrizaje.
Detalle de un motor de combustible sólido de frenado de la Soyuz.
Una vez en tierra se activa el sistema de ventilación (la nave ya no depende de sus reservas de oxígeno) y tras esperar unos segundos para asegurarse de que se encuentra en terreno firme, el comandante activa la desconexión pirotécnica de una de las dos cuerdas de sujeción del paracaídas, para evitar el arrastre de la cápsula en condiciones de vientos fuertes. Normalmente la cápsula suele rodar unos metros y quedar en posición lateral, aunque es posible que quede situada verticalmente.
La Soyuz cuenta con un paracaídas de reserva (ZSP), más pequeño que el principal, que se activa de forma automática a los 6,5 - 5,5 km de altura si la velocidad de descenso es mayor de 18 m/s. El ZSP garantiza una velocidad final antes del encendido de los retrochetes de 10 m/s. Además, el SA está preparado para un posible amerizaje.
Unos pocos minutos después de que la cápsula se haya detenido sobre el suelo, se despliega pirotécnicamente la antena ABM-279 (onda corta y VHF), situada en la parte delantera. En la parte trasera, la nave cuenta con tres antenas ABM-274 (VHF). Si la cápsula ha quedado en posición horizontal, se despliega la antena que esté situada en la parte superior. Si la ABM-279 se ha desplegado a ras de suelo, la tripulación deberá instalar manualmente una antena de onda corta para comunicaciones. Estas antenas permiten la localización de la Soyuz por parte del equipo de rescate. La escotilla de la cápsula sólo puede abrirse desde dentro por la tripulación. Si ésta se halla impedida por cualquier motivo, el equipo de rescate puede coger una de las tres "llaves" que se encuentran en la parte trasera del vehículo para abrir la escotilla.
Localización de los cohetes de frenado y las antenas en la parte trasera de una Soyuz TMA (NASA).
Vista trasera de la Soyuz TMA-11 (NASA).
A veces se pueden desplegar hasta dos antenas ABM-274 si se encuentran a la misma altura aproximadamente (NASA).
Como vemos, el descenso de una Soyuz es un proceso bastante complicado que necesita del correcto funcionamiento de muchos sistemas para que finalice exitosamente.
Resulta ilustrativa a este respecto la última entrevista que ha dado Peggy Whitson. Cuando le preguntan sobre las declaraciones de la astronauta surcoreana, la estoica Peggy responde:
A eso se llama dejar las cosas claras.
Ilustrativo vídeo de la reentrada de una Soyuz vista desde la ISS, comentado por López Alegría. Se aprecia como la cápsula, a la izquierda, destaca menos que el BO y el PAO, que se están desintegrando en la atmósfera.
En este otro vídeo vemos el aterrizaje de la Soyuz TMA-9. Destaca el encendido de los retrocohetes justo antes del contacto con el suelo. También podemos ver cómo el equipo de rescate rueda la cápsula, que se hallaba invertida, y procede a su apertura.
Animación de la reentrada y descenso de una Soyuz.
No ayudado mucho a aclarar la situación el que la primera astronauta surcoreana, Yi So-yeon (이소연), haya declarado que el aterrizaje fue tremendamente duro y que pensaba que iba a morir.
A ver, vayamos por partes, como las integrales. El hecho de que el impacto contra el suelo fuese especialmente duro (si es que lo fue) no tiene nada que ver en principio con el descenso balístico que llevó a cabo la nave. La velocidad final de aterrizaje depende del tipo de paracaídas usado (principal o de reserva) y los retrocohetes de frenado. No se trata de la primera declaración, y me temo que tampoco de la última, donde se confunden conceptos muy distintos.
Puesto que se está hablando mucho (y generalmente de forma poco correcta) sobre el aterrizaje de una Soyuz, veamos algunos detalles del descenso, una fase que todavía sigue rodeada en el misterio para mucha gente.
Como ya hemos señalado en anteriores entradas, durante una entrada normal la cápsula Soyuz o Módulo de Descenso, SA (спускаемый аппарат, СА) puede reducir la deceleración controlando su posición. Esto es posible gracias a que la forma de campana del SA y la posición de su centro de masas generan una minúscula, pero significativa, fuerza de sustentación. Una cápsula esférica (como la Vostok) no puede generar sustentación alguna, por lo que el frenado atmosférico se presenta en toda su crudeza, alcanzando 8-9 g. Este tipo de entrada se denomina balística. Si una Soyuz es incapaz, por el motivo que sea, de mantener la orientación adecuada, se comportará como una cápsula esférica y sufrirá una entrada balística. La pequeña sustentación de las Soyuz permite un regreso más confortable para la tripulación (4-5 g), además de poder controlar mejor el punto exacto de aterrizaje.
Sustentación (eje vertical) de varios vehículos durante la reentrada dependiendo de su forma.
La maniobra de reentrada comienza cuando el motor principal se enciende para frenar a la nave. El impulso de frenado depende de la órbita de la Soyuz: a mayor altura, mayor impulso. Por lo general, el valor de la delta-v es de 89,6 m/s para órbitas de 200-300 km de altura o 102,4 m/s para 300-330 km (para alturas mayores la delta-v debe ser de 115,2 m/s). La Soyuz se separa de la ISS normalmente 1,5 órbitas (unas dos horas) antes del encendido. La duración exacta del encendido depende de la masa de la nave, algo que varía en cada misión, pero no suele exceder los 260 segundos.
Aunque la separación de los módulos se produce después del encendido de frenado, la tripulación tiene la posibilidad de liberar el módulo orbital antes en caso de emergencia. Las primeras Soyuz TM siguieron este procedimiento, que permite aumentar la masa útil del vehículo, pues el motor principal SKD del sistema KDU debe frenar una masa menor. Sin embargo, en 1988 la Soyuz TM-5 no pudo encender el motor tras haberse desprendido del BO. Puesto que en este módulo se hallan parte de los sistemas de soporte vital y víveres, el tiempo que la tripulación puede permanecer en órbita sin un BO es muy limitado. Aunque al final la Soyuz TM-5 logró regresar, el susto provocó que se volviese a la antigua costumbre de separar los módulos tras el frenado.
Los módulos se separan 22,5 minutos tras el encendido (un cuarto de órbita), a unos 140 km de altitud y gracias a doce pernos explosivos en el BO y cinco en el PAO (más cinco muelles en este último). La separación se produce con la nave en posición perpendicular a la dirección de avance, con el módulo orbital apuntando a la Tierra. De este modo las tres partes de la Soyuz siguen trayectorias de entrada distintas y se elimina cualquier posibilidad de que colisionen con el SA. La velocidad de separación de los módulos respecto de la cápsula es de 0,58 m/s para el PAO y 0,82 m/s para el BO (el BO es más ligero que el PAO). Al no estar protegidos por un escudo térmico, el BO y el PAO se destruyen en la atmósfera a una altura de 70-75 km. Sus restos caen en un área de 1030x68 km a unos 800 km por detrás (según el sentido de la órbita) del lugar del aterrizaje del SA (400 km en el caso de una entrada balística).
El tiempo transcurrido entre la separación de los módulos y el aterrizaje es de unos 20 minutos bastante intensos. Durante esta fase, las comunicaciones con la nave se realizan a través de la antena ABM-273, integrada en el anillo de la escotilla de entrada.
La fase de entrada atmosférica propiamente dicha tiene lugar entre los 80 km y los 10 km de altura, con una duración de 450-500 segundos, y finaliza cuando se abre el paracaídas principal, OSP (ОСП). Gracias a la forma de la nave y a la posición de su centro de gravedad, ésta siempre se orientará con el escudo térmico por delante sin necesidad de ningún control activo. Durante una reentrada controlada o AUS, el ordenador de abordo utiliza el sistema SIO-S (Sistema de Control a Reacción del Descenso), formado por
Esquema de los propulsores del sistema SIO-S (NASA).
Durante la reentrada, el ordenador (BTsVK) se apoya además en los datos de los sensores de velocidad angular (BDUS), acelerómetros (BSA) y el giróscopo (SG). Conjuntamente con el SIO-S, todos estos sistemas integran el Sistema de Control durante el Descenso (SUS). El sistema SIO-S sólo se activa tras la separación de los módulos de la Soyuz. En esta fase, los ángulos de cabeceo y guiñada permanecen fijos y el ordenador se encarga de controlar el ángulo de giro para aumentar o disminuir la sustentación de la cápsula para permanecer así dentro de la ruta de descenso. También es posible una reentrada controlada de forma manual (RUS), aunque suele ser menos precisa que una automática. Personalmente, no conozco ninguna reentrada en modo RUS de una Soyuz TM o TMA. Si algún lector conoce alguna, que lo indique en los comentarios, por favor.
Si una reentrada controlada, tanto AUS como RUS, no es posible, la nave entra automáticamente y de forma irreversible en modo de Descenso Balístico o BS (БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ СПУСК, БС). Esto es lo que ha ocurrido con las Soyuz TMA-1, TMA-10 y TMA-11. Es importante destacar que el descenso balístico no es en sí mismo una "emergencia", sino un modo de entrada que permite que los astronautas sobrevivan aunque se haya producido algún incidente que impida el control activo de la cápsula. De hecho, es perfectamente posible seleccionar de antemano un descenso balístico si así se desea. Durante este tipo de reentrada la cápsula gira sobre si misma a una velocidad de 12,5º por segundo y el ordenador de abordo amortigua cualquier otro movimiento lateral. De este modo se pierde la sustentación generada por el centro de masas desplazado, pero a cambio las cargas térmicas, más elevadas que en el caso de una entrada normal, se distribuyen de forma más homogénea. Si el descenso balístico nominal tampoco es posible, se activa el Descenso Balístico de Reserva o BSR (БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ СПУСК РЕЗЕРВНЫЙ, БСР). En este caso la velocidad de giro es de 18º/s, ya que se presupone que el ordenador es incapaz de amortiguar movimientos laterales. En cualquier caso, la zona de aterrizaje quedará situada a unos 400 km por detrás de la planeada.
Vista de la fase de reentrada a través de una escotilla de la Soyuz. Imagen tomada por Roberto Vittori (ESA).
Es importante recalcar que el descenso balístico no es posible sin un mínimo grado de control activo por parte del ordenador de la nave. Digo esto porque a veces se da a entender que aunque los sistemas de la cápsula fallen totalmente, la nave podría regresar sin problemas a la Tierra. Como vemos esto no es así, pues es necesario mantener una determinada velocidad angular durante un descenso balístico para evitar una posible pérdida del vehículo y su tripulación.
Una vez que la cápsula alcanza los 10 km de altura, los sensores barométricos activan la señal de desprendimiento de la cubierta del contenedor del paracaídas principal (OSP), liberando automáticamente el paracaídas piloto (en realidad, son dos paracaídas similares), que arrastra a su vez al paracaídas de frenado. Éste reduce la velocidad de descenso de 230 m/s a 90 m/s. Una vez alcanzada esta velocidad, a 8,5 km de altura, se desprende el paracaídas de frenado y se despliega el paracaídas principal, el cual permite que la cápsula adquiera una velocidad de descenso de 6-7 m/s. Durante esta fase, las comunicaciones con la cápsula se realizan gracias a la antena ABM-264, que se halla integrada en las cuerdas del paracaídas.
Detalle del paracaídas de una Soyuz (NASA).
Durante el descenso el SA cuelga de forma asimétrica de los cables del paracaídas principal. A 5,5 km de altura se disparan pequeñas cargas pirotécnicas que mueven el conjunto de cables de sujeción a través de guías en el fuselaje de la nave, permitiendo que la cápsula quede suspendida de forma simétrica. También se desprenden las cubiertas de las dos ventanas del SA, de forma que se pueda ver el exterior. Las primeras versiones de la Soyuz no tenían estas cubiertas y la tripulación apenas podía vislumbrar nada a través de las ventanas ennegrecidas por la reentrada. Justo en este momento se arman los amortiguadores de los tres asientos Kazbek-U, de modo que los cosmonautas quedan en una posición más próxima al panel de instrumentos. A esta misma altura se desprende el escudo térmico de ablación, dejando expuestos seis pequeños cohetes de combustible sólido (DMP) que frenarán la velocidad de la nave hasta los 2 m/s. Estos cohetes se encienden a 0,8 m de altura y, dependiendo de la velocidad de la nave, se activarán solamente cuatro (lo normal) o seis. El encendido se produce gracias a un altímetro de rayos gamma (GLV) situado cerca de los retrocohetes. La nave transporta una pequeña cantidad de cesio como parte de este instrumento, por lo que siempre se comprueba que no haya ninguna fuga radiactiva tras un aterrizaje.
Detalle de un motor de combustible sólido de frenado de la Soyuz.
Una vez en tierra se activa el sistema de ventilación (la nave ya no depende de sus reservas de oxígeno) y tras esperar unos segundos para asegurarse de que se encuentra en terreno firme, el comandante activa la desconexión pirotécnica de una de las dos cuerdas de sujeción del paracaídas, para evitar el arrastre de la cápsula en condiciones de vientos fuertes. Normalmente la cápsula suele rodar unos metros y quedar en posición lateral, aunque es posible que quede situada verticalmente.
La Soyuz cuenta con un paracaídas de reserva (ZSP), más pequeño que el principal, que se activa de forma automática a los 6,5 - 5,5 km de altura si la velocidad de descenso es mayor de 18 m/s. El ZSP garantiza una velocidad final antes del encendido de los retrochetes de 10 m/s. Además, el SA está preparado para un posible amerizaje.
Unos pocos minutos después de que la cápsula se haya detenido sobre el suelo, se despliega pirotécnicamente la antena ABM-279 (onda corta y VHF), situada en la parte delantera. En la parte trasera, la nave cuenta con tres antenas ABM-274 (VHF). Si la cápsula ha quedado en posición horizontal, se despliega la antena que esté situada en la parte superior. Si la ABM-279 se ha desplegado a ras de suelo, la tripulación deberá instalar manualmente una antena de onda corta para comunicaciones. Estas antenas permiten la localización de la Soyuz por parte del equipo de rescate. La escotilla de la cápsula sólo puede abrirse desde dentro por la tripulación. Si ésta se halla impedida por cualquier motivo, el equipo de rescate puede coger una de las tres "llaves" que se encuentran en la parte trasera del vehículo para abrir la escotilla.
Localización de los cohetes de frenado y las antenas en la parte trasera de una Soyuz TMA (NASA).
Vista trasera de la Soyuz TMA-11 (NASA).
A veces se pueden desplegar hasta dos antenas ABM-274 si se encuentran a la misma altura aproximadamente (NASA).
Como vemos, el descenso de una Soyuz es un proceso bastante complicado que necesita del correcto funcionamiento de muchos sistemas para que finalice exitosamente.
Resulta ilustrativa a este respecto la última entrevista que ha dado Peggy Whitson. Cuando le preguntan sobre las declaraciones de la astronauta surcoreana, la estoica Peggy responde:
Non professionals probably don't have the same understanding of the risk they're taking, probably. I think some of them do, it's hard to tell. I think it depends on their background. It is a risk that we are taking every time we launch and every time we land. As a professional, I think all of us accept that risk and understand, or choose, to take that risk. I think for people who aren't maybe as well educated or haven't been associated with the space program as long, maybe they don't fully understand the risks or understand what will be happening to them as a part of a nominal process.
A eso se llama dejar las cosas claras.
Ilustrativo vídeo de la reentrada de una Soyuz vista desde la ISS, comentado por López Alegría. Se aprecia como la cápsula, a la izquierda, destaca menos que el BO y el PAO, que se están desintegrando en la atmósfera.
En este otro vídeo vemos el aterrizaje de la Soyuz TMA-9. Destaca el encendido de los retrocohetes justo antes del contacto con el suelo. También podemos ver cómo el equipo de rescate rueda la cápsula, que se hallaba invertida, y procede a su apertura.
Animación de la reentrada y descenso de una Soyuz.
Saturday, May 3, 2008
Manda tu nombre a la Luna
Pues eso, para mandar nuestro nombre a bordo de la LRO sólo tenemos que ir a esta página y nos darán un bonito certificado en pdf.
Thursday, May 1, 2008
Kurs: curso práctico
Cuando una nave Soyuz TMA (o una Progress M) se acopla con la ISS podemos ver superpuesta en la imagen de televisión transmitida desde la cámara del módulo orbital una serie de cifras y letras tal que así:
Se trata de información de los parámetros de la nave presentada en un formato bastante peculiar que cualquier friki espacial que se precie debe conocer.
Lo primero que debemos saber es que durante la aproximación se utiliza el Sistema de Coordenadas Radiales (LSK). Este sistema de referencia está centrado en la nave y el eje X se corresponde con el eje longitudinal de la Soyuz, siendo el sentido positivo el de la línea de visión. El eje Y debe estar contenido en el plano orbital del vehículo, aunque para simplificar consideramos que se trata del eje que apunta a la parte superior de la Soyuz. Como una imagen vale más que mil posts, mejor lo vemos en un esquema:
Durante la maniobra de aproximación, la Soyuz (o Progress) recibe información de su posición relativa a la ISS a través de dos vías: el sistema Kurs y el ordenador de de la nave (BTsVK). El sistema de radar Kurs utiliza las señales de seis antenas en el exterior de la nave para calcular la posición y velocidad relativa de la Soyuz respecto a la ISS. El ordenador combina esta información con los datos de los sensores de velocidad angular (BDUS) para presentar su propio conjunto de datos de posición y velocidad.
Antenas del sistema Kurs en el módulo orbital de una Soyuz TMA.
En una aproximación ideal, el eje de la nave se haya paralelo al eje del puerto de atraque de la estación. En este caso, el vehículo sólo debe realizar maniobras de traslación a lo largo de los tres ejes para efectuar un acoplamiento con éxito. En la práctica, sin embargo, hay pequeños ángulos de diferencia entre la dirección de avance de la nave y su eje longitudinal (ángulos de guiñada y cabeceo), así como otros ángulos entre el eje del puerto de atraque y la dirección de avance. Por eso toda nave espacial debe tener capacidad traslacional y rotacional. Esto provoca que una maniobra de acoplamiento en órbita sea tremendamente compleja, especialmente si añadimos las restricciones de iluminación (sólo puede haber un acoplamiento en el lado diurno de la órbita) y de uso de combustible.
Como esto es un minicurso práctico, lo mejor es ver una imagen de ejemplo e ir identificando los distintos códigos:
En la imagen podemos ver dos lineas perpendiculares: la vertical corresponde al eje Y (cabeceo) y la horizontal al eje Z (guiñada). Veamos lo que significan los demás códigos:
O este otro que nos enseña por qué es tan importante el sistema Kurs:
Se trata de información de los parámetros de la nave presentada en un formato bastante peculiar que cualquier friki espacial que se precie debe conocer.
Lo primero que debemos saber es que durante la aproximación se utiliza el Sistema de Coordenadas Radiales (LSK). Este sistema de referencia está centrado en la nave y el eje X se corresponde con el eje longitudinal de la Soyuz, siendo el sentido positivo el de la línea de visión. El eje Y debe estar contenido en el plano orbital del vehículo, aunque para simplificar consideramos que se trata del eje que apunta a la parte superior de la Soyuz. Como una imagen vale más que mil posts, mejor lo vemos en un esquema:
Durante la maniobra de aproximación, la Soyuz (o Progress) recibe información de su posición relativa a la ISS a través de dos vías: el sistema Kurs y el ordenador de de la nave (BTsVK). El sistema de radar Kurs utiliza las señales de seis antenas en el exterior de la nave para calcular la posición y velocidad relativa de la Soyuz respecto a la ISS. El ordenador combina esta información con los datos de los sensores de velocidad angular (BDUS) para presentar su propio conjunto de datos de posición y velocidad.
Antenas del sistema Kurs en el módulo orbital de una Soyuz TMA.
En una aproximación ideal, el eje de la nave se haya paralelo al eje del puerto de atraque de la estación. En este caso, el vehículo sólo debe realizar maniobras de traslación a lo largo de los tres ejes para efectuar un acoplamiento con éxito. En la práctica, sin embargo, hay pequeños ángulos de diferencia entre la dirección de avance de la nave y su eje longitudinal (ángulos de guiñada y cabeceo), así como otros ángulos entre el eje del puerto de atraque y la dirección de avance. Por eso toda nave espacial debe tener capacidad traslacional y rotacional. Esto provoca que una maniobra de acoplamiento en órbita sea tremendamente compleja, especialmente si añadimos las restricciones de iluminación (sólo puede haber un acoplamiento en el lado diurno de la órbita) y de uso de combustible.
Como esto es un minicurso práctico, lo mejor es ver una imagen de ejemplo e ir identificando los distintos códigos:
En la imagen podemos ver dos lineas perpendiculares: la vertical corresponde al eje Y (cabeceo) y la horizontal al eje Z (guiñada). Veamos lo que significan los demás códigos:
- 1- ф44 причал (F44 prichal): este código indica el formato de presentación de los datos. F44 es el empleado para la fase de acoplamiento. Otros formatos se usan para distintas fases del vuelo de la Soyuz.
- 2- причал: indica que estamos en modo de acoplamiento (причал significa "amarre", "acoplamiento").
- 3- ЛСК (LSK): se está usando el sistema de coordenadas radiales descrito anteriormente. Durante otras fases del vuelo se usa el sistema OSK (OCK), ligeramente distinto y que no hace falta comentar aquí.
- 4- АВТ (AVT): abreviatura de "automático". Indica que el sistema no está en modo manual.
- 5- Р (R): este curioso parámetro indica la cantidad de combustible restante, pero no en kg, sino en m/s. Es decir, nos da la delta-v disponible para la fase de aproximación.
- 6- КУРС (KURS): bajo este rótulo se encuentran los datos suministrados por el radar Kurs y aquí entramos en el meollo de la cuestión. El primer parámetro es el ángulo γ, que nos indica el ángulo de rotación alrededor del eje X (longitudinal) de la nave. ηп y ϑп nos indican el ángulo de guiñada (eje Z) y el de cabeceo (eje Y), respectivamente. Los más sencillos de entender son ρ y ρ': ρ es la distancia que separa la Soyuz de la ISS en km, y ρ' es la velocidad de aproximación en m/s. En el momento del acoplamiento, la velocidad deber ser de 0,1-0,35 m/s. ΩZ es la velocidad angular de giro de la nave alrededor del eje de cabeceo (eje Z) y ΩY respecto al de guiñada (eje Y). Todos estos parámetros se miden respecto a la posición y velocidad angular de la ISS, por lo que no son absolutos. Durante una maniobra de acoplamiento es normal observar fluctuaciones drásticas de los parámetros del Kurs debido a interferencias, lo que suele generar bastante tensión entre las tripulaciones de las Soyuz.
- 7- ωX, ωY y ωZ son las velocidades angulares de los tres ejes del vehículo medidas por los sensores de velocidad angular de la nave (BDUS). Estas velocidades son independientes de las medidas por el sistema Kurs, ya que no tienen como referencia a la ISS. Si el eje de la nave está bien alineado con el eje del puerto de atraque, estos parámetros deben ser similares a las velocidades angulares medidas por el Kurs.
- 8- Aquí se representan también ρ, ρ', ΩY y ΩZ, pero filtrados por el ordenador de la nave. Estos datos suelen ser mejores que los presentados por el sistema Kurs, ya que están libres de radiointerferencias.
- 9- А НЕТ (A NYET): indica que no hay fallos.
- 10- ИН НЕТ (IN NYET): no hay lista de procedimientos (checklist).
- 11- ТП (TP): tiempo transcurrido medido por el ordenador.
- 12- En esta zona aparece el mensaje ВКЛ ДПО (VKL DPO, "encendido DPO") cada vez que se encienden los motores de maniobra DPO. Al mismo tiempo, en el centro de la imagen aparece un símbolo indicando qué motores se han encendido, por ejemplo "+Y" significa que se han encendido los motores de la parte superior de la nave, por lo que ésta se moverá en sentido -Y.
O este otro que nos enseña por qué es tan importante el sistema Kurs:
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