PPTS: la sucesora de la Soyuz

2008 fue el año del "no" por parte de la ESA al proyecto de nave tripulada ruso-europea ACTS/CSTS. No obstante, Rusia no se da por vencida y sigue adelante en solitario con el programa. El ACTS nació en 2005 y ha sufrido una historia muy turbulenta debido a la compleja relación entre los socios rusos y europeos. Tras muchos cambios, el proyecto final debía utilizar una cápsula de gran tamaño diseñada por la empresa RKK Energía (constructora de las naves Soyuz) y un módulo de servicio de fabricación europea basado en el ATV. Desgraciadamente, la ESA y Roskosmos no lograron ponerse de acuerdo, principalmente debido a lo que la parte europea consideraba como un excesivo afán de liderazgo ruso dentro del proyecto. Este control ruso era inaceptable por parte de la cúpula de la ESA, la cual también veía con reticencia las enormes sumas de dinero necesarias para el desarrollo del nuevo vehículo. El ACTS debía ser lanzado además desde el nuevo cosmódromo de Vostochni (antiguo Svobodni) por un cohete nuevo, quizás una versión del Angará.


El difunto ACTS: ¿veremos una reencarnación de esta nave hacerse realidad? (Anatoly Zak).


El ACTS: en verde los componentes que debía construir Rusia (la cápsula) y en amarillo los componentes que le correspondían a la ESA (módulo de servicio y ordenadores de control) (Novosti Kosmonavtiki).

El ACTS tenía que convertirse en el sucesor de la venerable Soyuz dentro del programa PPTS (ППТС, Перспективная Пилотируемая Транспортная Система), "Futuro Sistema de Transporte Tripulado". La palabra "sistema" no se eligió por casualidad, pues permite subrayar que el programa no incluye solamente el desarrollo de naves tripuladas, sino también la construcción de sus lanzadores e instalaciones asociadas. Tras la defunción no oficial del ACTS el pasado octubre existía la duda sobre qué haría Rusia con el programa PPTS. En concreto, tras la cumbre ministerial de la ESA del pasado noviembre, donde se dejaba la puerta abierta a una posible nave tripulada 100% europea, está claro que Rusia tiene muy pocas posibilidades de atraer de nuevo a la agencia espacial europea para diseñar una nueva nave. Pues bien, hace unos días Roskosmos anunció que tomará una decisión sobre el nuevo vehículo espacial y su lanzador antes de marzo de este año.

Pocos dudan que la cápsula diseñada por RKK Energía para el ACTS será la elegida, aunque con modificaciones teniendo en cuenta la no participación europea. Esta nave tripulada, también denominada PPK (ППК, Перспективный Пилотируемый Корабль), "Futura Nave Tripulada", debe reunir una serie de requisitos impuestos por Roskosmos:

• La cápsula tiene que ser reutilizable (al menos en cierto grado) y su vida útil debe ser de unos 15 años.
• Debe tener un escudo térmico y demás sistemas que permitan una reentrada a velocidades de escape, esencial para viajes a la Luna o a otros planetas.
  
• Debe poder llevar a una tripulación de hasta seis personas en órbita baja y cuatro en misiones lunares.
  
• Debe poder alcanzar una órbita baja (LEO) de hasta 500 km de altura y poder acoplarse con otro vehículo que esté en una órbita de hasta 460 km.
• La duración del vuelo en solitario de la PPK antes de acoplarse a una estación espacial no será superior a los tres días y deberá regresar en un plazo inferior a los dos días tras separarse de la estación.
• En vuelo libre, la PPK debe tener una autonomía de al menos 15 días, para permitir así misiones lunares sin ninguna modificación. Acoplada a una estación, la autonomía de la nave deber ser de al menos 200 días.
  
• En misiones orbitales lunares, la PKK debe ser capaz de volver a la Tierra en menos de cinco días.
• La precisión al aterrizar debe ser igual o inferior a 15 km (la Soyuz tiene un radio mínimo de 16,5 km).
  
• Debe poder amerizar en caso de emergencia.
  

La PPK vendría en dos versiones, una para vuelos a la órbita baja (LEO), y otra para misiones lunares:


Versiones de la PPK (RKK Energía).


Tabla con las características de las versiones de la PPK.


Dimensiones generales del ACTS/PPK (Novosti Kosmonavtiki).

La torre de escape (SAS, "Sistema de Salvamento de Emergencia") tendrá una masa de 4130 kg y no deberá someter a la tripulación a más de 12 g.


Detalle del sistema SAS del PPTS (Novosti Kosmonavtiki).

El volumen de la cápsula será de 29 m³ en total, de los cuales 10 m³ son útiles. En el fuselaje se emplearán nuevas aleaciones de aluminio y litio (V-1461 y V-1469T1). La cápsula contará con un sistema de acoplamiento similar al empleado en las Soyuz y Progress, en vez del APAS del transbordador espacial. Además deberá tener una escotilla de entrada para introducir a la tripulación antes del lanzamiento y para que ésta abandone el vehículo tras el aterrizaje. En esta escotilla habrá una ventana de 22-40 cm, además de otras dispuestas a los lados de la nave. Se emplearán asientos derivados de los Kazbek-U utilizados en la Soyuz. La cápsula incluye un sistema de control de actitud (SIOS) con motores de 50-60 kgf de empuje cada uno para maniobrar durante la reentrada y reducir las cargas sobre la tripulación. Los cuatro motores de giro están en la parte inferior de la cápsula, mientras que los de guiñada y cabeceo se encuentran en una estructura en la parte superior. También contará con un escudo térmico a base de materiales cerámicos que permitan su reutilización.


Cápsula del PPTS. Se aprecian los seis asientos para la tripulación y el tren de aterrizaje (Novosti Kosmonavtiki).

Sin embargo, la característica más llamativa de la cápsula es que no utilizará paracaídas, sino un sistema de aterrizaje basado en doce cohetes de combustible sólido instalados en la base de la cápsula. El conjunto propulsivo tiene una masa de 400 kg y se llama PTDU. Se trata de un sistema que ya investigó RKK Energía durante el desarrollo de la cápsula Zaryá a finales de los 80. Un tren de aterrizaje de cuatro patas suavizará el aterrizaje y facilitará la extracción de la tripulación.


Características de la PPK donde se aprecia su particular sistema de aterrizaje a lo DC-X (RKK Energía).


Esquema de misión de la PPK en la órbita baja (Novosti Kosmonavtiki).


La cápsula Zaryá debía haber sido lanzada por un cohete Zenit y empleaba un sistema de aterrizaje vertical sin paracaídas, aunque los motores eran de combustible líquido (www.buran.ru).

El Módulo de Servicio (SM o PAO) hará uso de combustibles hipergólicos y paneles solares similares a los de la Soyuz, con un área de 22 m². Para misiones lunares, la cápsula podrá ser usada con un mínimo de modificaciones, pero el módulo de servicio incluirá más combustible y oxígeno para la tripulación, así como un motor principal más potente. Este motor será el encargado de propulsar a la nave fuera de la órbita lunar rumbo a la Tierra. Para mandar a la PPK hacia la Luna será necesaria una etapa superior, similar a la S-IVB del Apolo o a la EDS del Programa Constellation.


Módulo de servicio del ACTS. A la derecha, una posible versión del SM para misiones lunares (Novosti Kosmonavtiki).


Posible esquema de misión lunar (Novosti Kosmonavtiki).

Queda por saber si Roskosmos elegirá una PPK similar al ACTS o con ligeras variaciones. El sistema de aterrizaje sin paracaídas es sin duda la parte más polémica del nuevo sistema y no sería de extrañar que viésemos algún cambio en este punto. También hay que reconocer que es una característica muy original que permite aumentar la masa útil de la nave.

Además de la cápsula de RKK Energía, existen otras candidatas a PPK:

• Cuerpo sustentador tipo Klíper: aunque con menos intensidad, RKK Energía sigue ofertando el proyecto mascota del anterior director de la empresa, el Klíper (en sus versiones alada o de cuerpo sustentador), como posible nave tripulada. De todas formas, ya ni lo menciona por su nombre. Las probabilidades de que Roskosmos se decante por esta opción son prácticamente nulas.
• Variante del TKS: se trata de una cápsula presentada por la empresa estatal Khrunichev basada en la antigua nave TKS de Cheloméi. Tiene pocas posibilidades de ser elegida, pero podría haber alguna sorpresa.
  

Quizás la parte más enigmática del sistema PPS es la que se refiere al lanzador. La propuesta sugiere que podría tratarse de un cohete distinto al Angará, algo que sería muy sorprendente teniendo en cuenta la crisis económica actual, ya que no creo que Rusia se pueda permitir desarrollar desde cero otro cohete de gran capacidad. En todo caso, en unos meses saldremos de dudas.

Referencias:

• ACTS, Anatoly Zak.
  
• На чем будут летать космонавты?, S. Svetlov, Novosti Kosmonavtiki.