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Tuesday, June 30, 2009

Recordando a la Soyuz 11

Hoy hace 38 años que Vólkov, Patsáyev y Dobrovolsky finalizaron su misión espacial tras batir el récord de permanencia en el espacio a bordo de la estación Salyut 1. Los tres cosmonautas, en el interior de su nave Soyuz 11, se desacoplaron del laboratorio espacial para iniciar su ansiado viaje de retorno a la Tierra. Aunque la maniobra de separación transcurrió sin incidentes, la escotilla de la cápsula Soyuz se resistió a ser cerrada en lo que sería un presagio de lo que iba a ocurrir.

A la 1:10 am del 30 de junio de 1971, mientras el comandante Dobrovolsky orientaba la nave para la maniobra de frenado, la Soyuz 11 volaba en solitario sobre el Pacífico fuera de la cobertura de radio de las estaciones de seguimiento soviéticas. Un cuarto de hora después, el vehículo se deslizaba sobre el Atlántico sur siguiendo una órbita que lo llevaría sobre su lugar de aterrizaje en las estepas kazajas. A diferencia de otras misiones, la Soyuz 11 recibió la orden de utilizar una trayectoria de retorno distinta para evitar un aterrizaje nocturno, así que en vez de sobrevolar África como era habitual, la nave siguió un curso más occidental, lo que causó serios problemas de coordinación entre el Centro de Control de Vuelos (TsUP) y los buques de seguimiento de la flota soviética situados en el Atlántico. La oficina de diseño TsKBEM (actual RKK Energía) había presionado para que la Soyuz 11 siguiese una trayectoria de retorno nominal, aunque eso implicase un aterrizaje nocturno. Sin embargo, al final se impuso el criterio de Nikolái Kamanin (Fuerza Aérea), el cual daba prioridad a las condiciones favorables para el rescate de la tripulación. Al final Kamanin se salió con la suya y a la 1:35 am el motor KTDU-35 de la Soyuz se encendió durante 187 segundos, frenando la velocidad de la nave en unos 120 m/s. No mucho, teniendo en cuenta que la Soyuz se movía a 8 km/s, pero lo suficiente para que el vehículo comenzase a descender hacia la atmósfera. Al sobrevolar Francia a 150 km de altura, la Soyuz rotó 90º para orientarse de forma perpendicular a la dirección orbital y facilitar así la separación de los tres módulos de la nave. La cápsula con los cosmonautas se dirigía ahora hacia el infierno de la reentrada.

Desgraciadamente, la descoordinación entre las autoridades impidió que el TsUP obtuviese la telemetría de la nave, por lo que los controladores de la misión desconocían si se había producido el encendido de frenado o no. Síntoma de que algo iba mal, la estación de Yevpatoriya en Ucrania no pudo obtener respuesta alguna de la tripulación. A la 1:54 am los radares soviéticos detectaron la cápsula a 40 kilómetros de altura sobre Ucrania. La información sobre la trayectoria y el punto de aterrizaje estimado fue trasladada al equipo de rescate primario, formado por un avión Il-14 y cuatro helicópteros Mil Mi-6 y Mi-8. El general Kutatsin, a bordo de uno de los helicópteros, informó al TsUP del descenso de la cápsula y su impecable aterrizaje a las 2:17 am. Pero, misteriosamente, los cosmonautas seguían sin contestar. Quizás tenían algún problema con la radio. El equipo de rescate se acercó rápidamente a la cápsula y abrió la escotilla, sólo para encontrarse con un panorama dantesco: los tres cosmonautas yacían muertos en sus sillones. En el TsUP, Kamanin recibió del equipo de rescate un código que nunca había esperado escuchar: "111". Era la clave preestablecida para indicar que la tripulación había muerto.

Como pudo averiguar posteriormente la comisión estatal de investigación, la cápsula se había despresurizado totalmente en menos de un minuto nada más separarse los módulos de la nave antes de la reentrada, matando a Vólkov, Patsáyev y Dobrovolsky. La culpable había sido una válvula defectuosa situada junto a la escotilla de la nave. Las Soyuz 7K-T contaban con dos de estas válvulas, que permitían igualar la presión del interior de la nave con la del exterior antes del aterrizaje. Debían entrar en acción una vez la cápsula se encontrase a 5 kilómetros de altura, al abrirse el paracaídas principal. Servían además para evitar que la tripulación se asfixiase si, por alguna razón, debía permanecer dentro de la Soyuz más tiempo de lo normal esperando al equipo de rescate. Estas válvulas incorporaban dos mecanismos de cerrado y apertura: uno automático y otro manual. El mecanismo automático consistía en cuatro cargas pirotécnicas que se disparaban a la altura preseleccionada para permitir el flujo de aire externo. El sistema manual era básicamente un tornillo que se enroscaba haciendo girar un pequeño mando. En la Soyuz 11, la válvula número 1 estaba situada sobre Dobrovolsky y la número 2 sobre Patsáyev. El procedimiento nominal requería que al menos una válvula tuviese el mecanismo manual cerrado durante la reentrada. De este modo, si la cápsula debía realizar un amerizaje, en el peor de los casos la tripulación sólo tendría que cerrar una válvula para evitar la entrada de agua en el interior.

En el caso de la Soyuz 11, las válvulas instaladas habían sido fabricadas de forma deficiente, por lo que el mecanismo automático de apertura de la válvula nº 1 se accionó no a 5 km de altura como estaba planeado, sino al separarse los módulos -debido a la violencia del proceso- y cuando la nave se encontraba aún en el espacio.

Tras la repentina despresurización, la tripulación tuvo que sentir el terrible sonido del aire escapando de la cápsula, así como la alarma principal advirtiendo del peligro inminente. Dobrovolsky se quitó el arnés de seguridad y, desgraciadamente, perdió preciosos segundos intentando verificar la estanqueidad de la escotilla, la misma escotilla que tantos problemas había presentado al cerrarse unas horas antes. Mientras, Vólkov y Patsáyev apagaban la radio para ayudar a la identificación de la zona de la fuga. Pronto se dieron cuenta de que la causa de la despresurización debía estar en las válvulas, pero era imposible saber cuál. Patsáyev se percató de que la válvula nº 2 situada sobre él estaba en posición de "abierta", así que procedió a cerrarla. Tristemente, los técnicos habían cometido un error fatídico antes del lanzamiento y en realidad era la válvula nº 1 la que tenía el mecanismo manual en abierto. Parece ser que la tripulación había sido informada de esta anomalía antes del despegue, pero tras casi un mes en el espacio y en medio del pánico de la situación, se olvidaron de este hecho. Para empeorar las cosas, en condiciones ideales se requerían unos 35 segundos para cerrar manualmente una válvula, así que desgraciadamente la tripulación perdió la consciencia antes de poder finalizar el cierre. La muerte sobrevino poco después. En total no habían pasado más de 100 segundos tras la separación de los módulos.

Irónicamente, si las válvulas hubiesen sido instaladas manteniendo el orden preestablecido del mecanismo manual, la tripulación se habría salvado, ya que la fuga se produjo en el mecanismo de la válvula nº 1, justamente la que se suponía que debía estar cerrada manualmente. Por supuesto, aunque esto hubiese salvado a la tripulación de la Soyuz 11, probablemente habría terminado por costarle la vida a otros cosmonautas.

Alexéi Leonov, el que debía ser el comandante de la Soyuz 11 antes de que se decidiese cambiar la tripulación, declaró tras la tragedia que él siempre había recomendado cerrar ambas válvulas de forma manual por precaución. Obviamente, este procedimiento también habría salvado la vida de los cosmonautas, pero se trataba de una irregularidad que podía conducir a otra tragedia. Por ejemplo, si la tripulación se desmayaba durante la reentrada y el equipo de rescate acudía demasiado tarde, el cierre manual de las dos válvulas les habría causado la muerte por hipoxia dentro de la cápsula.

La muerte de Vólkov, Patsáyev y Dobrovolsky marcó el momento más negro del programa espacial soviético: la URSS no sólo había perdido la carrera lunar y el cohete N1 había resultado un fracaso, sino que además el nuevo programa de estaciones espaciales había terminado en tragedia. Y para colmo, una tragedia bastante previsible.

Por supuesto, tras el accidente se revisó el diseño de la Soyuz. Además de mejorar los controles de calidad en la fabricación e instalación de válvulas y dispositivos pirotécnicos, la tripulación llevaría de ahora en adelante trajes de presión Sokol que evitarían la muerte en caso de un incidente similar.

"Yantar, hasta la próxima sesión de comunicación": estas fueron las últimas palabras del control de tierra, apodado Zaryá, que recibió la tripulación de la Soyuz 11. Desgraciadamente, la siguiente comunicación con Vólkov, Dobrovolsky y Patsáyev nunca tuvo lugar.


Georgi Timofeyevich Dobrovolsky, comandante de la Soyuz 11.


Vladislav Nikoláyevich Vólkov, ingeniero de vuelo.


Víktor Ivánovich Patsáyev, ingeniero investigador.


Emblema de la misión.



Referencias:
  • Скрытый космос (Tomo 4), Nikolái P. Kamanin (Infortekst, 1995).
  • Ракеты и люди (Tomo 4), Borís Chertok (Mashinostroenie, 2002).
  • Жизнь - капля в Море, A. S. Yeliseyev (biografía, Aviatsya i Kosmonavtika, 1998).
  • Salyut 1: the First Space Station, Grujica S. Ivanovich (Springer-Praxis, 2008).
  • Soyuz: a Universal Spacecraft, Rex Hall y David Shayler (Springer-Praxis, 2003).
  • Salyut 1, Sven Grahn.

Uranio en la Luna

Según comunica el Planetary Science Institute de Arizona, al analizar los datos del espectrómetro de rayos gamma (GRS) de la sonda Kaguya se ha confirmado la presencia de uranio en la superficie lunar, además de otros elemenos ya conocidos (torio, potasio, silicio, oxígeno, magnesio, calcio, titanio y hierro). Aunque sería la primera vez que se detecta este elemento en la Luna, no es algo sorprendente desde el punto de vista teórico. Ahora habrá que ver la densidad con que se encuentra este elemento en la superficie, algo más complicado de medir.


Espectro del GRS con la marca de distintos elementos (JAXA).

Y seguimos con Kaguya: el segundo y último de los pequeños subsatélites de la sonda, Ouna (VRAD), finalizó ayer formalmente su misión.

Monday, June 29, 2009

No es un planeta, es una mancha

TrES-1b fue el primer exoplaneta detectado por el proyecto Trans-Atlantic Exoplanet Survey en 2004. Este proyecto utiliza una red de pequeños telescopios para descubrir planetas mediante el método del tránsito. TrES-1b tiene una masa de 0,6 veces la de Júpiter y orbita una estrella K0 situada a unos 512 años luz. Su descubrimiento fue confirmado posteriormente por el telescopio Keck. Hace poco, el telescopio espacial Hubble volvió a observar el sistema y encontró indicios de un segundo planeta, denominado tentativamente TrES-1c, situado a 745 UA. De confirmarse, hubiésemos estado ante el primer caso de sistema doble detectado mediante tránsitos.


Representación artística de TrES-1b junto a Júpiter (Wikipedia).


La curva de luz de TrES-1 revelando el tránsito de TrES-1b (Dittmann et al.).

Sin embargo, un estudio realizado con observaciones del telescopio Kuiper de la Universidad de Arizona sugiere ahora que TrES-1c no sería más que un artefacto debido a la presencia de enormes manchas estelares en la estrella. En efecto, si se asume un periodo de rotación medio de la estrella de unos 40 días, los datos podrían corresponder a la presencia de una gigantesca mancha estelar con un tamaño de más de seis radios terrestres (!).


Curvas de luz del tránsito de TrES-1b con más resolución poniendo en evidencia la posible presencia de las manchas estelares (Dittmann et al.).

Independientemente de si TrES-1c resulta ser una mancha estelar o un planeta de verdad, este caso pone de manifiesto lo poco que sabemos en realidad sobre la mayoría de exoplanetas. Aunque las ilustraciones que acompañan las notas de prensa suelen incorporar preciosas recreaciones artísticas de exoplanetas, la cruda realidad es que unos pocos datos en una curva de luz o en un espectro pueden significar la diferencia entre un planeta y una mancha.


Datos del sistema TrES-1 (Ditmann et al. 2009).

Referencias:

Noticias breves

  • El océano de Encélado: pese a la publicidad, las posibilidades de que este pequeño mundo albergue un océano son mucho menores que en el caso de Europa.
  • Adiós a TESS: esta misión sucesora de Kepler prometía detectar más de mil planetas mediante el método del tránsito. Habrá que esperar, porque no ha sido aprobada.
  • The Big Picture dedica su espacio a las imágenes de la Tierra desde la ISS.
  • Parece ser que el clima terrestre no depende de la rotación del Sol alrededor del centro galáctico.

Sunday, June 28, 2009

Lanzamiento del GOES-O (Delta IV Medium)

Ayer día 27 de junio, a las 10:51 UTC, fue lanzado un cohete Delta IV M+ (4,2) (D342) por la empresa ULA desde el complejo de lanzamiento SLC-37B de la Base Aérea de Cabo Cañaveral con el satélite GOES-O (GOES-14) a bordo.


El GOES-O

Los satélites GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) son un esfuerzo conjunto entre el centro Goddard de la NASA y la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). El centro Goddard se encarga del diseño y construcción del vehículo, con Boeing como contratista principal, y la NOAA gestiona y financia todo el programa. El GOES-O, de 3211 kg y con una vida útil estimada de 10 años, utiliza el famoso diseño Boeing-601 (antes Hughes-601), utilizado en multitud de satélites. Forma parte de la serie GOES NOP (también conocida como GOES N), la última generación de satélites meteorológicos GOES que se remonta al SMS-1 (Synchronous Meteorological Satellite 1), el primer satélite meteorológico geoestacionario de los EEUU, lanzado en 1974.

El primer satélite de la serie GOES-NOP fue el GOES-N (actualmente conocido como GOES-13), lanzado en mayo de 2006. El sistema GOES está formado en todo momento por dos satélites operativos que cubren el 60% de la uperficie terrestre: uno situado a 135º de longitud oeste (denominado GOES Este) y otro a 75º oeste (GOES Oeste). Actualmente el GOES-12 funciona como GOES Este y el GOES-11 como GOES Oeste. El GOES-13 (GOES-N) se encuentra en reserva a 105º O. El GOES-O pasará a denominarse GOES-14 una vez en órbita y permanecerá funcionando como reserva hasta que los actuales satélites dejen de funcionar o agoten su combustible, ya que es más barato mantener en reserva un satélite en órbita que en tierra. Su coste es de unos 500 millones de dólares y en abril de 2010 se espera poder lanzar el siguiente satélite de la serie, el GOES-P.




El GOES-O (NASA).


Datos del GOES-O (ULA).

Es importante destacar que, además de monitorizar el clima terrestre con una pléyade de instrumentos, el GOES-O incorpora el SEM (Space Environment Monitor), formado por una serie de sensores para medir las partículas energéticas y la radiación en la órbita geoestacionaria. El SEM incorpora el instrumento XRS/EUV para observar el Sol en ultravioleta y rayos X, así como los sensores EPS (Energetic Particle Sensor) y HEPAD (High Energy Proton and Alpha Detector) para medir el viento solar y los rayos cósmicos. El instrumento EUV está basado en el empleado en el observatorio SOHO y es sensible a cinco longitudes de onda (10, 30, 60, 80 y 126 nm) y el XRS observará los rayos X en los rangos de 0,05-0,3 nm y 0,1-0,8 nm. Además del SEM, el GOES-O lleva un telescopio de rayos X, el SXI (Solar X-ray Imager) que observará la actividad solar en 0,6-6 nm, algo especialmente interesante durante fulguraciones y eyecciones coronales (CME).


Los instrumentos del SEM y el telescopio solar de rayos X SXI (NASA).


El SXI (NASA).

Delta IV M+ (4,2)

El cohete elegido para esta misión fue un Delta IV M+ (4,2), es decir, un Delta IV con un sólo CBC (Common Booster Core) en la primera etapa, una segunda etapa de 4 metros de diámetro, una cofia también de 4 metros y dos cohetes de combustible sólido SRM (Solid Rocket Motor). El Delta IV hace uso de hidrógeno y oxígeno líquidos en sus dos etapas. Al igual que el Atlas V, el Delta IV está basado en un diseño modular para acomodar distintas cargas útiles según en varias versiones del lanzador. Estos módulos se denominan CBC (Common Booster Core). En total existen cinco versiones del Delta IV:


La familia Delta IV (ULA).

La primera etapa usa el motor criogénico RS-68 (fabricado por Pratt & Whitney Rocketdyne). El RS-68 fue diseñado durante los años 90 y es el primer motor de alto empuje que se construye en los EEUU desde la aparición del SSME del transbordador espacial. Tiene un empuje en el vacío de 3312 kN, muy superior al del SSME (2278 kN), lo que lo convierte en el motor de hidrógeno y oxígeno líquidos más potente de la historia.

La segunda etapa del Delta M+ (4,2) está basada en la del Delta III y usa un motor RL-10B-2, también fabricado por Pratt & Whitney Rocketdyne, con un empuje de 110 kN y un impulso específico de 462 s. Este motor está basado en el venerable RL-10 desarrollado a finales de los 50 y que ha sido usado también en los cohetes Atlas y en la etapa Centaur.


Segunda etapa del Delta M+ (4,2), arriba, y la del Delta IV Heavy (abajo)(ULA).

El Delta IV M+ (4,2) usa dos SRM fabricados por Alliant Techsystems, también conocidos como GEM-60 (Graphite-Epoxy Motors), basados en los GEM-46 del Delta III. Funcionan durante 90 segundos y tienen 1,5 metros de diámetro, un empuje de 826,6 kN y un impulso específico de 275 s cada uno.


Montaje de los distintos componentes del Delta IV M+ (ULA).


Cohete Delta IV M+ (4,2) (ULA).


El CBC y la segunda etapa en la HIF (Horizontal Integration facility) (NASA).


Traslado del CBC desde la HIF hasta la rampa (NASA).



La HIF (ULA).




Verticalización en la MST (Mobile Service Tower) (NASA).



Instalación de los SRM en la MST (NASA).


Configuración del GOES-O durante el lanzamiento (NASA).


El SLC-37 (ULA).




El Delta IV en la rampa conectado a la FUT (Fixed Umbilical Tower)(NASA).




Lanzamiento (NASA).


Etapas iniciales del despegue (ULA).





Fases del lanzamiento (ULA).


Proyección de la trayectoria de lanzamiento (ULA).



Inserción en la órbita geoestacionaria (ULA/NASA).

Vídeo del lanzamiento:



Referencias: