Lanzamiento Soyuz TMA-21 Gagarin (Expedición 27)

Nada mejor para celebrar el 50º aniversario del vuelo de Yuri Gagarin que el lanzamiento de una nave tripulada. El día 4 de abril a las 22:18:20 UTC la Soyuz TMA-21 (11F732A17 nº 231), bautizada oficialmente como Gagarin, despegó desde la Rampa Número 5 (PU-5 ó 17P32-5) del Área 1 (Gagarinski Start) del cosmódromo de Baikonur (Kazajistán) mediante un cohete Soyuz-FG (11A511U-FG).



Nave Soyuz TMA-21 Gagarin (RKK Energía).

La tripulación está formada por:

• Aleksándr Mijaílovich Samokutiaiev (Александр Михайлович Смокутяев, nacido el 13 de marzo de 1970, 41 años): piloto, teniente coronel de la Fuerza Aérea rusa y comandante de la Syuz TMA-21 Gagarin. Ocupa el asiento central. Será ingeniero de vuelo de las Expediciones 27 y 28 de la ISS. En 1992 se graduó en la academia de pilotos VVAUL (Leninski Komsomol). Entre 1998 y 2000 estudió en la academia militar Yuri Gagarin. Hasta el año 2000 acumularía 680 horas de vuelo en aviones del tipo Vilga-35A, L-13, L-39 y Su-24M. En 2000 entró a trabajar en el centro de entrenamiento de cosmonautas TsPK Yuri Gagarin. El 29 de mayo de 2003 fue admitido dentro del cuerpo de cosmonautas como candidato de la selección de la Fuerza Aérea TsPK-13 y el 27 de junio de 2005 fue declarado oficialmente cosmonauta después de superar los exámenes correspondientes. En 2008 fue suplente de la Expedición 25 y en 2010 suplente del comandante de la Soyuz TMA-18. Está casado y tiene una hija. Este es su primer vuelo espacial.

• Andréi Ivánovich Borisenko (Андрей Иванович Борисенко, 17 de abril de 1964, 46 años): ingeniero de vuelo de la Soyuz TMA-21 (asiento izquierdo). Será ingeniero de vuelo de la Expedición 27 y comandante de la Expedición 28. En 1981 se graduó en el Instituto Militar Mecánico (BGTU) Dmitri Ustinov. Entre 1987 y 1989 sirvió en la armada soviética como ingeniero civil. En 1989 entró a trabajar en RKK Energía, donde se ocuparía hasta 1999 en el grupo de control de las operaciones de la estación Mir. El 29 de mayo de 2003 sería nombrado candidato a cosmonauta dentro de la selección RKK Energía-15. Sería declarado oficialmente cosmonauta el 27 de junio de 2005. Fue suplente de la Expedición 24 en 2008 y del ingeniero de vuelo de la Soyuz TMA-18 en 2010. Está casado y tiene dos hijos. Este es su primer vuelo espacial.

 

• Ronald John Garan (30 de octubre de 1961, 49 años): ingeniero de vuelo de la Soyuz TMA-21 (asiento derecho). En 1982 se obtuvo un grado en economía por la Universidad de Oneonta y en 1984 se graduó como piloto en la academia de oficiales de la USAF. En 1986 comenzó su servicio militar como piloto de F-16 en Alemania Occidental y en 1991 participaría en la Primera Guerra del Golfo. En 1994 obtuvo un máster en aeronáutica por la Universidad de Arizona y en 1996 un máster en ingeniería aeroespacial por la Universidad de Florida. Ha acumulado más de 5000 horas de vuelo en 30 tipos de aviones. El 26 de julio de 2000 fue seleccionado como astronauta de la NASA dentro de la selección número 18. Está casado y tiene tres hijos. En 2008 viajó al espacio en la misión STS-124. También fue suplente de la Soyuz TMA-M.

Samokutiaiev, Borisenko y Garan formarán parte de la Expedición 27 de la ISS hasta el próximo mayo junto con Dmitri Kondratiev, Paolo Nespoli y Cady Coleman, momento en el cual pasarán a ser parte de la Expedición 28. La tripulación de reserva de la Soyuz TMA-21 estaba compuesta por Anton Shkaplierov, Anatoli Ivanishin y Daniel Burbank, los futuros tripulantes de la Soyuz TMA-22.



La tripulación de la Soyuz TMA-21 Gagarin (Roskosmos).


Posición de los cosmonautas dentro de la nave durante el lanzamiento (Paco Arnau / ciudadfutura.net).


La tripulación de reserva: Ivanishin, Shkaplierov y Burbank (RKK Energía).

La cápsula original de la Soyuz TMA-21 fue instalada en la Soyuz TMA-20 después de que ésta sufriese un accidente ferroviario el pasado verano. El lanzamiento de la Soyuz TMA-21 debía haber tenido lugar el 30 de marzo, pero fue pospuesto por culpa de un condensador defectuoso del sistema de comunicaciones Kvant-V, situado en el PAO de la nave y fabricado en Ucrania.

La Soyuz TMA-21 se acoplará el próximo día 6 de abril a las 23:18 UTC con el módulo Poisk del segmento ruso de la ISS, donde permanecerá acoplada unos seis meses. Si todo va bien, la TMA-21 podría participar en una sesión fotográfica de la ISS durante el acoplamiento del Endeavour en la misión STS-134. Además, de aquí a mayo la tripulación supervisará la separación de la Progress M-09M del módulo Pirs y el acoplamiento de la Progress M-10M. El regreso de la Soyuz TMA-21 está previsto para el 16 de septiembre de 2011.


Emblema de la misión. Además de la efigie de Gagarin, la forma del emblema es similar a la cápsula Vostok (Roskosmos).


Emblema de la Expedición 27 (NASA).


La tripulación de la Expedición 27 (NASA).

Características generales de la nave Soyuz (Soyuz TMA):

• Masa: 7 220 kg
• Longitud: 7'48 m
• Diámetro Máximo: 2'72 m
• Envergadura (con paneles solares desplegados): 10'7 m
• Volumen habitable: 9 m³
• Masa de combustible y comburente: 900 kg.

La nave está dividida en tres módulos:

Preparación de la Soyuz TMA-21




Llegada de la Soyuz TMA-20 al Edificio MIK-KA (Área 254) de Baikonur (RKK Energía).





La tripulación prueba la integración de los trajes Sokol-KV con la nave (RKK Energía).




Traslado para la carga de combustible de la Soyuz (RKK Energía).







Conexión con el segmento intermedio (PkhO) del cohete Soyuz (RKK Energía).










Inserción en la cofia (RKK Energía).







Traslado al edificio MIK-112 para la integración con el lanzador (RKK Energía/Roskosmos).



Integración con la tercera etapa en el MIK-112 (Roskosmos).


Integración con la torre de escape (SAS) en el MIK-112 (RKK Energía).


Integración con la primera y segunda etapas (RKK Energía).


Ceremonia de izado de banderas en el hotel (Roskosmos).











Traslado del cohete Soyuz-FG a la rampa (Rampa de Gagarin) (Roskosmos/NASA/RKK Energía).







La tripulación se pone los trajes Sokol-KV, recibe la autorización de la comisión estatal y se dirige a la rampa (RKK Energía/Roskosmos).






Lanzamiento (RKK Energía/NASA/Roskosmos).

Secuencia del lanzamiento de un cohete Soyuz-FG:

El cohete Soyuz-FG (11A511U-FG) es un cohete de tres etapas basado en el Soyuz-U y fabricado por TsSKB Progress en Samara. Esta versión del mítico Semyorka fue introducido en 2001. Tiene unas dimensiones de 49,5 x 10,3 m, una masa al lanzamiento de 305 t y una capacidad en LEO (200 km) de 7,13 toneladas. Quema queroseno (RP-1) y oxígeno líquido en todas sus etapas.

La primera etapa está formada por cuatro bloques aceleradores (Bloques B, V, G y D) de 19,6 x 2,68 m y 43,4 toneladas al lanzamiento que cuentan con motores de cuatro cámaras y dos vernier RD-107A (14D22, derivados de los RD-107). Cada RD-107A tiene un empuje de 838,5-1021,3 kN y un impulso específico de 263,3-320,2 s. La primera etapa funciona durante 118 s.

La segunda etapa o etapa central (Bloque A), de 27,1 x 2,95 m y 99,5 toneladas al lanzamiento, emplea un RD-108A (14D21, derivado del RD-108) con cuatro vernier. Este motor tiene un empuje de 792,48-990,18 kN y un Isp de 257,7-320,6 s. Funciona durante 288 s.

La tercera etapa (Bloque I), de 6,7 x 2,66 m y 25,3 t, usa un RD-0110, con un empuje de 297,93 kN y 326 s de Isp. Funciona durante 250 s.


Cohete Soyuz-FG (Roskosmos).

• T-6 horas: se instalan las baterías del cohete.
• T-5:30 h: la comisión estatal autoriza el lanzamiento.
• T-5:15 h: la tripulación llega al edificio MIK-KA (Área 254).
• T-5 h: comienza la carga de queroseno en el Soyuz FG.
• T-4:20 h: la tripulación comienza a vestirse con las escafandras Sokol KV2.
• T-4 h: comienza la carga de oxígeno líquido en el cohete.
• T-3:10 h: la tripulación es autorizada al lanzamiento por la comisión estatal en una ceremonia fuera del MIK-KA.
• T-3:05 h: la tripulación se traslada a la rampa de lanzamiento.
• T-3 h: finalización de la carga de propergoles en el cohete.
• T-2:35 h: la tripulación llega a la rampa.
• T-2:30 h: la tripulación se introduce en la Soyuz a través del módulo orbital (BO).
• T-2 h: la tripulación está ya sentada en el interior de la cápsula (SA). Se retira la tapa del filtro de hidróxido de litio para eliminar el dióxido de carbono. Se cierran las escotillas del BO y el SA.
• T-1:45: pruebas de los equipos del SA. Comienza la ventilación de los trajes Sokol.
• T-1:30 h: se comprueba la hermetización del módulo orbital de la Soyuz.
• T-1 h: se activan los giróscopos del cohete.
• T-45 minutos: se retiran las dos estructuras de servicio principales.
• T-40 m: finalizan los chequeos de los sistemas de la nave. Se comprueba la presurización de los trajes Sokol.
• T-30 m: se arma la torre de escape.
• T-25 m: las torres de servicio completamente bajadas.
• T-15 m: finaliza la comprobación de presurización de los trajes.
• T-10 m: los giróscopos están listos. La tripulación activa los grabadores de vuelo.
• T-7 m: finalización de las operaciones anteriores al lanzamiento.
• T-6:15 m: se da la orden de listos para el lanzamiento y se activan los sistemas automáticos para el despegue.
• T-6 m: todas las instalaciones están listas para el lanzamiento.
• T-5:30 m: separación de las conexiones eléctricas e hidráulicas de la Soyuz (Сброс ШО объекта).
• T-5 m: los sistemas del cohete y la nave pasan a control interno. Se activan los controles del comandante y la tripulación cierra los visores de los cascos. Se introduce la llave de lanzamiento en el búnker: orden kliuch na start (Ключ на старт). Comienza la secuencia automática de lanzamiento.
• T-4:10 m: comienzo de la telemetría del cohete. Orden Protyazhka 1 (Протяжка 1).
• T-4 m: se purga con nitrógeno las cámaras de combustión de la primera y segunda etapa del cohete (para evitar explosiones). Orden Produvka (Продувка).
• T-3:15 m: purga con nitrógeno de los motores completada.
• T-3:10 m: comienzo de la emisión de la telemetría de la Soyuz. Orden Protyazhka 2 (Протяжка 2).
• T-2:30 m: comienza la presurización con nitrógeno de los tanques de combustible.
• T-2:15 m: se cierran las válvulas de seguridad de los tanques de propergoles. Se finaliza el llenado de oxígeno líquido y nitrógeno. Orden Kliuch na drenazh (Ключ на дренаж).
• T-1:25 m: los tanques se encuentran presurizados. Orden Nadduv (Наддув).
• T-1 m: el cohete pasa a alimentarse de sus baterías y se separa la primera torre de umbilicales eléctricos e hidráulicos de la primera etapa. Orden Zemlyá-bort (Земля-борт).
• T-40 s: se separa la torre de los umbilicales eléctricos de la tercera etapa.
• T-20 s: se encienden todos los motores del cohete. Orden Pusk (Пуск, "lanzamiento")
• T-15 s: se separa la segunda torre de umbilicales conectados a la primera etapa.
• T-10 s: las turbobombas de los motores giran a la máxima velocidad.
• T-5 s: los motores de la primera etapa a máxima potencia.
• T-0 s: se retiran las cuatro torres principales del "tulipán" que mantienen al cohete en su posición. Orden Kontakt Podyoma (Контакт подъёма).

Despegue

• T+20 s: comienza la maniobra de cabeceo del cohete a 800 m de altura.
• T+65 s: máxima presión dinámica (Q max), 11,1 km de altura y 455 m/s.
• T+1:53,38 m: separación de la torre de escape.
• T+1:57,8 m: separación de los cuatro bloques de la primera etapa ("cruz de Korolyov"). 41,5 km y 1560 m/s.
• T+2:37,48 m: separación de la cofia.
• T+4:47,30 m: separación de la segunda etapa.
• T+4:57,05 m: separación de la sección trasera de la tercera etapa.
• T+8:44,96 m: apagado de la tercera etapa.
• T+8:48,26 m: separación de la Soyuz. Despliegue de las antenas y paneles solares. Traslado del control de la misión al TsUP, en Korolyov (Moscú).

 
Fases del lanzamiento (TsUP).

 
Zonas de caída de las distintas etapas (Roskosmos).


Plan de vuelo del primer día de misión de la Soyuz TMA-21:

1. Lanzamiento (unos 9 minutos).
2. Despliegue de paneles solares y antenas.
3. Presurización de los tanques de combustible.
4. Extensión de la sonda de acoplamiento.
5. Comprobación de la presurización del módulo orbital (BO) y la cápsula (SA).
6. Prueba del sistema de acoplamiento automático Kurs.
7. Pruebas de los sensores de velocidad angular BDUS.
8. Actitud de la nave con respecto al horizonte.
9. Apertura de la escotilla del SA y acceso al BO. La tripulación se quita los trajes Sokol KV2.
10. Prueba del control derecho (RUO/RUP) de la Soyuz para rotaciones del vehículo.
11. La Soyuz comienza a rotar sobre su eje longitudinal para mantener los paneles solares orientados al Sol (modo ISK).
12. La tripulación recibe los datos para los encendidos del motor principal.
13. Se activa el sistema de purificación de aire del BO (BOA) y se desactiva el del SA.
14. Primer encendido (DV1) en la tercera órbita, de 1 minuto y 57 s de duración Delta-V: 5,32 m/s.
15. Segundo encendido (DV2) en la cuarta órbita, con una duración de 2 minutos y 37 s. Delta-V: 14,13 m/s.
16. Vuelta al modo ISK.
17. Limpieza y secado de los Sokol.
18. Periodo de sueño de la tripulación.

Vídeos del entrenamiento de la tripulación en tierra:







Vídeo del lanzamiento: