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Wednesday, April 20, 2011

Cómo subirse a una Soyuz

Las escenas en las que podemos ver a los cosmonautas accediendo al interior de una nave Soyuz son relativamente comunes, pero hasta ahora nadie había filmado este proceso en la misma rampa de lanzamiento. En el siguiente vídeo vemos como la tripulación de la Soyuz TMA-21 Gagarin se introduce en su nave (a partir del minuto 4:06):


Los cosmonautas suben en el pequeño ascensor del Área nº 1, o "Rampa de Gagarin", del cosmódromo de Baikonur hasta el noveno nivel. Allí entran al módulo orbital (BO) a través de una escotilla situada en la cofia y otra en el BO. Pese a que la cofia terminará desintegrándose en la atmósfera, la tripulación decora la escotilla de la cofia con sus autógrafos. Una vez dentro, pasan a ocupar sus asientos en la cápsula (SA), situada bajo el BO. El comandante siempre entra el último, ya que debe ocupar el asiento central del vehículo.


La tripulación de la Soyuz TMA-21 llega en ascensor al nivel 9 de la Rampa de Gagarin en Baikonur para entrar en su nave Soyuz (Roskosmos).



La tripulación firma la escotilla de la cofia (Roskosmos).


Un técnico espera en el interior del BO de la Soyuz para ayudar a la tripulación a introducirse en la nave (Roskomos).


El personal de tierra se despide del comandante Samokutyayev dentro del BO (Roskosmos).


Samokutyayev se dispone a cerrar la escotilla del BO (Roskosmos).

Pese a que más de cien naves Soyuz tripuladas han viajado al espacio, estas imágenes aún constituyen una rareza, ya que el reducido tamaño de los compartimentos de acceso a la Soyuz en la rampa de lanzamiento no suelen permitir la presencia de periodistas con cámaras. Como vemos, las Soyuz aún siguen guardando misterios.

Tuesday, April 5, 2011

Cinco Soyuz al año en 2013

Aún no se ha despejado el humo sobre la plataforma de lanzamiento Yuri Gagarin en Baikonur tras el lanzamiento de la Soyuz TMA-21 Gagarin y ya tenemos noticias sobre el aumento de la producción de las naves Soyuz. Tal y como estaba previsto, la agencia espacial rusa Roscosmos ha decidido finalmente aprobar la construcción de cinco Soyuz al año, empezando en 2013.


¡Más Soyuz! (NASA).

La empresa fabricante de las naves Soyuz, RKK Energía, produce actualmente cuatro unidades cada año de acuerdo con los acuerdos firmados por la NASA para mantener una tripulación permanente de seis personas en la ISS. No obstante, teniendo en cuenta que la Soyuz se convertirá el año que viene en la única nave tripulada capaz de lanzar astronautas hasta la estación espacial, estos compromisos impiden que Roscosmos pueda ofertar plazas a turistas o clientes de otras naciones. Puesto que la agencia espacial rusa cobra 63 millones de dólares por cada asiento a los astronautas de la NASA, podemos entender el interés en aumentar la producción de estas venerables naves espaciales.












Instalaciones de la empresa RKK Energía en Moscú donde se construyen las Soyuz (Roskosmos).

El problema es que aumentar la producción de las Soyuz no es nada fácil. Hasta hace pocos años, RKK Energía fabricaba solamente dos naves al año. El incremento hasta las cuatro unidades ha supuesto un importante esfuerzo por parte de la empresa moscovita, la cual ha repetido en varias ocasiones que es posible fabricar cinco naves al año...siempre y cuando exista una generosa inyección de fondos federales, por supuesto. El montaje de una Soyuz dura unos dos años, así que el anuncio de Roscosmos implica que los fondos ya han sido aprobados y destinados a RKK Energía. Los principales clientes de esta "quinta Soyuz" serían turistas, pero también habría lugar para cosmonautas de otros países tales como Ucrania o Kazjistán.

Curiosamente, si las cosas siguen a este ritmo, las Soyuz van a terminar por tener un número de lanzamientos anual mayor que el alcanzado por el transbordador norteamericano estos últimos años.


"What a ride it's been!". Adiós al shuttle (NASA).

Thursday, March 24, 2011

Los mitos de la Soyuz 1

El 24 de abril de 1967, el cosmonauta Vladímir Mijáilovich Komarov murió cuando su cápsula Soyuz 1 se estrelló contra el suelo a gran velocidad. Komarov fue el primer cosmonauta que falleció en el transcurso de una misión espacial y durante muchos años los detalles de su muerte estuvieron rodeados por un halo de misterio. Hubo que esperar a la perestroika de finales de los 80 para conocer qué había pasado exactamente con la Soyuz 1. Lamentablemente, durante esos años también se filtraron numerosos rumores que con el tiempo han adquirido categoría de verdades. Todavía hoy es habitual leer libros y artículos que se hacen eco de estos mitos sin fundamento. Y lo triste es que en la actualidad tenemos a nuestra disposición todos los archivos de la época. Esta es la verdadera historia de la Soyuz 1.


Vladímir Mijaílovich Komarov.

La Soyuz y el programa lunar

En 1966 el programa espacial soviético atravesaba una situación crítica. Mientras en los Estados Unidos la NASA ponía a punto los distintos elementos para poner un hombre en la Luna, en la URSS la indecisión del gobierno había logrado paralizar la respuesta soviética al programa Apolo. La muerte del gran Ingeniero Jefe Serguéi Koroliov en 1966 había sido un duro golpe para la oficina de diseño OKB-1 y su plan de alunizaje N1-L3. Sin embargo, Vasili Mishin, el sucesor de Koroliov al frente de la OKB-1, esperaba ser capaz de lanzar un cosmonauta alrededor de la Luna antes que los americanos mediante las naves L1/Zond. Tanto el programa N1-L3 como el L1 hacían uso de un vehículo común, la nave Soyuz ("unión" en ruso). Pero para garantizar el éxito de la aventura lunar, la Soyuz debía demostrar primero su valía en la órbita baja terrestre. La versión de la Soyuz para vuelos orbitales se denominaba 7K-OK (Orbitalni Korabl/Орбитальный Корабль, "nave orbital") o 11F615. Estaba formada por tres módulos: el módulo orbital (BO, Bitovoi Otsek/Бытовой Отсек, БО), la cápsula SA (Spuskaemi Apparat/Спускаемый Аппарат, СА) y el módulo de servicio PAO (Priborno-Agregatni Otsek/Приборно-Агрегатный Отсек, ПАО).


Serguéi Koroliov (izquierda) y Vasili Mishin, los primeros jefes de la OKB-1/TsKBEM/Energía.


Nave Zond/7K-L1.


Modelo detallado de la Soyuz LOK para el programa N1-L3 realizado por Vadim Lukashevich (www.buran.ru).
  
Las pruebas de tierra con el primer prototipo de la nave 7K-OK comenzaron el 12 de mayo de 1966, mucho más tarde de lo previsto. La nave presentaba tantos defectos que el propio Nikolái Kamanin, jefe del Centro de Entrenamiento de Cosmonautas (TsPK) escribiría en su diario fuertes críticas sobre el diseño del vehículo. A mediados de1966, la Comisión Estatal creada para supervisar el programa 7K-OK decidió que la primera misión de la Soyuz consistiría en el acoplamiento de dos naves no tripuladas en órbita baja mediante el sistema Iglá. Hasta ese momento, los ingenieros de la OKB-1 (por entonces llamada TsKBEM) esperaban poder lanzar antes dos misiones automáticas en solitario para refinar los diversos sistemas. Pero el tiempo apremiaba. Había una carrera lunar que ganar y la Comisión Estatal decidió eliminar estos vuelos de prueba.



Soyuz 7K-OK (Novosti Kosmonavtiki/RKK Energía).

Las dos primeras naves 7K-OK llegaron al cosmódromo de Baikonur en agosto. El lanzamiento estaba previsto para septiembre. Primero despegaría la 7K-OK (A) nº 2, una Soyuz con el sistema de acoplamiento activo (o "macho"). Le seguiría 24 horas después la 7K-OK (P) nº 1 con un sistema pasivo ("hembra"). Si todo iba bien, las dos naves se acoplarían y volarían en formación durante tres días. Los técnicos confiaban en que el primer vuelo tripulado pudiera despegar en diciembre.


Nave 7K-OK (A), activa.


Nave Soyuz 7K-OK(P).

Finalmente, el 28 de noviembre de 1966 a las 16:00 hora de Moscú despegó desde Baikonur un cohete 11A511 -derivado del R-7 Semiorka- con la primera nave Soyuz. Una vez situada en una órbita de 181 x 232 kilómetros recibiría el nombre de Kosmos 133. Los problemas comenzaron inmediatamente. Una fuga en el combustible del sistema de maniobra orbital (DPO) provocó que la presión de los tanques disminuyese de 340 atmósferas a 38 atmósferas en menos de dos minutos. Un cuarto de hora después, la Kosmos 133 había perdido todo su combustible en este sistema y se hallaba girando a dos revoluciones por minuto. El acoplamiento con la 7K-OK (P) se dio por perdido y se canceló su lanzamiento.

Pero el sistema de orientación también falló, así que resultaba imposible maniobrar la nave para realizar el encendido de frenado con el motor principal (SKDU). Tras muchos intentos, los ingenieros lograron frenar la nave empleando los motores del sistema de orientación (DO) y el motor auxiliar (DKD) en lugar del motor principal. El 30 de noviembre la nave efectuó la reentrada, pero la cápsula desapareció de los radares cuando se encontraba a unos 70-100 kilómetros de altura y a 200 kilómetros de la ciudad de Orsk. El sistema de autodestrucción, compuesto por 23 kg de TNT, se había activado al comprobar que la Soyuz podía aterrizar en China. Los restos de la nave terminaron cayendo sobre las Islas Marianas, en el Océano Pacífico.

La pérdida de la cápsula privó a los ingenieros de una valiosa información para mejorar los sistemas de la nave. La Comisión Estatal y Mishin se mostraron de acuerdo en lanzar la siguiente 7K-OK (P) en un vuelo en solitario. La nave debía partir rumbo al espacio el 14 de diciembre de 1966 a las 14:30, pero el lanzamiento fue abortado segundos antes del despegue. Pocos minutos después, mientras los técnicos inspeccionaban el cohete Soyuz, la torre de escape (SAS) se activó inesperadamente, incendiando el lanzador. Los técnicos huyeron inmediatamente de la zona y corrieron a refugiarse en el búnker. Justo a tiempo, porque poco después el Soyuz, cargado de combustible hasta los topes, explotó destrozando la rampa del Área 31 y matando al mayor Korostylov. La cápsula de la segunda 7K-OK aterrizó sin un rasguño a poca distancia de la rampa.

Después de esta tragedia hubo que esperar al 7 de febrero de 1967 para ver la segunda Soyuz (7K-OK (P) nº 3) en el espacio, que sería bautizada como Kosmos 140. El lanzamiento había sido cancelado el día anterior por un fallo técnico. En la cuarta órbita, los sensores estelares de orientación fallaron y el sistema de maniobra volvió a perder combustible. El 9 de febrero la nave inició la reentrada, pero el sistema de control no funcionó y la cápsula se vio obligada a realizar un descenso balístico. El equipo de rescate la encontraría sobre un iceberg del Mar de Aral, a 510 kilómetros de la zona esperada. Antes de que pudieran llegar hasta ella, se hundió en el mar. Y eso que se suponía que la cápsula debía flotar. La profundidad no era excesiva, menos de diez metros, así que pudo ser rescatada con ayuda de un helicóptero Mil Mi-6. Al inspeccionar el vehículo los ingenieros descubrieron con horror un agujero de tres centímetros en el escudo térmico en el lugar que debía ir instalado un sensor térmico. Si la Kosmos 140 hubiese llevado tripulación, el cosmonauta habría muerto por descompresión (no llevaba traje espacial) y luego se habría hundido en el fondo del mar.


Sistema de acoplamiento entre dos Soyuz 7K-OK mostrando la actividad extravehicular requerida para pasar de una nave a otra (Soyuz 4 y 5). 


La Soyuz 1

No hacía falta ser un experto para darse cuenta que la 7K-OK no estaba lista para un vuelo tripulado. Desgraciadamente, la Comisión Estatal y Mishin pensaron que ésta era una buena oportunidad para adelantar a la NASA, sumida ahora en el desconcierto más absoluto después de la tragedia del Apolo 1. El 25 de marzo de 1967 se decidió continuar con el plan original. La siguiente Soyuz no sólo iría tripulada, sino que además llevaría a cabo una ambiciosa misión que incluía un acoplamiento con otra 7K-OK (Soyuz 2) que transportaría a tres tripulantes. Tras el acoplamiento, dos cosmonautas realizarían una actividad extravehicular (EVA) y pasarían de la Soyuz 2 a la Soyuz 1. Sería la misión tripulada más compleja realizada hasta la fecha.


Nave Soyuz 7K-OK durante la integración en tierra. Pueden apreciarse las cubiertas protectoras de color verde (contra el vacío y los cambios térmicos) que cubren toda la nave, excepto algunas partes (radiadores) del módulo de propulsión (abajo).


Vladímir Komarov fue elegidocomandante de la Soyuz 1, con Yuri Gagarin como reserva. Valeri Bykovsky, Alexéi Yeliseyev y Yevgueni Jrunov serían los tripulantes de la Soyuz 2. Yeliseyev y Jrunov debían realizar la EVA con los trajes Yastreb y regresar junto con Komarov en la Soyuz 1. Después de un corto pero intenso entrenamiento, los cosmonautas viajarían desde Moscú hasta Baikonur en varios vuelos entre el 6 y el 14 de abril. Ese mismo día, la Comisión Estatal decidió situar tentativamente la fecha del lanzamiento para el 24 de abril. La Soyuz 1 despegaría desde el Área nº 1 o "Rampa de Gagarin", mientras que la Soyuz 2 lo haría desde el Área 31.


Komarov durante los entrenamientos para la misión.


Tripulaciones de la Soyuz 1 y Soyuz 2 con Yuri Gagarin.

El 15 de abril, a las 23:00 comenzó la carga de combustible de la Soyuz 1. La Soyuz 2 recibiría su carga de propergoles hipergólicos el 17 de abril. Tres días después se reunió la Comisión Estatal para confirmar la composición de las tripulaciones y se decidió que el lanzamiento de la Soyuz 1 tendría lugar el 23 de abril a las 03:55 hora de Moscú. La Soyuz 2 debía despegar el 24 de abril a las 03:10. Llegó el día clave y Komarov se levantó poco después de la medianoche, hora local. Después de pasar por un chequeo médico se puso su traje de vuelo, un simple mono gris de algodón, y partió hacia la rampa de lanzamiento a las 03:00. Allí se despidió de los miembros de la Comisión, entre los que se encontraban Mishin y Kamanin. El propio Gagarin acompañó a Komarov hasta la escotilla de entrada de la nave.

A la hora planeada, la Soyuz 1 (7K-OK (A) nº 4) despegó con Komarov en su interior, convirtiéndose así en el primer cosmonauta que realizaba un segundo vuelo espacial. Una vez en su órbita de 196,2 x 225 km, la pesadilla comenzó. El panel izquierdo de la Soyuz no se desplegó y además falló una antena de telemetría, el sistema de comunicaciones de onda corta y el sensor solar 45K. Este sensor era el encargado de mantener la nave orientada hacia el Sol continuamente. Con un panel solar fuera de servicio y sin una orientación adecuada, la corriente eléctrica disminuyó hasta 14 amperios, muy por debajo de lo normal.



Así debía haber sido la misión Soyuz 1-Soyuz 2.

Komarov intentó orientar la nave durante la quinta órbita usando el control manual y el sistema de sensores de iones, pero sin mucho éxito. Para su desesperación, comprobó que era muy complicado determinar la orientación de la nave con respecto al horizonte. Entre la séptima y la decimotercera órbita, Komarov debía aprovechar para dormir al estar fuera del alcance de las estaciones soviéticas de onda corta. Tras finalizar este periodo, el cosmonauta anunció que el sistema de orientación por iones había fallado otra vez. Malas noticias, porque sin ningún sistema de orientación operativo era imposible regresar a la Tierra. A estas alturas estaba claro que el acoplamiento con la Soyuz 2 era imposible, así que la Comisión Estatal decidió cancelar la misión y ordenar el regreso de Komarov en la 17ª órbita. Los tres tripulantes de la Soyuz 2 se quejaron amargamente del "exceso de prudencia" de la Comisión.

Pero en la 15ª órbita Komarov informó que finalmente el sistema de iones funcionaba de nuevo. Los ingenieros procedieron a calcular los datos precisos para la reentrada. Antes de perder el contacto por radio, Gagarin se los transmitió diligentemente. Mishin y Kamanin le desearon suerte. El ordenador de la nave debía iniciar la secuencia del encendido de frenado a las 02:56, pero cuando llegó el momento no sucedió nada. El motor no se había encendido. Por lo visto, el sistema de orientación había fallado otra vez al atravesar la nave una zona con poca densidad de iones mientras sobrevolaba la cara nocturna del planeta.

Se decidió entonces traer de vuelta a Komarov en la 18ª órbita y Gagarin procedió a enviar un nuevo conjunto de datos. El encendido, de 150 segundos de duración, tendría lugar a las 05:57. Antes de entrar en la sombra de la Tierra, Komarov debía asegurarse que la nave estaba orientada con el motor por delante. Luego tendría que esperar a que los giróscopos KI-38 mantuviesen la posición durante el trayecto nocturno. Esta vez el sistema de orientación funcionó y el motor se encendió a la hora prevista, aunque la duración sería algo menor de la esperada (146 segundos). Para alarma de los controladores, la señal "Avería-2" se activó en el panel de instrumentos de la Soyuz. Por suerte no se trataba de ningún fallo importante. El ordenador decidió cancelar el descenso nominal al notar que el centro de gravedad de la nave no estaba donde debía por culpa del panel solar plegado. La nave realizaría un descenso balístico y Komarov debería soportar una deceleración mayor de lo normal (unos 8 g), pero nada grave. Después del encendido, Komarov pasó a ocupar el asiento central de la cápsula.


Interior de una cápsula Soyuz 7K-OK. 


Cápsula Soyuz TMA. Los contenedores del paracaídas están a la derecha.



Cápsulas Soyuz TMA donde se aprecia el contenedor del paracaídas principal (NASA).


Vista del paracaídas de una Soyuz TMA (NASA). 


Secuencia de descenso de la Soyuz con el paracaídas principal (izquierda) y de reserva (derecha) (RKK Energía).

La cápsula inició la reentrada unos quince minutos después de finalizar el encendido. Las comunicaciones se interrumpieron por culpa de la capa de plasma que se formó alrededor de la nave mientras el escudo térmico alcanzaba más de 2000º C. Pocos minutos más tarde se pudo escuchar la voz de Komarov recitando tranquilamente los parámetros del descenso gracias a la antena VHF situada en la escotilla principal. La Soyuz 1 estaba a punto de regresar a casa.

La tragedia sobrevino cuando le llegó el turno al paracaídas. El procedimiento requería que primero se desplegase un pequeño paracaídas -el paracaídas piloto- que debía estabilizar la cápsula y tirar del paracaídas principal. Como estaba previsto, la cubierta del contenedor del paracaídas fue eyectada y a continuación salió el paracaídas piloto. Pero, contra todo pronóstico, el paracaídas principal permaneció dentro del contenedor. Era algo inaudito. En los cientos de simulaciones y pruebas nunca había sucedido algo parecido. El ordenador de la nave detectó que la velocidad de caída no disminuía, síntoma de que había ocurrido algún problema con el paracaídas principal. El paracaídas de reserva se activó automáticamente, pero por desgracia se enredó con el paracaídas piloto que ya estaba desplegado y su cúpula no se pudo abrir correctamente. La nave se precipitó sin posibilidad de frenar su descenso. Komarov sabía que iba a morir.

Vladímir falleció poco después cuando su cápsula se estrelló a unos 150 km/h (el paracaídas de reserva parcialmente desplegado había ayudado a reducir la velocidad terminal). El impacto fue mortal de necesidad, pero peor aún fue la explosión y el incendio posteriores. Debido a la alta velocidad de descenso, el escudo térmico no había podido separarse a los tres kilómetros de altura como estaba previsto. A pocos metros del suelo, los cohetes de combustible sólido de la cápsula se activaron para frenar la caída, una labor inútil en esta ocasión. Pero al estar el escudo térmico aún en su lugar, los cohetes provocaron una explosión dentro del vehículo que sería avivada por los 30 kg de peróxido de hidrógeno del sistema de maniobra de la nave.


Parte trasera de una cápsula Soyuz sin el escudo térmico. Se aprecian los cuatro motores de combustible sólido DMP a los lados.

En contra de la creencia popular, Komarov permaneció en silencio durante sus últimos segundos de vida. No gritó ni se dedicó a elogiar a su patria. Ni tampoco maldijo a los ingenieros que habían diseñado el vehículo. Si dijo algo, se lo guardó para sí mismo. La cápsula no iba equipada con una "caja negra" en la que se pudieran registrar las conversaciones del cosmonauta.

Los miembros del equipo de rescate que viajaban a bordo de un Iliushin Il-14 fueron los primeros que sobrevolaron el lugar del impacto y comunicaron que la Soyuz 1 estaba en llamas. Un helicóptero aterrizó a cien metros de la cápsula poco después. Los rescatadores pensaban que Komarov podría haber sobrevivido y que quizás se encontraba fuera de la nave, así que inspeccionaron los alrededores. Pocos minutos más tarde, Nikolái Kamanin aterrizó en la ciudad de Orsk esperando ser recibido por Komarov. Allí le informaron de la tragedia y se dirigió inmediatamente al lugar de los hechos. Cuando llegó, la cápsula aún estaba en llamas. A estas alturas era evidente que Komarov había muerto y que su cadáver se hallaba dentro de la nave. Kamanin dio orden de apagar el fuego con tierra y se procedió a retirar el cuerpo carbonizado del cosmonauta. Los restos de Komarov fueron hallados a las 09:30 y trasladados a Moscú para su autopsia. El 26 de abril Komarov sería enterrado con todos los honores en la muralla del Kremlin como un héroe soviético. Unos días después, un grupo de Pioneros que acudió a homenajear al héroe caído encontró más restos de Komarov en la zona y decidió enterrarlos. Varios cosmonautas también se acercaron al lugar para rendir homenaje a su antiguo camarada.


Restos de la cápsula Soyuz 1 después del impacto. El cadáver de Komarov aún estaba dentro del vehículo cuando se tomaron estas imágenes.



Restos de la Soyuz 1.


Cosmonautas e ingenieros de la OKB-1 rinden homenaje a Komarov en el lugar de la tragedia (RKK Energía).

Estaba claro que Komarov falleció por culpa de un despliegue incorrecto del paracaídas, pero quedaba por determinar la causa de este extraño suceso. Según la investigación oficial, el paracaídas había sido plegado de forma incorrecta antes de ser introducido en el contenedor. Para evitar una tragedia similar, se decidió cambiar la forma de los contenedores, que pasarían a ser cónicos en vez de cilíndricos. También se incorporó un segundo paracaídas piloto con más poder de tracción para tirar del paracaídas principal y un sistema para facilitar el control manual del despliegue.

No obstante, años después se supo que la causa principal de la tragedia no tenía nada que ver con el plegado del paracaídas. Antes del lanzamiento, y como era habitual, la cápsula de la Soyuz 1 había sido recubierta con una resina orgánica que debía formar parte del escudo térmico de ablación. A continuación se introdujo la nave en un horno para polimerizar la resina. Por motivos que aún se desconocen, los contenedores de los paracaídas -entonces aún vacíos- no se taparon durante este proceso. La resina vaporizada entró dentro de los contenedores, provocando un aumento de la rugosidad de las paredes. Como resultado, el paracaídas de la Soyuz 1 no pudo desplegarse debido al rozamiento excesivo que presentaba el contenedor. Esta chapuza se intentó tapar por parte de las altas esferas de la OKB-1, aunque el encargado del sistema de paracaídas de naves tripuladas de la oficina de diseño fue despedido. Lo realmente terrible del caso es que la cápsula Soyuz 2 también fue sometida al mismo proceso de polimerización. De haber sido lanzada, es posible que los cuatro cosmonautas hubieran muerto al regresar del espacio.

La misión Soyuz 1 fue un fracaso anunciado y supuso la pérdida de la inocencia para el joven programa espacial soviético. Era obvio que la nave no estaba lista para un vuelo tripulado. La consecuencia más importante de la tragedia fue la paralización de los programas lunares N1-L3 y L1. Si no ocurría un milagro, la URSS podía dar la carrera lunar por perdida, como de hecho así fue.


El nombre de Komarov en la superficie de la Luna en una lista de astronautas caídos.  

Referencias:
  • Historia de la Soyuz.
  • Sputnik and the Soviet Space Challenge, Asif A. Siddiqi (University Press of Florida, 2003).
  • Raketi i Liudi, Borís Chertok (Moskva Mashinostroenie 1999).
  • RKK Energia imeni S. P. Koroliova (Ed. Menonsovpoligraf, 1996).
  • Soyuz, a universal spacecraft, Rex D. Hall y David J. Shayler (Springer Praxis, 2003).

Tuesday, March 15, 2011

Las Soyuz siguen dando dinero

Hace dos meses supimos que la NASA pensaba ampliar el contrato con Rusia para seguir utilizando las naves Soyuz. Por entonces se desconocía qué cantidad pagaría la NASA a Roskosmos para mandar doce astronautas a la ISS entre enero de 2014 y el 30 de junio de 2016. Ahora hemos sabido que finalmente serán 753 millones de dólares. En el último acuerdo, la NASA pagó 335 millones de dólares para mandar seis astronautas en cuatro Soyuz hasta finales de 2013. Es decir, el coste de cada asiento se ha incrementado hasta los 62,75 millones. Bien es cierto que esta cifra incluye el entrenamiento en el TsPK (Ciudad de las Estrellas), así como 50 kg de carga útil por cada astronauta en el lanzamiento y 17 kg en el módulo de descenso de la Soyuz.

 
Siempre nos quedará la Soyuz (NASA).

A partir de 2012, las naves Soyuz serán el único vehículo capaz de mandar astronautas a la ISS y, como es lógico, Roskosmos ha decidido aprovechar esta situación de monopolio. Eso sí, sin abusar, ya que sólo es un incremento del 8,5%. La NASA espera que para finales de 2016 sus astronautas puedan viajar en alguna nave comercial fruto del programa CCDev (Dragon, Prometheus, etc.). Esperemos que tenga razón.


La Soyuz TMA-19 durante la maniobra de separación de la ISS (NASA).

Y ya que estamos con la Soyuz, aprovechamos para poner el bonito y recientemente hecho público emblema de la Soyuz TMA-02M, que debe despegar en mayo de este año:




Por otro lado, aquí está la lista de las próximas expediciones a la ISS hasta finales de 2013:



Por supuesto, puede haber algún baile de fechas, especialmente debido al aplazamiento del lanzamiento de la Soyuz TMA-21.

Saturday, March 12, 2011

¿Problemas con la Soyuz TMA-01M?

La Soyuz TMA-01M (denominada oficialmente Soyuz TMA-M) es la primera nave Soyuz que incorpora un un sistema de telemetría digital, además de un ordenador central más pequeño y ligero. Fue lanzada el pasado 7 de octubre de 2010 y actualmente se encuentra acoplada al módulo Poisk del segmento ruso de la ISS. La hora del regreso a casa se acerca y deberá aterrizar el próximo día 16 de marzo con Alexándr Kaleri, Oleg Skrípochka y Scott Kelly, miembros de la Expedición 26. Sin embargo, todo parece indicar que este vuelo inaugural está siendo más problemático de lo esperado.

 
Lanzamiento de la Soyuz TMA-01M el pasado 7 de octubre (Roskosmos). 


Tripulación de la Soyuz TMA-01M: Kelly, Kaleri y Skrípochka (NASA).

Durante el lanzamiento, la presión de la cabina sufrió un ligero incremento por culpa de una pequeña fuga de oxígeno, un problema que ya había experimentado la Soyuz TMA-19. Aunque la presión debe mantenerse alrededor de los 760 mm de Hg (1 atmósfera), llegó a alcanzar los 933 mm de Hg. A priori, no se trata de un problema especialmente grave, pero recientemente hemos podido saber que la proporción de oxígeno dentro de la cápsula (SA) alcanzó el 35,9%, una cifra alarmante que incrementa enormemente los riesgos de incendio dentro de la nave. En la misión Soyuz TMA-18 se produjo un problema similar, aunque durante el aterrizaje en vez del despegue. En esta ocasión, la tripulación tuvo que abrir una válvula para reducir la presión interna del vehículo, un procedimiento un tanto irregular. La empresa fabricante de las Soyuz, RKK Energía, sostiene que la causa de este fallo ya ha sido identificada y corregida.


Posición de la Soyuz TMA-01M en la ISS (NASA).

Pero ha surgido otro problema potencialmente más peligroso que puede afectar al regreso de la TMA-01M. Parece ser que la consola de control Neptun-ME del SA presentó ciertos fallos durante el despegue y viaje en solitario de dos días hasta la estación. De hecho, el mes pasado, Alexándr Kaleri examinó la consola empleando un amperímetro M4294M con el fin de buscar posibles errores en el sistema. Durante la reentrada, el ordenador KS0 20M del SA controla el descenso de la nave, orientándola adecuadamente para permitir que la deceleración no supere 3-5 g. Si el sistema de control no funciona correctamente, la reentrada podría verse comprometida o, lo que es peor aún, la tripulación podría recibir datos incorrectos en la consola Neptun.


Partes de la Soyuz (Roskosmos).


Panel Neptun-ME de la Soyuz TMA/TMA-M.

En caso de que exista algún problema real con la consola o el ordenador, una solución podría ser regresar a la Tierra mediante una entrada balística (BS, Баллистический Спуск, БС), efectuado anteriormente por las Soyuz TMA-1, TMA-10 y TMA-11. Durante una entrada balística, la cápsula gira sobre si misma a una velocidad de 12,5º por segundo y el ordenador amortigua cualquier otro movimiento lateral utilizando 8 pequeños motores (URMD) de 10 kgf de empuje a base de peróxido de hidrógeno. El giro continuado de nave impide disminuir la deceleración mediante el ajuste de la posición del centro de gravedad del SA y se suelen alcanzar unos incómodos 8-9 g.

No obstante, y aunque pueda parecer lo contrario, se trata de un método más seguro que el normal, ya que la tripulación llegará sana y salva a la Tierra aunque el ordenador o el sistema de control presente algún fallo. En una entrada balística la trayectoria es más directa y el punto de aterrizaje suele estar a unos 400 km del esperado por detrás de la dirección de avance orbital de la Soyuz. En caso de no poder activar la entrada balística, la nave dispone de un sistema de reserva denominado Descenso Balístico de Reserva o BSR (Баллистический Спуск Резервный, БСР), durante el cual la cápsula gira a 18º por segundo y el ordenador no puede amortiguar ningún otro movimiento lateral. Como última opción, la tripulación puede optar por una reentrada manual (RUS), aunque nadie lo ha intentado jamás y los manuales de operaciones de la Soyuz desaconsejan claramente esta alternativa.


Esquema de los propulsores del sistema SIO-S de la cápsula (SA) Soyuz para controlar la reentrada (NASA).

Por estos motivos, parece ser que RKK Energía está sopesando la posibilidad de hacer regresar a la Soyuz TMA-01M mediante un descenso balístico para evitar males mayores. Por otro lado, los problemas con esta nave también podrían explicar la reciente negativa de Roskosmos a llevar a cabo la sesión fotográfica de la estación durante la pasada misión STS-133 Discovery.

La serie TMA-M (Serie 700 ó 11FA732A47) incorpora novedades que ya fueron introducidas con la serie Progress M-M (Serie 400) en 2008. La mejora principal es la sustitución del ordenador central de la nave Argón-16 (Аргон-16) por uno nuevo denominado TsVM-101 (ЦВМ-101). Este ordenador pesa solamente 8,5 kg y su potencia es de 40-60 W. Integra además un microprocesador 1B812 con arquitectura RISC 3081. Está situado en el módulo de propulsión (PAO) de la Soyuz, dentro del compartimento presurizado. La otra mejora de la serie es la introducción del sistema de telemetría digital MBITS, que además incluye un cableado más ligero.


Cambios introducidos en la Soyuz TMA-M: en verde, la nueva telemetría MBITS del sistema SBI; en rojo, los nuevos aparatos del sistema de ordenadores SUDN; en azul, las mejoras del sistema de regulación de temperatura SOTR.

Estos problemas nos demuestran lo complicado que resulta trabajar en el espacio, donde no existe nada parecido a la "rutina". No importa que la Soyuz sea una nave muy segura de probada eficacia, el espacio siempre te reserva alguna sorpresa.