 |  |  |  |  | |
 |  |  |  |  |  |
 |  | A fines de los años 60 la NASA tenía planes de construir una estación espacial, especie de laboratorio orbital que serviría para llevar a cabo investigaciones científicas y desarrollos tecnológicos. Al mismo tiempo serviría como puerto desde donde emprender misiones espaciales a la luna y los planetas.Para llevar y traer gente y carga entre la Tierra y la estación espacial hacía falta un vehículo más práctico que los enormes y caros cohetes que se habían usado hasta entonces. Hacía falta un vehículo reutilizable. Así nació el programa Sistema de Transportación Espacial, que después se conocería simplemente como transbordador espacial. |  |  | |
 |  |  | Los transbordadores espaciales se lanzan al espacio montados en un tanque de hidrógeno líquido con dos cohetes de combustible sólido a los costados. Así se evita llevarse al espacio el peso extra del tanque y los cohetes de despegue, que ya no hacen falta en órbita. El vehículo orbitador aterriza como un avión normal, pero sin motor. |  |  |
 | |||||
 | |||||
 |  | Los transbordadores espaciales pueden transportar 30,000 kilos de carga hasta una altura de 480 kilómetros, suficiente para poner la carga en órbita. Algunos satélites y todas las sondas de exploración espacial tienen su propio sistema de propulsión para llevarlos a órbitas más elevadas, o para ponerlos en trayectorias que los lleven a otros planetas. Los transbordadores también sirven para dar mantenimiento a los satélites, reabastecer estaciones espaciales y recuperar equipo. Pero no son sólo vehículos. Como el Columbia en su último viaje, el orbitador también sirve como laboratorio para llevar a cabo investigaciones y demostraciones científicas. Dos éxitos espaciales lanzados por medio del transbordador |  |  | |
 |  |  |  |  | |
martes, 27 de septiembre de 2011
PARA QUE SIRVEN LOS TRANSBORDADORES ESPACIALES
COMO ATERRIZA EL TRANSBORDADOR ESPACIAL
El hacer despegar cohetes y transbordadores espaciales siempre ha sido considerado como un logro del avance tecnológico y la ingeniería de nuestra sociedad, pero tal vez se le presta menos atención al proceso de aterrizaje que en ciertos aspectos puede llegar a ser más complicado y requiere de un nivel de exactitud que sorprende.
Los pasos para aterrizar un Transbordador Espacial empiezan, literalmente, al otro lado del planeta de la pista de aterrizaje. Dada la orden, los astronautas tienen que:
- Cerrar las puertas de carga.
- La mayoría de las ocasiones el Transbordador Espacial se encuentra “boca abajo” y con la nariz primero con respecto al planeta Tierra por lo que se activa el sistema de control de reacción (RCS) para dar la vuelta y poner primero la cola.
- Se activa el Sistema de Maniobra Orbital para bajar la velocidad del transbordador e iniciar el decenso a la capa superior de la atmósfera; es un proceso que dura unos 25 minutos.
- Llegado ese punto se vuelve a activar el RCS para que la parte inferior del transbordador de la cara a la Tierra (boca arriba) y nariz primero.
- Después queman todo el combustible que quede por seguridad, ya que las temperaturas que alcanza el aparato cuando entra a la atmósfera supera los 1.650 grados centígrados.
En este punto el Transbordador Espacialse encuentra a unos 400.000 pies de altura(120 kilómetros) y se desplaza a Mach 25, es decir, 8,2 kilómetros por segundo o30.000 kilómetros por hora. Por medio de maniobras usando el RCS se mantiene una inclinación de 40 grados (nariz arriba) para seguir reduciendo la velocidad e intentar reducir el calor que se produce debido a la fricción causada por la gran velocidad de la nave y el aumento en la densidad del aire.
El Transbordador Espacial, a medida que desciende y se encuentra con más aire deja de comportarse como una nave espacial y empieza a funcionar como un avión.
Si se mantuviera una trayectoria de línea recta, con una inclinación de 40 grados (nariz arriba) es posible que la nave dejara de descender (al menos por unos minutos) o inclusive aumentar su altura por lo que se hacen cuatro maniobras en forma de S muy pronunciadas, manteniendo esos 40 grados de inclinación, de tal forma que disipa la velocidad hacia los lados. Este es el momento de mayor tensión a la nave y sus ocupantes, con fuerzas-G y temperaturas altísimas,
Endeavour (STS-130) en su re-entrada a la atmósfera, haciendo una maniobra en S, visto desde la Estación Espacial Internacional (por: Soichi Noguchi)
Finalizadas las cuatro maniobras en S la nave debería encontrarse a unos 225 kilómetros de la pista de aterrizaje, a una altura de 18.000 pies (5,4 kilómetros). La distancia y la altura en este punto son importantísimas pues el Transbordador Espacial más que un avión es unplaneador, no hay motor o combustible que lo impulse, tan solo la velocidad adquirida por el decenso. Volar muy bajo (aunque la distancia sea suficiente) implicaría que la nave no llegue a la pista. Volar a la altura correcta pero a una distancia mayor de la calculada, causaría el mismo problema.
Estando a unos 40 kilómetros de la pista, se procede a hacer maniobras de círculo (de unos 5.500 metros en diámetro) para alinear el transbordador y disminuir la altura. En la aproximación final, la nave tiene un ángulo de decenso de -20 grados (siete veces mayor al de un avión comercial).
A 600 metros de la pista, se aumenta el ángulo de inclinación de la nave (nariz arriba) para disminuir la velocidad de decenso —a falta de turbinas, esta es la única manera de controlarla— se baja el tren de aterrizaje, aterriza y se detiene a unos tres cuartos de la pista (con ayuda de un paracaídas). Durante los siguientes 20 minutos la tripulación inicia procedimientos para apagar los sistemas del transbordador y esperan a que la nave se enfrie y gases nocivos creados por el calor extremo se disipen.
Por ser un proceso extremadamente complejo, prácticamente todo el aterrizaje delTransbordador Espacial se hace en piloto automático asistido por computadoras. Humanos intervienen estando a 40 kilómetros de la pista para las maniobras en círculo y aproximación final. Aún así, durante las primeras cuatro misiones del transbordador (STS-1,STS-2, STS-3 y STS-4) el proceso se hizo totalmente manual (el piloto tomaba los controles después de la primera maniobra en S).
Según explica Mary Shafer de la NASA, en un mensaje publicado en el grupo de discusión
sci.space.shuttle el 3 de febrero de 2000, el astronauta John Young fue el primero en hacerlo. Después del STS-4, los sistemas de control del transbordador fueron re-programados para que el proceso fuera automático. Por cierto que el Buran (el equivalente ruso alTransbordador Espacial) fue capaz de despegar, orbitar la Tierra y aterrizar de forma 100% automática (sin un solo humano a bordo), impresionante.
Es sorprendente, admirable y un ejemplo del impresionante trabajo que se hace en la NASA, que después de 129 misiones, tan solo haya un fallo (durante el aterrizaje) que tengamos que lamentar, cuando el Columbia se desintegró en su re-entrada a la atmósfera.
Simulación de la re-entrada a la atmósfera del Transbordador Espacial
REFERENCIAS
miércoles, 21 de septiembre de 2011
PROGRAMA DEL TANSBORDADOR ESPACIAL
El transbordador espacial o lanzadera espacial (en inglés Space Shuttle) de la NASA, llamado oficialmente Space Transportation System (STS), traducido "Sistema de Transporte Espacial", fué el único vehículo espacial utilizado para el transporte de astronautas por parte de Estados Unidos. En particular lo destacable de él es que era parcialmente reutilizable.
Desde el despegue de la primera misión del transbordador espacial (STS-1) se ha utilizado para el transporte de grandes cargas hacia varias órbitas, para el abastecimiento y colocación de módulos orbítales en la Estación Espacial Internacional (ISS) y para realizar misiones del mantenimiento (como por ejemplo en el Telescopio espacial Hubble). Visto de antemano, uno de sus aprovechamientos originales y que todavía no se ha aprovechado, es la posibilidad de traer de nuevo a la Tierra satélites en su bodega para ser reparados. Aunque desde la ISS en ella si se han traído grandes cargas, ya que las Soyuz no puede traerlas de regreso por tener una capacidad más limitada.
El vehículo estaba programado inicialmente para realizar aproximadamente 100 vuelos.
El programa del transbordador espacial comenzó a finales de los años 60 y se convierte en prioridad principal de la NASA en los 70. En enero de 1986, un impactante accidente del Challenger en el que murieron sus siete tripulantes, detuvo dos años el programa de lanzamientos. Igualmente, tras el desastre delColumbia en 2003, no hubo más vuelos en los siguientes dos años. En enero de2004 la NASA anunció que retirará la flota entera de transbordadores y los sustituirá en 2010. El regreso de los vuelos con la misión STS-114 fue programado inicialmente en julio de 2005, pero debido a problemas en un sensor del tanque externo se descartó. Después de más de dos años de suspensión, el26 de julio de 2005 el Discovery reanudó las operaciones con la Estación Espacial Internacional (ISS) para la transferencia de material y abastecimiento. En la reentrada a la Tierra hubo problemas técnicos con el seguimiento de la nave a causa del mal tiempo sucedido el 9 de agosto.
Puesto que en una sola misión el orbitador no puede compaginar el transporte de módulos a la ISS y continuar el mantenimiento del telescopio espacial Hubble, y de previamente haber cancelado estas misiones, la NASA anunció que realizaría una misión, la cúal fue la última realizada al telescopio Hubble, el 11 de mayo del 2009.
Según el discurso que sostuvo el presidente estadounidense George W. Bush el 14 de enero de 2004, el uso del transbordador espacial será concentrado totalmente en el ensamblaje de la ISS hasta 2010, año en el cual tendría que ser substituido por el vehículo Orión, todavía en fase de desarrollo.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Shuttle_Discovery_July_25_pre-launch-crop.jpg/320px-Shuttle_Discovery_July_25_pre-laun
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Shuttle_Discovery_July_25_pre-launch-crop.jpg/320px-Shuttle_Discovery_July_25_pre-laun
HISTORIA
La decisión de construir el Transbordador
Durante la década de 1960, la NASA había planteado una serie de proyectos sobre vehículos espaciales reutilizables para reemplazar los sistemas de uso único como elProyecto Mercury, el Proyecto Gemini y el Programa Apolo. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) también tenía interés en sistemas más pequeños con mayor maniobrabilidad, y estaba realizando su propio proyecto de avión espacial, llamado X-20 Dyna-Soar, por lo que ambos equipos trabajaron juntos.
En la segunda mitad de la década de los 60, el esfuerzo para mejorar el Apolo se estaba diluyendo, y la NASA empezó a trabajar en el siguiente paso del programa espacial. Se proyectó un ambicioso programa que contemplaba el desarrollo de una enorme estación espacial, que se lanzaría con grandes cohetes y sería mantenida por un "transbordador espacial" reutilizable, el cual a su vez sería capaz de dar servicio a una colonia lunar permanente y, eventualmente, transportar personas a Marte.
Sin embargo la realidad fue otra, ya que el presupuesto de la NASA disminuyó rápidamente. En lugar de retroceder y reorganizar su futuro en función de su nueva situación económica, la agencia intentó salvar tanto como fuera posible de sus proyectos. Se descartó la misión a Marte, pero tanto la estación espacial como el transbordador todavía estaban en pie. Finalmente sólo se pudo salvar uno de ellos, que por razones económicas y logísticas fue el transbordador, ya que sin ese sistema no se podría construir una estación espacial.
Se propusieron una gran variedad de diseños, muchos de ellos complejos. Maxime Faget, diseñador de la cápsula del Mercury, entre otros, creó el "DC-3"; un pequeño avión capaz de llevar una carga de 9.000 kg y cuatro tripulantes, aunque con maniobrabilidad limitada. El DC-3 se constituyó en la plataforma básica con la que se compararían los demás diseños.
Sin mucho entusiasmo, la USAF asintió, no sin antes pedir un incremento significativo en la capacidad del transbordador, para permitirle lanzar sussatélites espías proyectados. Estos eran grandes, con un peso aproximado de 18.000 kg, y tendrían que ponerse en órbita polar, lo que necesita más energía que la que se requiere para poner un objeto enórbita baja (LEO). El vehículo también tendría que tener la capacidad de maniobrar hacia cualquier lado de su huella orbital para ajustarse a la deriva rotacional del punto de lanzamiento mientras estuviera en la órbita polar —por ejemplo, en una órbita de 90 minutos, el "punto Vandenberg" en California, EE.UU. tendría unaderiva de 1.600 km, mientras que en órbitas más alineadas con el Ecuador, la deriva sería de menos de 400 km—. Para lograrlo, el vehículo debería tener alas más grandes y pesadas.
Con ello, el sencillo DC-3 quedaba fuera de la ecuación, debido a su reducida capacidad de carga y habilidad de maniobra. De hecho, todos los diseños eran insuficientes. Todos los nuevos dibujos tendrían que incorporar un ala delta. Y ese no era el único inconveniente: con el incremento de la capacidad del vehículo, los propulsores también debían ser mucho más potentes. De pronto, el sistema había crecido hasta ser más alto que el Saturn VI y sus costes y complejidad se salieron de todos los pronósticos.
Mientras todo esto sucedía, otras personas sugirieron un enfoque diferente: que la NASA utilizara el Saturn existente para lanzar la estación espacial, la cual sería mantenida por cápsulas Gemini modificadas, montadas sobre cohetes Titan II-M de la USAF. El coste sería probablemente menor, y alcanzaría antes el objetivo de la estación internacional.
La respuesta no se hizo esperar: un transbordador reutilizable compensaría con creces el coste de su desarrollo, si se comparaba con el gasto de lanzar cohetes de uso único. Otro factor en el análisis fue la inflación, que fue tan alta en la década de los años setenta del siglo XX que cualquier reposición del coste del desarrollo tenía que ser rápida. Se necesitaba entonces un elevado ritmo de lanzamientos para hacer que el sistema fuera factible desde el punto de vista económico. Estas condiciones no las cumplían ni la estación espacial ni las cargas de la USAF. La recomendación fue, entonces, hacer los lanzamientos desde el transbordador, una vez construido. El coste de lanzar el transbordador tendría que ser menor que cualquier otro sistema, exceptuando los cohetes pequeños y los muy grandes.
Con el tema de la viabilidad solucionado, la NASA se dedicó a obtener fondos para los cinco años que tardaría el desarrollo del proyecto, empresa que no resultó para nada fácil. La inflación, la Guerra de Vietnam y la crisis del petróleo amenazaban con dar al traste con el transbordador, pero era el único proyecto viable, y suspenderlo significaba que EE.UU. no tendría un programa espacial tripulado en la década de 1980. Sin embargo, los presupuestos debían ajustarse, lo cual llevó otra vez a la mesa de diseño. Se abandonó el proyecto de cohete reusable en favor de un cohete sencillo que se desprendiera y fuera recuperado posteriormente. El combustible se sacó del orbitador a un tanque externo, lo cual permitió aumentar la capacidad de carga a costa de desechar el tanque.
El último escollo de diseño fue la naturaleza de los propulsores. Se propusieron al menos cuatro soluciones, y se optó finalmente por la que contemplaba dos cohetes sólidos (en vez de uno grande), debido a los menores costes de diseño (aspecto que estuvo permanentemente presente en el diseño del transbordador).
Referencias:
ESTADÍSTICAS DE VUELO
| Lanzadera | Vuelos | Días de vuelo | Órbitas | Vuelo más largo | El primer vuelo | Último vuelo | Mir / ISS acoplamiento | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STS | Puso en marcha | STS | Puso en marcha | ||||||
| Columbia † | 28 | 300d 17h 47m 15s | 4808 | 17d 15h 53m 18s | STS-1 | 12 de abril 1981 | STS-107 † | 16 de enero 2003 | 0 / 0 |
| Challenger † | 10 | 62d 07h 56m 15s | 995 | 05h 23m 33s 08D | STS-6 | 04 de abril 1983 | STS-51-L† | 28 de enero 1986 | 0 / 0 |
| Descubrimiento | 39 | 364d 22h 39m 29s | 5830 | 15d 02h 48m 08s | STS-41-D | 30 de agosto 1984 | STS-133 | 24 de febrero 2011 | 01.13 |
| Atlantis | 33 | 306d 14h 12m 43s | 4848 | 13d 20h 12m 44s | STS-51-J | 03 de octubre 1985 | STS-135 | 08 de julio 2011 | 07.12 |
| Endeavour | 25 | 296d 03h 34m 02s | 4677 | 16d 15h 08m 48s | STS-49 | 07 de mayo 1992 | STS-134 | 16 de mayo 2011 | 12.01 |
| Total | 135 | 1330d 18h 9m 44s | 21158 | 9 / 37 | |||||
Fuentes De Información:
Suscribirse a:
Entradas (Atom)