Segmento orbital ruso

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VIAJE A LA ISS (Estación Espacial Internacional) Parte 3: Undocking, re-entrada y aterrizaje del Soyuz 400 km sobre la Tierra Cada dia desde noviembre 1998, la Estación Espacial Internacional ha estado orbitando alrededor de la Tierra a la velocidad de 28000 km/h Habiendo pasado varios meses a bordo de la Estación Espacial Internacional, ha llegado la hora para tres de los miembros de su tripulación de volver a la Tierra El viaje de vuelta a bordo de la cápsula Soyuz dura 3 horas y media Antes de empezar hay que hacer mucha preparación tanto en espacio como en tierra La zona normal de aterrizaje para el vehículo Soyuz es Kazajistán Un grupo de expertos se preparan meticulosamente en tierra para esta operación Ellos tienen en cuenta la órbita actual de la estación y seleccionan el lugar más apropiado para el aterrizaje en tierra El lugar de aterrizaje es comprobado por el equipo de búsqueda y rescate para asegurar que el terreno es llano y está libre de cualquier obstáculo que pudiese complicar el aterrizaje El equipo de búsqueda y rescate puede operar incluso en condiciones meteorológicas extremas Cuando toda la información ha sido analizada, la trayectoria óptima de vuelta es calculada Una semana antes de que la nave Soyuz deje la Estación, los instructores y controladores localizados en el Centro de Control de Misión cerca de Moscú, llevan a cabo una sesión de entrenamiento a distancia con la tripulación, en el simulador a bordo Durante esta sesión, se recuerda a la tripulación las acciones más importantes que tendrán que realizar durante la reentrada Ellos siguen cuidadosamente los procedimientos para cada paso crítico incluyendo los casos que puedan llevar a un descenso de emergencia También son informados sobre los últimos detalles sobre su viaje de vuelta, como las condiciones de aterrizaje y los tiempos precisos de activación de los sistemas del vehículo La tripulación a bordo hace una prueba del vehículo Soyuz y comienza a empaquetar objetos que viajarán con ellos de vuelta a tierra Entonces se activa el vehículo Soyuz y la tripulación comienza a prepararlo para la realización del undocking Cuando los controladores en tierra dan la señal, la tripulación dice adios a los compañeros que se quedan atrás y cierran la escotilla que separa el módulo orbital Soyuz de la Estación La escotilla es exáminada cuidadosamente para asegurar que no hay fugas que pudieran causar una inesperada despresurización de la cabina Los miembros de la tripulación se ponen sus trajes espaciales y entran en el módulo de descenso que ocuparán para su viaje en montaña rusa de vuelta a la Tierra El antiguo astronauta Fran De Winne, es ahora jefe del Centro Europeo de Astronautas en Colonia Él recuerda perfectamente las emociones que sintió cuando estaba a punto de dejar la Estación Espacial Internacional ¡Wow! Hoy vuelvo a casa, porque por supuesto los días anteriores te preparas para el descenso, revisas todos los procedimientos, miras todos los radiogramas Pero es sólo el momento que te pones el traje espacial y se están cerrando las escotillas cuando sabes que 4 horas más tarde estarás de vuelta en la Tierra La tripulación y el vehículo están ambos preparados para la secuencia de undocking Los segmentos rusos de la Estación tienen varios puertos de docking para albergar vehículos Soyuz En este ejemplo, el vehículo va a separarse desde el llamado Módulo de Servicio En este caso, la nave Soyuz tras separarse, alcanza una órbiza por debajo de la de la Estación La velocidad orbital de la nave Soyuz también aumenta A veces, sin embargo, la nave Soyuz se encuentra en un puerto debajo de la Estación En estas situaciones, aproximadamente 40 minutos antes del undocking, la Estación cambia su orientación La nave Soyuz, entonces, abandona la Estación y alcanza una órbita mas alta y su velocidad se reduce En ambos casos, después de una revolución de la Tierra las órbitas se encuentran pero debido a que ahora tienen diferentes velocidades, la Estación y la nave Soyuz llegan al punto de intersección a diferentes tiempos Ésto evita cualquier posibilidad de colisión entre los dos vehículos Cuando el director de vuelo está preparado, se da la señal de "GO" a la tripulación para iniciar el undocking El comandante de la tripulación da la orden de abrir los ganchos de la nave Soyuz Éstos son los unicos dispositivos mecánicos que mantienen los vehículos juntos Después de aproximadamente 3-4 minutos los ganchos están completamente abiertos y la nave Soyuz deja de estar unida a la Estación Un conjunto de "empujadores" que se mantenían mecánicamente comprimidos mientras la nave estaba unida, suavemente empujan a la nave Soyuz a una velocidad relativa de 12 a 15 cm/s Al estar tan cerca de la estación, los sistemas de propulsión de la Soyuz están impedidos, para evitar contaminar la Estación con el polvo residual químico producido por los propulsores de la Soyuz La tripulación obtiene confimación visual de la separación mediante la imagen proporcionada por la camara de TV externa y también por los indicadores mostrados en sus pantallas El astronauta de la ESA Paolo Nespoli, regreso a la Tierra a bordo de una nave Soyuz al final de la expedicion 27 Yo realmente no sentí la separación, cuando nos separamos de la estación, físicamente no lo sentí La separación física de la estación se realiza por el empuje de unos muelles que hay dentro No hay que encender los motores cerca de la Estación, porque puedes causar daños Simplemente vas a la deriva y miras a los instrumentos, mirabamos la cámara de fuera y comprobamos que la Soyuz se encontraba en el pasillo de salida, eso es lo que hacíamos No sentí nada realmente Lo único que sentimos es que comenzábamos este viaje de vuelta a la Tierra Tres minutos después, cuando la nave se ha movido unos 20 metros, la tripulación controla la aceleración de 15 segundos que aumenta la velocidad de separación hasta 2 km/h Ésto lleva a la Soyuz a una posición segura relativa a la Estación Espacial Después del undocking, los controladores de tierra suben los datos necesarios al ordenador de a bordo para realizar el descenso de forma autónoma La tripulación está en comunicación constante con tierra Ellos verifican la validez de los datos antes de permitir al ordenador utilizarlos En este punto, la tripulación debe prestar especial atención para preparar la siguiente operación crítica, el "Deorbit Burn" Como puede también verse, aunque la Soyuz ahora está lejos de la Estación, todavía esta orbitando alrededor de la Tierra a una altura cercana a la de la ISS El proposito del "Deorbit burn" es disminuir la velocidad de la Soyuz Como resultado, la trayectoria del vehiculo cambia y reentra en la atmósfera La atmósfera actúa como un freno natural y hace la mayor parte del trabajo frenando la Soyuz, hasta que un conjunto de paracaidas se abre y asegura un aterrizaje suave Este frenado se puede realizar utilizando el motor principal localizado en la parte trasera de la nave para empujar en contra de la dirección de movimiento La orientación requerida y la duración del impulso de frenado deben ser calculados y realizados con precisión porque influyen diréctamente en lo pronunciado que es el camino de reentrada Si no quemamos lo suficiente, todavía tendremos mucha velocidad y estaremos demasiado arriba en la atmósfera por lo que podríamos pasar por encima de la atmósfera e ir hacía el espacio, lo que sería una reentrada no exitosa Por otro lado, si quemamos demasiado y entramos demasiado, tendremos demasiada velocidad cuando estamos en las partes bajas de la atmósfera La temperatura, que es normalmente de 2000 grados Celsius será mucho más alta y hay el riesgo de arder Por tanto, es muy importante que realicemos el "deorbit burn" correcto y lo ajustemos a unos 120 m/s Para conseguir la aceleración correcta, el motor principal funciona durante exactamente 4 minutos y 45 segundos La Soyuz sigue ahora una trayectoria que lleva a interceptar las densas capas de la atmósfera con una segura reentrada y aterrizaje unos 55 minutos después Mientras el vehículo viaja en su Trayectoria, unos 30 minutos antes de aterrizar, a una altitud de aproximádamente 140 km Se separa en tres partes: el módulo orbital, el módulo de descenso y el compartimento de instrumentos No hay posibilidad de que los modulos choquen entre sí en los que se llama "Impact-less separation" Solo el módulo de descenso que lleva a la tripulación volvera seguro a la Tierra Los otros 2 se desintegrarán y arderán en la atmósfera La separación de la nave espacial en 3 partes ocurre durante varios segundos, porque hay varias partes que se separan una tras otra Todas estas acciones ocurren por unos implementos explosivos Visto desde dentro de la nave, lo sentí como si hubiese alguien fuera de la nave, con un martillo que estaba golpeando aquí y allí, arriba y abajo así que cada pocos milisegundos la aeronave se estaba agitando con este BANG, BANG, BANG En realidad fue bastante interesante El módulo de descenso experimenta temperaturas extremadamente altas durante la reentrada, así que para protegerlo, así como a la tripulación se equipa con un envoltorio protector especial con un escudo térmico en su base Cuando la atmósfera se vuelve más densa, el módulo de descenso se posiciona para que el escudo térmico apunte hacia delante La cápsula está a punto de entrar en la atmósfera de la Tierra Ésta será la parte mas complicada de su viaje a casa Entonces, cuando se suponía que reentrabamos en la atmósfera miré desde nuestra ventana y ví que estabamos girando, y estaba un poco perplejo porque creía que debiamos reentrar con un cierto ángulo Así que empecé a mirar los procedimientos, hicimos unas cuantas cosas y cuando miré otra vez, vi que estábamos dentro de este plasma, se estaba poniendo muy rojo y la ventana se empezó a oscurecer Lo que ocurría era que la corriente de plasma estaba quemando de verdad la capa exterior de la ventana que tiene una cubierta protectora Así que fue bastante interesante porque en ese momento no sentí tanto, es decir la gravedad te empieza a atrapar pero es muy suave al principio y puedes usarla para estar sobre los asientos, abrochar las correas y ajustarte en el asiento Fue una sensación interesante El módulo de descenso sigue un camino similar en forma al que hace un surfista surcando una gran ola Como el surfista la nave Soyuz es capaz de realizar pequeñas variaciones para mantenerse en el camino Entonces, ¿cómo podemos controlar la trayectoria de una cápsula en caida libre? Aunque no tiene alas, la cápsula Soyuz es capaz de cambiar la manera que vuela El diseño de la Soyuz le permite hacerlo La sustentación de la cápsula aumenta cuando rota en una dirección y disminuye si rota en la dirección contraria De esta manera, la cápsula puede mantener la trayectoria planeada Como efecto adicional, esta rotación también induce un desplazamiento lateral del módulo Este efecto es muy útil porque da más flexibilidad a la hora de elegir el lugar de aterrizaje Esta maniobra lateral ya ha sido tenida en cuenta al elegir la trayectoria óptima Durante el descenso en la atmósfera, la tripulación siente el efecto de la deceleración cuando su peso sobrepasa varias veces su propio peso en la Tierra La máxima carga-G (4G) se experimenta cuando la cápsula alcanza la altitud de aproximadamente 35 kilómetros cuando ya lleva viajando de 6 a 7 minutos en la atmósfera La gravedad es una fuerza muy, muy potente Aquí en la Tierra no entendemos como la gravedad sostiene nuestro cuerpo y lo que tenemos alrededor La sientes de verdad cuando vuelves del espacio porque ahora has estado en un ambiente sin gravedad por un largo periodo y ves todas estas fuerzas agarrandote, miras las cosas y sientes que tus manos son pesadas, sientes que tu reloj pesa una tonelada, los libros, los materiales que hay sobre tí, tu cabeza es extremadamente pesada Es realmente una sensación muy fuerte En el poco probable caso de que el contro automático falle, la tripulación puede usar un controlador manual de reserva Ellos entrenan exténsamente para prepararse para esta posibilidad Otra opción es el "descenso balístico" La nave comienza a rotar y vuela en una trayectoria mucho más inclinada sin ningún desplazamiento lateral adicional La carga-G en este caso, aumentará a 9 Cuando la cápsula alcanza una altitud de 10.5 km, su velocidad ya ha bajado de 28000 a 800 km/h Para disminuir todavía más la velocidad, la tapa del paracaidas es lanzada y varios paracaidas son desplegados Al final de la reentrada en la atmósfera, empiezas a escuchar el sonido del viento, ya que estás casi rompiendo la barrera del sonido Entonces, en la dirección opuesta, estas volviendo a la zona normal de vuelo Ésto es sobre 30000 pies, entonces se tiene que abrir el paracaidas Este es un momento muy crítico y una de las pocas cosas en la Soyuz donde la tripulación no tiene un manual Así que es únicamente un sistema automático Por ahora, ha funcionado siempre y también tenemos un paracaidas de reserva que nos puede ayudar en caso de que el principal no se abra Pero también es un momento muy violento Puedes imaginar esta cápsula de 2000 kg que esta viajando a la velocidad del sonido a través de la atmósfera y de repente se abre un paracaidas que tira de ti Es casi como un yo-yo y puedes ver la cápsula moviendose alrededor Es mucho peor que una montaña rusa porque el movimiento es en todas direcciones y da un poco de miedo a algunas personas, para otros puede ser divertido porque piensan: ¡Es el mejor viaje que he tenido nunca! Entonces unos minutos después, a la altura de 8.5 km finalmente se despliega el toldo de 1000 metros cuadrados que es el paracaidas principal Esto reduce todavía más la cápsula a una velocidad de 22 km/h La cápsula queda suspendida bajo el paracaidas, con un cierto ángulo respecto al suelo Este ángulo ayuda a la cápsula a evacuar el calor acumulado en su superficie y estructura durante la reentrada Entonces, todo se calma, por supuesto una vez que el paracaidas principal se ha desplegado, llegas al aire en calma después de esta violenta reentrada, la repentina apertura del paracaidas Entonces estas colgado sin peligro, bajando lentamente a la Tierra debajo del paracaidas y ésta es la primera vez que piensas: Si, estoy seguro, ¡Lo vamos a conseguir! A una altitud de aproximádamente 5.5 km el escudo térmico frontal y la ventana externa son expulsados La cápsula expulsa el exceso de combustible y oxígeno de los depósitos presurizados para reducir cualquier probabilidad de explosión cuando golpea el suelo Para posicionar a la nave adecuadamente para el aterrizaje, el paracaidas principal cambia a suspensión simétrica Esta configuración asegura que los asientos de los cosmonatuas están perfectamente posicionados para absorber el impacto del aterrizaje Los retrocohetes que estaban escondidos bajo el escudo térmico, están preparados para encenderse Dentro de la cápsula, los asientos de la tripulación se levantan automáticamente para preparar la absorción del golpe Normalmente, el equipo de búsqueda y rescate, equipado con aviones y helicópteros comienza a rastrear la cápsula Soyuz incluso antes de que se despliegue el primer paracaidas Los helicópteros aterrizan cerca de la cápsula poco despues del aterrizaje y el equipo ayuda a la tripulación a salir Finalmente, 70 cm sobre el suelo, los 6 retrocohetes se disparan para reducir aún mas la velocidad a aproximadamente 5 km/h La cápsula golpea el suelo pero los asientos de la tripulación continúan moviendose hacia abajo y los amortiguadores del impacto ayudan a que el aterrizaje sea más suave para la tripulación El aterrizaje suave, no es tan suave Te preparas para él poniendo tus brazos contra tu cuerpo, sin tocar las partes metálicas, sujetando los libros contra tí, no hablas para no poner tu lengua entre tus dientes y estás tumbando intentando estar encima del asiento todo lo bien que puedes mientras esperas a que ocurra este "aterrizaje suave", que para mi fue como un choque frontal entre un camión y un coche pequeño, y por suspuesto, yo estaba en el coche pequeño Así que cuando esto ocurrió fue como BA-DA-BOOM todo tembló y entonces...silencio, todo se paró Así que miré un poco alrededor, miré a mis compañeros de la tripulación y les dije: Hey chicos, ¡Bienvenidos de vuelta a la Tierra! Una vez han aterrizado, una de las primeras acciones del comandante de tripulación es liberar una de las dos cuerdas que conectan la cápsula con el paracaidas Esto es importante, cuando hay viento, para evitar que la cápsula sea arrastrada en el suelo por el paracaidas inflado Sabes que estás en el suelo, escuchas las voces de las tropas de rescate que están a tu lado y sabes que 5 minutos después abrirán la escotilla <u>y podrás respirar aire fresco La tripulación está a salvo de vuelta en la Tierra Pronto se reunirán con sus familias y comenzarán el proceso de rehabilitación, después de su extraordinario viaje