‘Au revoir’, ATV

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En 2014 ha sido lanzado el quinto y último carguero orbital europeo no tripulado ATV (Automated Transfer Vehicle), cerrándose así una etapa que se inició en 2008 con la llegada a la Estación Espacial Internacional (ISS) del ATV-1 Jules Verne. La infografía que presentamos muestra —mediante cinco ilustraciones y un centenar de datos— un resumen de las principales características del ATV así como la configuración de su lanzador, el Ariane 5 ES.

En las imágenes inferiores, la bodega presurizada de 48 m³ en el interior del módulo de carga del ATV-5 Georges Lemaître, lanzado con destino al complejo orbital internacional el 25 de julio de 2014, último de la serie ATV y actualmente acoplado al módulo DOS-8 Zvezdá del Segmento ruso de la ISS; módulo que podemos ver en primer plano en la foto de la derecha mientras el carguero ATV-4 Albert Einstein efectuaba las maniobras finales de aproximación para el atraque en el puerto posterior del Zvezdá en la primavera de 2013. [Crédito de las imágenes: ESA]

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ISS: Días de tráfico denso y un incidente en ruta

Con la llegada a la ISS del ‘shuttle’ Discovery en próximas horas, transportando el nuevo Módulo Multiuso Permanente Leonardo para su unión al Nodo 1 del complejo orbital, el transbordador estadounidense se sumará en éste su último vuelo a varias naves más acopladas a la Estación: los cargueros orbitales ATV-2 y HTV2 (europeo y japonés, respectivamente), dos naves rusas Soyuz y un carguero ruso Progress. De esta forma, se bate un récord de naves atracadas de forma simultánea a la ISS, cuyo volumen presurizado pasa a ser de más de 1.000 metros cúbicos y supera las 500 toneladas de masa total… y además, 12+1 tripulantes alojados en el complejo orbital —ó 12+1/2 si tenemos en cuenta que Robonaut, una especie de androide espacial de la NASA que “vivirá” en la ISS, carece de extremidades inferiores. Todo un hito en la historia del medio siglo de presencia humana en el espacio que conmemoramos este 2011, año del 50º Aniversario del histórico vuelo de Yuri Gagarin en la nave soviética Vostok 1.

El carguero orbital de la ESA ATV-2 ‘Johannes Kepler’ en los momentos finales de su aproximación al módulo ruso Zvezda (a la derecha) para su posterior acoplamiento automático mediante su sonda de atraque activa. [Foto: ESA]

El 24 de febrero ha sido un día para recordar en la ya dilatada historia de la Estación Espacial Internacional (ISS) por varios motivos: en primer lugar un vehículo automático de reabastecimiento de gran capacidad, el carguero orbital europeo ATV-2 Johannes Kepler se ha acoplado con éxito al puerto posterior del módulo Zvezda (“estrella”, el corazón de la Estación) del segmento ruso de la ISS a las 17:08 (CET, hora de París). La maniobra automática final de acercamiento y acople de la nave europea, realizada gracias al sofisticado y a la vez fiable sistema automático de cita espacial KURS (de diseño soviético), ha sido perfecta y libre de problemas o imprevistos, según lo programado y como viene siendo una rutina que dura ya muchos años en el caso de las naves tripuladas Soyuz o los cargueros Progress, dotados también del mismo sistema de acoplamiento en órbita.

A partir de ahí, la tripulación de la ISS abre las escotillas del módulo Zvezda y del ATV y descargan los contenedores de su sección presurizada y accesible trasladando su contenido a través del túnel de transferencia del módulo ruso, una carga de suministros muy importantes (comida, ropa, correo, equipos, etc.).

‘No failure’. El sistema KURS del ATV-2 en acción, tal y como se veía el 24 de febrero en el Centro de Control de la ESA cuando la distancia entre el carguero europeo y el módulo Zvezda de la ISS era de 42, 1 m

El ATV transferirá además a los depósitos del Zvezda 860 kg de combustible y 100 kg de oxígeno. El resto de su carga es más combustible, que servira para que los motores principales de impulsión del propio carguero europeo efectúen varias maniobras periódicas de elevación de la órbita de la ISS para “compensar la resistencia aerodinámica del complejo”, según informa la Agencia Espacial Europea (ESA) en comunicado oficial con fecha de publicación de la presente entrada, 25/02/2011.

Infografía del carguero orbital europeo ATV. [Paco Arnau / Ciudad futura • 2010]

Shuttle ‘Discovery’: A la sexta va la vencida… con algún sobresalto

Por otra parte, por fin podemos decir que el transbordador espacial de la NASA Discovery ha despegado de Cabo Cañaveral con destino a la ISS en su última misión antes de su retirada definitiva y ha coincidido en fecha, 24 de febrero de 2011, con el acoplamiento del carguero europeo ATV-2 al que nos hemos referido anteriormente. Decimos “por fin” ha despegado debido al hecho de que este vuelo estaba programado en principio para una fecha ya tan lejana como los primeros días de noviembre del pasado año 2010.

Espectacular fumarola alrededor de una de las plataformas de lanzamiento del Centro Espacial Kennedy en los primeros instantes del despegue del shuttle Discovery STS-133 el 24/02/2011 (Cabo Cañaveral, La Florida). [Foto: NASA]

El transbordador norteamericano sufrió toda una serie de demoras consecutivas o despegues aplazados (hasta cinco) por muy diversas causas: aparición de grietas en el tanque externo (ET), problemas informáticos, escapes de combustible… hasta llegar a incidentes tan curiosos (uno de los más recientes) como que a un operario se le cayera una herramienta (calibrador) que hubo que buscar y encontrar en el interior del tanque del Launch Vehicle. Todo un calvario de problemas que afortunadamente se fueron sorteando y parcheando (literalmente en el caso de las grietas) para llegar al final al lanzamiento de ayer 24 de febrero, que tampoco estuvo exento de algunas imágenes a bote pronto inquietantes para aquéllos que vimos la retransmisión en directo y nos percatamos de ello (fotogramas del vídeo de apenas 1 seg de duración poco antes de la llegada del Discovery a la órbita terrestre). Os mostramos el incidente a que nos referimos a continuación, ilustrado partiendo del análisis (nuestro análisis) de uno de los fotogramas de la señal de vídeo en streaming de la propia NASA)…

A falta de más informaciones en el momento de escribir esta entrada, si se trata (como lo que vemos en la imagen superior parece indicar) de un desprendimiento de material ligero de la cobertura aislante del ET, una especie de espuma de poliuretano, no parece que este “incidente” revista gravedad en la medida de que sólo afectaría a la cobertura de este tanque, eyectado antes de alcanzar la órbita, y no las placas cerámicas o de carbono reforzado (en las zonas de ataque) de alta resistencia al calor que recubren la nave tripulada durante el reingreso en las capas altas de la atmósfera, piezas cuya integridad es fundamental para una reentrada segura del Discovery (y de sus tripulantes a bordo) una vez que finalice su misión en órbita.

Suspense ‘versus’ aburrimiento

El despegue propiamente dicho del shuttle (salida de la rampa de lanzamiento) tampoco ha estado exento de suspense a causa de varias paradas de la cuenta atrás debidas a alertas del control de seguridad del lanzamiento y a algún que otro problema en los ordenadores de la misión. Nada que ver con los “aburridos” despegues a que nos tienen acostumbrados las misiones rusas Soyuz o Progress, carentes de suspense o sorpresas de última hora y con un funcionamiento tan rutinario como el de un reloj suizo; por la fiabilidad de su tecnología y también, claro está, por su puntualidad.

Rescatamos una infografía inédita en la Red del transbordador de la NASA (los datos que expresa corresponden al año 2000, fecha de su realización). [Paco Arnau / Ciudad futura • 2000; clic en la imagen para ampliar]

No obstante lo anterior reconocemos, como afirman aquéllos que son admiradores del que fuera en otros tiempos exitoso y bien cubierto de fondos programa espacial de EEUU (ahora ya en plena retirada de los vuelos tripulados y con una NASA sometida a enormes recortes gubernamentales de la Administración Obama en su presupuesto), los shuttle han sido “la máquina más compleja jamás diseñada”, con dos millones y medio de piezas. Desgraciadamente también se podría afirmar que las más caras (si excluímos el programa Apolo) y a la vez menos “rentables” en cuanto a resultados. Por no hablar de su más que dudosa fiabilidad; no ya por esta última larga y problemática odisea del Discovery en su último vuelo y otros casos similares sino, sobre todo, por las terribles consecuencias de pérdida de vidas humanas en las misiones de la flota de transbordadores (dos perdidos de un total de cinco), que han elevado de forma brutal la estadística global de hombres y mujeres muertos en expediciones espaciales. Vaya por todos ellos, verdaderos héroes americanos de la exploración del espacio, nuestro recuerdo y homenaje.

Foto de familia” internacional de la ISS —basada en una ilustración 3D de la NASA— con seis naves acopladas y un nuevo módulo permanente una vez que el transbordador estadounidense ‘Discovery’ esté unido a la Estación acompañando a una nave europea, una japonesa y tres de la Federación Rusa. [Infografía: Paco Arnau / Ciudad futura • 2011]

Gagarin ‘vuelve’ a la órbita en una Soyuz

Para finalizar añadiremos que el tráfico intenso que en estos tiempos está recibiendo la ISS no acabará con las llegadas de naves de Japón, Europa y EEUU. La Federación Rusa, que sigue batiendo el registro de naves en el complejo orbital internacional (1-1-1-3 una vez acoplado el Discovery, como vemos en la infografía superior), lanzará con destino a la ISS una nueva Soyuz, la designada TMA-21 (Expedición 27-28 de la ISS), con dos nuevos cosmonautas rusos y un astronauta estadounidense el próximo 30 de marzo. Probablemente su lanzamiento carecerá de suspense, retrasos, sobresaltos y no será el último de una Soyuz, pero se recordará por otro motivo… Como la misión de la Soyuz TMA-21 estará operativa el 12 de abril de 2011, la efemérides del 50º Aniversario del primer vuelo tripulado al espacio (Vostok 1, URSS, 1961), esta próxima Soyuz tendrá el nombre de Yuri Gagarin, tal y como ha decidido Roscosmos, la agencia cosmonáutica rusa. Así —aunque sea de forma simbólica— el valiente piloto y cosmonauta soviético Yura “volverá” a nuestra órbita medio siglo después de su histórica hazaña solitaria de principios de la década prodigiosa, un gran salto adelante que supuso el primer gran paso de la Humanidad en el Cosmos y en nuestro espacio orbital, ahora tan concurrido.

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El carguero espacial europeo ATV-2 ya está en el Ariane 5 ES

La segunda misión de la nave automática europea no tripulada ATV, el carguero orbital ATV-2 Johannes Kepler, cuyo lanzamiento está previsto el próximo 15 de febrero desde el Centro Espacial de Kourou —a las 23:08, hora de París (19:08 en la Guayana francesa)— con destino a la Estación Espacial Internacional (ISS), prosigue con los preparativos previos al despegue. El 4 de febrero pasado este carguero espacial de alrededor de 20 toneladas y cerca de 10 metros de altura ha sido colocado en la parte superior del lanzador más potente de la Agencia Espacial Europea (ESA), el cohete Ariane 5 ES.

Infografía del ATV [CC Paco Arnau, 2010-2011 / Ciudad futuraAmazings.es]

Tras su lanzamiento desde el Centro espacial franco-europeo de Kouru (Guayana francesa, Sudamérica), este segundo ATV (“Automated Transfer Vehicle” por sus siglas en inglés), nombrado Johannes Kepler (el anterior fue el ATV-1 Jules Verne), alcanzará nuestra órbita y se acoplará al módulo de servicio y control Zvezda, el componente principal del Segmento de la Federación Rusa de la ISS. Esto es así porque el sistema automático de cita espacial y acoplamiento en órbita de esta nave europea es el KURS, de diseño soviético, y su sonda de atraque está diseñada para acoplarse, por tanto, al puerto posterior del módulo ruso Zvezda (“estrella”) del complejo orbital internacional.

El mecanismo automatizado de cita espacial y atraque del ATV, el KURS, es muy similar al de los cargueros rusos Progress o al de las naves tripuladas Soyuz y poco tiene que ver con el sistema adoptado por la agencia espacial japonesa (JAXA), cuyo carguero orbital HTV-2 Kounotori ha sido unido recientemente al sector estadounidense de la ISS (Nodo 2) tras su captura a corta distancia mediante un brazo robótico articulado de la ISS de factura canadiense.

Suministros y maniobra de corrección de altitud

El ATV-2 llevará a la ISS alrededor de siete toneladas de carga útil, incluyendo 4.534 kg de combustible o propelente que servirán para que —con este nuevo suministro— se aseguren las rutinarias pero no por ello prescindibles maniobras de control y elevación de altitud de la ISS (habitualmente posibles gracias a los cargueros rusos Progress); algo necesario para que la ISS no acabe frenándose y, por tanto, reentrando de forma incontrolada tras perder altitud debido al rozamiento con las trazas de atmósfera terrestre que aún se encuentran a la altura de su órbita baja.

Fotografía superior: El ATV-1 Jules Verne acoplado al módulo Zvezda del Segmento ruso de la ISS en 2009. [Foto: NASA; clic en la imagen para ampliar]

Derecha: Ilustración del lanzador Ariane 5 ES con el carguero automático ATV inserto en la cofia superior del cohete europeo en su configuración en el lanzamiento. [Ilustración: ESA]

Qué podemos ver en esta fotografía…

En la imagen podemos ver una de las secuencias finales de introducción del ATV-2 Johannes Kepler en la fase superior del cohete Ariane 5 ES en las instalaciones del edificio de ensamblaje final de este lanzador en el Centro Espacial de Kourou. Lo que se divisa en la fotografía es sólo una parte de la nave: su mitad inferior o posterior no presurizada, con la Sección de Aviónica y el Módulo de Propulsión (el cilindro inferior).

Los paneles rectangulares blancos que se ven en la parte superior (sobre la cobertura de la Sección de Aviónica) son radiadores de control térmico de la nave, cuya cobertura externa es de material textil de alta resistencia (nextel/kévlar), a fin de protegerla frente a impactos de basura espacial con poca masa o de micrometeoritos.

Bajo las placas metálicas de protección que se ven en primer plano en el Módulo de Propulsión están dos de los cuatro juegos de paneles solares fotovoltaicos desplegables del ATV-2. Debajo se observan las toberas de los motores principales de propulsión (cuatro unidades). Con coberturas de protección rojas (a la izquierda, junto al trabajador de la ESA) destacan también las toberas de uno de los conjuntos de pequeños motores de control de actitud (28 en total) con los que está dotado el carguero orbital europeo.

Las “aparentemente enigmáticas” cintas de color rojo que se observan fijadas a algunos de los elementos descritos de la nave no son otra cosa que una indicación o alerta, sencilla y bien visible, cuya única función es advertir a los técnicos y operarios de la ESA que se trata de protecciones para evitar daños durante el ensamblaje y que, obviamente, éstas deben ser retiradas antes del lanzamiento. [Fotografía superior: arianespace.com]

15 de febrero: Lanzamiento número 200 de los cohetes Ariane

Para finalizar añadiremos que el vuelo del ATV-2 en el Ariane 5 del próximo 15 de febrero es considerado “histórico” por la ESA, al tratarse de la misión número 200 de esta familia de lanzadores desde el despegue en diciembre de 1979 de su primer cohete —un Ariane en su versión 1— hace ya más de 32 años.

Enlace relacionado: El carguero espacial automático no tripulado ATV de la ESA (Amazings.es)
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