lunes, 28 de noviembre de 2016

Un hito de la astronáutica: 50 años del primer vuelo de una Soyuz
por Daniel Marín



Parece mentira, pero ya ha pasado medio siglo desde que la primera nave Soyuz viajó al espacio. El 28 de noviembre de 1966 despegaba desde el cosmódromo de Baikonur —por entonces Tyura-Tam— una nave a la que se había bautizado con el anodino nombre de Kosmos 133 para no llamar la atención de los servicios de inteligencia occidentales. Pero en realidad se trataba de la nave tripulada soviética más avanzada y el producto de seis años de duro trabajo.

Una Soyuz acoplándose a la ISS (NASA).


La Soyuz (‘unión’ en ruso) era la sucesora de la Vostok, la nave que había alcanzado fama mundial con Yuri Gagarin y Valentina Tereshkova. Tras seis misiones tripuladas, la Vostok había sido adaptada bajo el nombre de Vosjod (‘aurora’) para llevar a cabo el primer paseo espacial y el primer vuelo con tres cosmonautas. Pero la Vostok/Vosjod era manifiestamente mejorable. Su cápsula sharik con forma esférica era espaciosa para los estándares de la época, pero hacía imposible misiones tripuladas más allá de la órbita baja.

Efectivamente, su forma solo permitía una reentrada balística, lo que suponía someter a la tripulación a unas fuerzas g altísimas, pero aceptables. Sin embargo, para vuelos más allá de la órbita baja se imponía el poder controlar la reentrada para evitar que las fuerzas fuesen demasiado intensas. Además la nueva nave debería ser capaz de realizar acoplamientos en el espacio y actividades extravehiculares. Por este motivo la cápsula de la Soyuz tendría forma de campana. Siempre y cuando el centro de gravedad de la cápsula estuviese descentrado ligeramente, la forma de la cápsula permitiría generar una pequeña pero importante fuerza de sustentación que reduciría las fuerzas de deceleración. Con esta técnica era posible además controlar mejor el punto de aterrizaje.

Elementos de una Soyuz (Paco Arnau/ciudad-futura.net).


En un principio la oficina de diseño OKB-1 dirigida por Serguéi Koroliov creó el proyecto 5K Sever (‘norte’) para crear una nueva nave tripulada relativamente tradicional, pero pronto decidieron apostar por ingenioso diseño —Soyuz A— en el que la parte presurizada de la nave estaba dividida en una cápsula de retorno y en un módulo orbital. De esta manera se lograba reducir el peso total del vehículo, ya que el escudo térmico de ablación es el elemento individual más pesado de una nave tripulada. Como ventaja adicional el módulo orbital podía servir como esclusa para paseos espaciales —la Soyuz tendría una atmósfera interna similar a la terrestre, a diferencia de las naves estadounidenses, con atmósfera de oxígeno puro que eliminaban la necesidad de esclusa para EVAs— y sería el lugar ideal para situar un sistema de acoplamiento. En el otro lado del telón de acero se había estudiado un diseño similar para el CSM Apolo, como fue el caso del Apolo D-2, pero finalmente la NASA optó por un diseño más sencillo y tradicional, aunque también más robusto.

El primer diseño de la Soyuz: el proyecto 5K Sever (A. Shlyadinsky).

La primera Soyuz, la Soyuz A (A. Shlyadinsky).


La Soyuz debía ser el caballo de batalla del programa espacial soviético en todos los frentes. La OKB-1 concibió una versión para vuelos a la órbita baja con tres cosmonautas, la 7K-OK, pero también sería el elemento principal de las misiones lunares. La versión 7K-L1, sin módulo orbital, se concibió para misiones tripuladas con dos cosmonautas alrededor de la Luna dentro del programa L1. La versión 7K-LOK, una especie de ‘súper-Soyuz’, sería el equivalente soviético del CSM Apolo para las misiones de alunizaje del programa N1-L3. La OKB-1 también ideó todo tipo de versiones militares de la Soyuz, aunque ninguna salió adelante.

Lamentablemente en enero de 1966 Serguéi Koroliov falleció de forma inesperada, dejando huérfano al programa espacial soviético. Su sucesor, Vasili Mishin, se vio incapaz de gestionar eficazmente todos los programas y proyectos en los que estaba embarcada la OKB-1, aunque el diseño de la Soyuz 7K-OK ya había sido completado en agosto de 1965. Esta variante disponía de un sistema de acoplamiento denominado Iglá (‘aguja’) que era totalmente automático, fruto del deseo de Koroliov de automatizar lo máximo posible las misiones tripuladas (curiosamente en los EE UU no se desarrollaría ningún sistema parecido y se confió todo el peso de las maniobras de acoplamiento a los astronautas). Eso sí, por falta de tiempo y dinero el sistema no incluía un túnel de acoplamiento presurizado y los cosmonautas se verían obligados a realizar un paseo espacial para pasar de una nave a otra. Puesto que en el programa lunar N1-L3 se había elegido el sistema de acoplamiento Kontakt, que tampoco disponía de un túnel presurizado, las misiones de la 7K-OK servirían para adquirir práctica antes de los vuelos lunares.

Partes de una Soyuz TMA (ESA).


Por este motivo la primera misión de la Soyuz se decidió que fuese un ambicioso acoplamiento orbital entre dos naves no tripuladas en órbita usando el sistema Iglá. La Kosmos 133 llevaba la componente activa —o ‘macho’ en lenguaje no políticamente correcto— denominada 7K-OK(A). El lanzamiento también supuso el debut del cohete 11A511, una versión del misil R-7 Semiorka que sería bautizada de forma retrospectiva como Soyuz siguiendo la tradición soviética de bautizar los lanzadores con el nombre de su primera carga útil.

Un día más tarde del lanzamiento de la Kosmos 133 debía despegar la Soyuz con la componente pasiva, la 7K-OK(P) nº 1. Pero poco después de alcanzar la órbita el control de tierra comprobó que la Kosmos 133 se encontraba girando sin control por culpa de una pérdida de combustible del sistema de propulsión DPO. Contra todo pronóstico los ingenieros lograron recuperar el control del Kosmos 133 y pudieron encender el motor SKDU para frenar la nave y traerla de vuelta a la Tierra. No obstante pronto comprobaron que la cápsula caería fuera del territorio soviético y, siguiendo los protocolos habituales, activaron el sistema de destrucción compuesto por 23 kg de TNT y la cápsula explotó sobre el Pacífico. De esta forma tan poco digna terminó el primer vuelo de una nave Soyuz.

La Soyuz 3, una Soyuz 7K-OK de primera generación.


La que debía ser la segunda Soyuz, la 7K-OK(P) nº 1, debía despegar el 14 de diciembre de 1966, pero un fallo del lanzador durante el despegue provocó la activación prematura del sistema de escape SAS, un incidente no previsto que le costó la vida a una persona en la rampa de lanzamiento. La segunda Soyuz, la 7K-OK(P) nº 3 o Kosmos 140, partió al espacio el 7 de febrero de 1967 sin tripulación. Esta vez no se intentó un acoplamiento en órbita, pero la misión estuvo plagada de todo tipo de problemas e incluso la cápsula se despresurizó parcialmente durante el descenso por culpa de un agujero en el escudo térmico. Para colmo de males, la nave se hundió en el mar de Aral tras aterrizar sobre su superficie helada. Evidentemente la Soyuz todavía no estaba lista para llevar a cabo una misión tripulada, pero la carrera espacial estaba en pleno apogeo y había que arriesgarse. Quizás demasiado. Como resultado la Soyuz 1 —7K-OK(A) nº 4— con Vladímir Komarov tuvo el final trágico y previsible que todos conocemos.

La Soyuz MS-03, la última Soyuz lanzada al espacio (Roscosmos).


Estos inicios tan poco optimistas apuntaban a un futuro nada halagüeño para la Soyuz. Pero cincuenta años después la Soyuz sigue volando y se ha convertido en la nave espacial tripulada más fiable y con más misiones a sus espaldas. A pesar de que la URSS desarrolló otras naves tripuladas como la TKS-VA o las lanzaderas del programa Burán, ninguna logró sustituir a la Soyuz. La cápsula Zaryá, que debía ser su reemplazo, tampoco vio la luz antes del colapso de la Unión Soviética. Todas las estaciones espaciales soviéticas (DOS y OPS), y ahora la estación espacial internacional, han dependido de la Soyuz. Actualmente la Soyuz es el único vehículo espacial tripulado en servicio junto con la Shenzhou china. Debe ser sustituida por la nueva nave rusa Federatsia (PTK-NP) durante la próxima década, pero viendo su trayectoria es difícil imaginar que algún día la Soyuz dejará de volar.

Versiones de la Soyuz (Giuseppe De Chiara).


Versiones de naves Soyuz:
  • Séver / 5K: proyecto de nave antecesora de la Soyuz para abastecer estaciones espaciales. La cápsula tenía forma de campana, pero carecía de módulo orbital.
  • Soyuz A: diseño preliminar de la Soyuz con un módulo orbital cilíndrico.
  • Soyuz 7K-OK (11F615): primera versión tripulada de las Soyuz de 6,6 toneladas para vuelos orbitales en solitario o acoplamientos mutuos. Fueron lanzadas 17 veces, en 9 ocasiones sin tripulación. Incorporaban un sistema de atraque entre naves usando el sistema Iglá, pero no un túnel de conexión. Esto obligaba a realizar una EVA para pasar de un vehículo a otro (Soyuz 4 y 5). Podía transportar a tres cosmonautas sin trajes de presión (1964-1970).
  • Soyuz 7K-T (11F615A8): versión de la Soyuz para misiones a las estaciones Salyut. La primera versión, para la Salyut 1, incluía paneles solares y podía transportar a tres cosmonautas sin escafandras. Tenía una masa de 6800 kg y una longitud de 7,5 metros. La siguiente versión, para misiones a la Salyut 4 y Salyut 6 introducida tras el accidente de la Soyuz 11, carecía de paneles solares y sólo tenía capacidad para dos cosmonautas con trajes de presión Sokol-KV. Su masa era de 6700 kg y su longitud de 7,5 metros (1973-1981). Se lanzaron 26 Soyuz 11F615A8, 4 no tripuladas.
  • Soyuz 7K-T (11F615A9): versión de la 7K-T para las estaciones militares Almaz Salyut 3 y Salyut 5. Masa: 6700 kg. Se lanzaron 7 unidades, de las cuales una no tripulada.
  • Soyuz 7K-TM (11F615A12/EPAS): versión de la 7K-T desarrollada para el programa Apolo-Soyuz con paneles solares. Masa: 6550 kg (1974-1976). Se lanzaron un total de 5 unidades, dos no tripuladas.
  • Soyuz T / 7K-ST (11F732): versión completamente remodelada de la Soyuz para misiones a la Salyut 6 y Salyut 7. Tenía paneles solares y capacidad para tres cosmonautas con el traje de presión Sokol-KV2. Entre otras modificaciones, presentaba nuevo sistema de propulsión, nuevo paracaídas y ordenador mejorado. A diferencia de las 7K-OK, 7K-TM y 7K-T, con una superficie exterior de color verde, las cubiertas térmicas exteriores son de color gris oscuro. Masa: 6900 kg. Longitud: 6,98 metros (1978-1986). Se lanzaron 18 unidades, 3 no tripuladas.
  • Soyuz TM (11F732): versión avanzada de la Soyuz T para vuelos a la Mir y la ISS. Hacía uso del nuevo sistema de acoplamiento automático Kurs en vez del voluminoso Iglá, así como nueva aviónica y paracaídas. Masa: 7000 kg. Longitud: 6,98 metros (1986-2002). Se lanzaron 34 unidades, incluyendo una no tripulada.
  • Soyuz TMA (11F732A17): modificación de la Soyuz TM financiada por la NASA para ampliar el rango de alturas permitidas a los tripulantes. También tenía un panel de control digital en la cápsula completamente nuevo (2002-2011). Se lanzaron 22 unidades.
  • Soyuz TMA-M (11F732A47): modificación de la Soyuz TMA con un nuevo ordenador TsVM-101 en vez del Argon-16 y telemetría digital (2010-2016). Se lanzaron 20 unidades.
  • Soyuz MS (11F732A48): última versión de la Soyuz con sistemas mejorados introducida en 2016. Tres lanzamientos hasta la fecha.

Nave Soyuz acoplada a la ISS (NASA).



Fuente:  danielmarin.naukas.com

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