Eureka

VASIMR en el NY Times

2009-11-08T14:35:00.005+01:00

Me ha gustado este esquema del motor VASIMR (VAriable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) que ha aparecido en el New York Times:

Resume bastante bien la idea. El VSIMR es un gran concepto de propulsión eléctrica, pero se suele obviar que requiere mucha potencia para su uso en misiones tripuladas. De todas formas, esperemos que en el futuro podamos ver algún prototipo en órbita.

Los Soyuz ST camino de Kourou

2009-11-08T07:30:00.009+01:00

Ayer partió desde San Petersburgo el buque Colibrí hacia la Guayana Francesa. Esto no tendría nada de particular sino fuese porque a bordo del navío viajan cincuenta contenedores con los primeros dos cohetes Soyuz ST que deben ser lanzados desde Kourou. Cada lanzador se envía repartido en diez contenedores cada uno: cuatro contenedores para los bloques laterales (primera etapa: bloques B, V, G y D), dos contenedores para el bloque central (segunda etapa, bloque A), uno para la tercera etapa (bloque I), otro para la etapa superior Fregat y dos más para cada mitad de la cofia.

El cohete Soyuz ST es el nombre de los cohetes Soyuz 2 (14A14) que serán lanzados desde Kourou. Los primeros lanzamientos serán del modelo Soyuz 2-1a (Soyuz ST-A o ST-K), con una capacidad de carga en órbita de transferencia geoestacionaria de 2850 kg, pero con el tiempo se espera poder lanzar el Soyuz 2-1b (Soyuz ST-B), con una capacidad de 3240 kg en la misma órbita, lo que permitirá el lanzamiento de satélites del sistema de posicionamiento europeo Galileo mediante este cohete. La principal diferencia entre el 2-1b y el 2-1a es que el primero utiliza un motor más potente, el RD-0124 (14D23), mientras que el 2-1a usa el RD-0110 (el mismo que en todas las anteriores versiones de cohetes Soyuz). Los Soyuz 2 emplean nuevos sistemas digitales, una cofia más voluminosa (modelo ST) y una etapa superior hipergólica Fregat (que también se usa en el Soyuz FG) fabricada por NPO Lávochkin.

El primer lanzamiento de un Soyuz ST deberá tener lugar en junio de 2010. La rampa de lanzamiento está prácticamente finalizada y sólo falta por terminar la torre/cubierta de servicio móvil que será utilizada para integrar la carga útil con el cohete.

Carga de contenedores con el equipamiento para la rampa de lanzamiento Soyuz (Arianespace).

Detalles del Soyuz 2 (Arianespace).

Etapa Fregat (NPO Lavochkin).

Rampa de lanzamiento del Soyuz en Kourou con la torre de servicio móvil (CNES).

¿Adiós al Zenit?

2009-11-07T13:29:00.004+01:00

La empresa Sea Launch parece que no levanta cabeza tras la declaración de bancarrota. Aunque en su momento anunciamos por aquí un nuevo calendario de lanzamientos que se ajustaba mejor a la nueva situación de crisis, parece que las cosas no van nada bien. Porque ahora Boeing pretende que sus socios pongan 147 millones de dólares, que es la proporción que les corresponde de la cantidad abonada por la empresa norteamericana el pasado julio para afrontar las deudas.

Recordemos que Sea Launch (Morskoy Start/Морской Старт en ruso), es una empresa basada en las Islas Caimán constituida por Boeing Commercial Space Company (EEUU, 40% de participación), RKK Energía (Rusia, 25% de participación), KB Yuzhnoe/PA Yuzhmash (Ucrania, 15%) y Aker Solutions (Noruega, 20%). Sea Launch lanza los cohetes Zenit desde una plataforma situada en el Océano Pacífico.

Sea Launch gestiona también Land Launch, versión terrestre de Sea Launch. En Land Launch participa además Boeing de forma independiente en temas relacionados con el marketing y asesoría técnica, así como Roskosmos. Para la gestión de las instalaciones terrestres de Land Launch se creó la empresa Space International Services, Ltd. (SIS), formada por Yuzhnoe/Yuzhmash (Ucrania), KBTM (encargada de las instalaciones terrestres del Zenit en Baikonur), NPO Lávochkin (fabricante de las cofias del Zenit-3SLB), RKK Energía y TsENKI (organismo federal encargado de los cosmódromos rusos).

Aunque RKK Energía podrá afrontar el pago de su deuda, las cosas no están tan claras en el caso de KB Yuzhnoe, empresa cuyos proyectos espaciales se limitan en la actualidad al Zenit y al futuro Tsiklon-4. Si la empresa no logra recuperarse, esto significaría el fin del Zenit, el lanzador más avanzado construido durante la época soviética. Más triste aún es que su pérdida podría acarrear el cese de la producción del RD-170/171, el motor cohete más potente de la historia empleado en la primera etapa del Zenit. Aunque fabricado en Rusia, se rumorea que la compañía NPO Energomash no podrá compatibilizar el aumento de la producción de los RD-180 (para el Atlas V y futuro Rus-M) y de los RD-191 (Angará) con el mantenimiento de la línea de montaje/reparación del RD-171.

Cohete Zenit (Land Launch).

RD-170 (NPO Energomash).

Y, aunque no tenga mucho que ver con la noticia, aprovecho para poner un par de imágenes del Angará y el Rus-M que he visto por Novosti Kosmonavtiki y que me han parecido interesantes:

La familia Angará de Khrúnichev usará módulos URM y motores RD-191.

El Rus-M de TsSKB Progress empleará RD-180 como el Atlas V norteamericano.

La imagen superior es interesante porque podemos ver que la versión ligera del Rus-M empleará un sólo módulo con la segunda etapa y cofia del Soyuz-2. El módulo propulsor básico del Rus-M es más potente que el URM-1 del Angará, ya que hace uso del RD-180, el cual tiene aproximadamente el doble de potencia que el RD-191. No está claro el futuro de algunas de estas versiones, pues la prioridad son el Rus-M para la PPTS (versión de 25 toneladas) y el Angará A5 para sustituir al Protón. ¿Veremos un Rus-M ligero reemplazando al cohete Soyuz a corto plazo? Lo dudo.

Naves nucleares rusas II

2009-11-06T10:19:00.004+01:00

La semana pasada discutimos los planes para desarrollar naves de propulsión nuclear en la próxima década recientemente anunciados por la agencia espacial rusa Roskosmos. Comentaremos ahora algunos detalles de este nuevo proyecto.

Como dijimos en su momento, no se trata de una decisión impulsiva de Roskosmos, sino del resultado de la experiencia de décadas en el estudio y empleo de reactores nucleares en misiones espaciales. El jefe de Roskosmos, Anatoli Pérminov, también desveló que sería el Centro Keldish el encargado de coordinar el proyecto para desarrollar una nueva generación de reactores espaciales. El Instituto Keldish no es ni mucho menos un recién llegado a este campo, pues lleva años trabajando con proyectos relacionados con el uso de la energía nuclear en el espacio.

El proyecto de Roskomos propone el desarrollo de un reactor nuclear con una potencia eléctrica útil superior a un megavatio, todo un desafío para la ingeniería rusa si tenemos en cuenta que la potencia de los reactores Buk (BES-5) y TEU-5 (TOPAZ-1) lanzados al espacio era de unos 6 kW solamente. Sin embargo, diferentes empresas y organismos de la URSS diseñaron reactores espaciales con potencias mucho mayores, como es el caso de RKK Energía y sus pruebas con reactores de 100-550 kW.

Diseño de reactor nuclear espacial de RKK Energía de 10-14 toneladas, 100-550 kW, refrigerado por litio y una vida útil de 3-5 años (RKK Energía).

Detalle de un reactor BES-5 Buk (Roskosmos).

Por otro lado, no debemos olvidar que también se construyeron reactores compactos operativos dentro del marco del programa del motor nuclear térmico RD-0410 (11B91) con potencias muy elevadas. En principio, los motores nucleares térmicos (YaRD) no formarían parte del nuevo programa iniciado por Roskosmos, ya que se favorece el uso de la energía eléctrica nuclear para alimentar sistemas de propulsión eléctricos. Sin embargo, a largo plazo se podrían aplicar algunas de las tecnologías creadas para el RD-0410 en el nuevo programa, especialmente aquellas que combinan el uso mixto de los reactores para producir propulsión térmica nuclear y como fuente de energía eléctrica para los sistemas de la nave y/o un sistema de propulsión eléctrico.

El motor nuclear térmico RD-0410 (Roskosmos).

La prioridad a la hora de diseñar la nueva generación de reactores espaciales rusos es aumentar su potencia sin que la masa del reactor se dispare. Una de las características de la propulsión eléctrica (iónica o de plasma) es que cuanto mayor sea la relación entre la potencia suministrada (vía reactor nuclear o paneles solares) y la masa de la nave, mayores velocidades se obtienen para el vehículo. Aunque esto pueda parecer una obviedad, hay que tener en cuenta que si usamos propulsión eléctrica, a partir de una cierta velocidad de escape de los gases del motor la velocidad del vehículo disminuye en vez de aumentar. Es decir, la eficiencia del sistema eléctrico es fundamental en este tipo de propulsión.

El futuro de los rectores nucleares espaciales pasa por aumentar su eficiencia y su potencia (Roskosmos).

Los reactores nucleares lanzados al espacio hasta la fecha han sido muy poco eficientes, en parte por limitaciones tecnológicas y en parte por motivos de seguridad y robustez del diseño (no es muy buena idea instalar una turbina en un reactor espacial). El Instituto Keldish lleva años estudiando modelos de reactores más potentes y eficientes, algunos de los cuales podemos ver en la siguiente tabla:

Como vemos, el diseño de reactor más eficiente es el YaEU-400, de 7 toneladas y 500 kW. Este diseño haría uso de una aleación de litio como refrigerante, de forma similar a los estudiados por RKK Energía entre 1965 y 1982 (los Buk y TOPAZ usaban NaK). La diferencia más obvia entre los diseños estudiados es el uso de neutrones rápidos o moderados. Sin entrar en los detalles del funcionamiento de un reactor nuclear -algo demasiado complicado para abordar en un sólo artículo-, la principal diferencia entre ambos tipos es la proporción de uranio enriquecido empleada. Como sabemos, el uranio natural está compuesto por dos isótopos: el U238 y el U235. El U235 está presente con una proporción de sólo el 0,72%, pero es el que nos interesa para poder tener una reacción nuclear sostenida. Los núcleos de U238 pueden experimentar fisión por la acción de un neutrón incidente, pero la probabilidad es nula para neutrones con energías inferiores a 1,5 MeV. Por contra, neutrones de cualquier energía pueden causar fisión en los núcleos de U235, aunque la sección eficaz de la colisión es mayor a menores energías. Por lo tanto, no se puede alcanzar una reacción de fisión sostenida usando uranio natural sin más. Para conseguir la reacción de fisión se enriquece el contenido en U235 hasta los niveles deseados, un proceso complejo y costoso. Por eso, la inmensa mayoría de reactores no emplean U235 puro, sino una mezcla de ambos isótopos. Para evitar que la mayoría de neutrones resultantes de la fisión se pierdan en colisiones resonantes con los núcleos de U238 se debe disminuir su energía mediante el uso de un moderador (normalmente grafito). Cuanto mayor sea la proporción de U235, menor será la cantidad de combustible y de moderador necesario: son los reactores de neutrones rápidos. Por contra, el coste del proceso de enriquecimiento y el posible uso de este material para la fabricación de armas nucleares, entre otros factores, obliga al uso de uranio ligeramente enriquecido. Para su empleo en misiones espaciales, los reactores no estarían limitados por algunas de las normas de seguridad que se derivan de su uso en la Tierra, ya que la radiación natural espacial debida al viento solar y a los rayos cósmicos es, a partir de cierta distancia de cualquier reactor, mucho mayor. Además, el riesgo del empleo del material fisible en programas militares es nulo (nadie va a ir a Marte a recoger el uranio).

Como hemos visto, la principal aplicación de este tipo de reactores sería alimentar sistemas de propulsión eléctrica. Rusia tiene amplia experiencia en el diseño y operaciones con motores de plasma de Efecto Hall (algo que veremos en una entrada posterior), aunque para cualquier nave que haga uso de esta nueva generación de reactores deberán construirse nuevos motores más eficientes y potentes. No es éste un requisito baladí, ya que el diseño de motores de plasma de gran tamaño presenta una serie de dificultades técnicas y teóricas considerables. En todo caso, se podrían usar grupos -hasta varias decenas- de motores de plasma para el sistema de propulsión. Para remolcadores de 20-50 toneladas podrían emplearse varios motores de 100 kW y 0,8 kgf, algo que entra dentro de las posibilidades de la tecnología rusa actual.

Algunos motores eléctricos (iónicos y de plasma) actuales. Habría que diseñar una nueva generación de estos sistemas para su uso en naves pesadas (Roskosmos).

Grupo de doce motores de plasma (diez primarios y dos de reserva) de 100 kW y 0,8 kgf cada uno para su uso en remolcadores orbitales (Roskosmos).

Una vez desarrollada esta nueva generación de reactores y motores eléctricos habría que buscarle un uso. Los primeros prototipos de remolcadores no tripulados con energía eléctrica nuclear podrían dedicarse a trayectos entre la órbita baja y la órbita geoestacionaria, o bien en misiones a los puntos de Lagrange o a la órbita lunar. Sin embargo, está claro que un programa de esta magnitud no justificaría su coste con estas misiones no tripuladas. Una aplicación a largo plazo sería su uso en sondas espaciales pesadas destinadas al Sistema Solar exterior (del tipo JIMO) o en misiones tripuladas, pero está claro que Rusia carece de los recursos económicos y materiales para afrontar este tipo de misiones en solitario.

Modelo de remolcador nuclear de 74 m de longitud con radiadores en paneles (Roskosmos).

Modelo de remolcador nuclear con radiadores al "estilo soviético" (Roskosmos).

Remolcador nuclear de RKK Energía (RKK Energía).

Funcionamiento del sistema de propulsión eléctrico-nuclear (Roskosmos).

El uso de reactores nucleares de nueva generación promete reducir la masa útil de una posible nave a Marte y, dependiendo del diseño, el tiempo de vuelo (Zakirov et al.).

La colaboración internacional sería imprescindible para sacar adelante estos ambiciosos proyectos, pero no es evidente cómo. Rusia, consciente del temor de las sociedades occidentales hacia la energía nuclear, ya intentó en los años 90 ofrecer a los EEUU esta tecnología para su programa espacial. El trato era algo así como "nosotros nos ocupamos de la parte 'sucia' -la energía nuclear- y ustedes del resto del proyecto". Pero las cosas no salieron como se esperaba y los Estados Unidos comenzaron a desarrollar por su cuenta sus propios programas de reactores nucleares espaciales de nueva generación, dejando a Rusia al margen. Pese a todo, ninguno de estos programas logró llegar a buen puerto. Tampoco la ESA mostró interés en una sonda nuclear conjunta a Júpiter y Europa usando esta tecnología. No hay motivo para pensar que a día de hoy la situación internacional haya cambiado drásticamente y una misión nuclear internacional esté más cerca de hacerse realidad.

Sonda nuclear eléctrica para el estudio de Europa (usando un radar) y Júpiter diseñada en Rusia en los 90 (Roskosmos).

Tampoco está claro por qué Rusia ha decidido embarcarse precisamente ahora en este proyecto. Es cierto que puede tratarse de una mera declaración de intenciones que no se traduzca en una financiación real. Al fin y al cabo, Rusia se enfrenta a varios desafíos espaciales mucho más críticos para su futuro que el desarrollo de reactores nucleares espaciales, como son el cosmódromo de Vostochni, la nueva nave tripulada PPTS y los lanzadores Angará y Rus-M. Tampoco es evidente el grado de colaboración con el Instituto Keldish por parte de otros organismos y empresas con experiencia en este campo, como son el Instituto Kurchatov, NPO Luch, NPO Krásnaia Zvezdá, RKK Energía o NIKIET, entre otros. Obviamente, de tratarse de un esfuerzo conjunto, las posibilidades de este proyecto serían mucho mayores.

En cualquier caso, está claro que Rusia posee la tecnología para diseñar una nueva generación de reactores nucleares espaciales. El futuro dirá si las intenciones se traducen en hechos.

Referencias:

Aktualnie Zadachi v Kosmonavtiki XXI veka, A. S. Koroteiev (director del Centro Keldish).
Russian Nuclear Rocket Engine Design for Mars Exploration, Vadim Zakirov y Vladimir Pavshook (Tsinghua Science snd Technology, volumen 12, número 3, junio 2007.
Yadernaia Energuetika v kosmose-2005, A. Gafarov (Novosti Kosmonavtiki, mayo 2005).
Rocket and Spacecraft Propulsion, Marin J. L. Turner (Springer-Praxis, 2009).

LKS, la lanzadera de Cheloméi

2009-11-05T10:21:00.010+01:00

A principios de los años 70 los Estados Unidos ya habían decidido que el futuro del acceso al espacio sería el transbordador espacial, un vehículo diseñado conjuntamente entre la NASA y el Pentágono para abaratar drásticamente los costes de lanzamiento. En la URSS, la decisión de la NASA causó un enorme desconcierto entre los militares. La agencia espacial estadounidense planeaba lanzar cincuenta misiones del transbordador al año, pero los analistas soviéticos no concebían ninguna carga útil civil cuya demanda justificase esta elevada tasa de despegues. La respuesta debía ser otra: los militares norteamericanos estaban planeando desplegar en el espacio algún tipo de sistema armamentístico que la URSS desconocía. Además, la capacidad del shuttle para cambiar de plano orbital mediante maniobras en la alta atmósfera generó una gran alarma entre el alto mando soviético, los cuales pensaban que podría usarse esta nave como parte de un primer ataque preventivo contra la URSS. La decisión estaba clara: había que diseñar un sistema similar, aunque aún no se conociese con exactitud su misión. El resultado de esta respuesta sería el transbordador espacial Burán y el cohete gigante Energía. El proyecto fue aprobado formalmente en 1976 y la oficina de diseño encargada de llevarlo a cabo sería Energía, dirigida por Valentín Glushkó.

Pero Glushkó tendría competencia. El principal rival fue Vladímir Nikoláievich Cheloméi, jefe de la oficina de diseño OKB-56 (también conocida como TsKBM y NPO Mashinostroienia, actualmente Khrúnichev). Cheloméi había sido uno de los principales beneficiados de los programas militares tripulados de mediados de los 60 gracias al apoyo de Nikita Jruschov. Jruschov reformó las fuerzas armadas del país dando prioridad a la construcción de misiles balísticos, motivo por el cual diseñadores de cohetes como Cheloméi y Yangel tuvieron un enorme apoyo bajo su mandato. Jruschov sostenía la opinión de que no se podía dejar un área tan importante para la defensa del país como era el diseño de misiles en manos de un sólo hombre (Korolyov). Cheloméi desarrollaría el ICBM ligero UR-100 (equivalente al Minuteman estadounidense), mientras que Yangel se dedicó a los misiles pesados R-16 y R-36. Sin embargo, tras la caída de Jrushcov, Cheloméi había visto como sus proyectos eran cancelados uno tras otro. La estación espacial militar Almaz (OPS) fue transferida a la oficina de Korolyov para crear las famosas Salyut (DOS), aunque la enorme inversión realizada y la presión de algunos militares permitirían finalmente el lanzamiento de tres Almaz (Salyut 2, 3 y 5). Su nave tripulada TKS lograría llegar más lejos e incluso fue lanzada varias veces con éxito, pero finalmente también sería cancelada sin haber puesto un hombre en el espacio. Se suele echar la culpa de estos reveses a la animadversión que sentía Dmitri Ustínov -miembro del Politburó y Ministro de Defensa desde 1976 hasta 1984- hacia Cheloméi, pero también es cierto que muchos de estos proyectos eran muy costosos y redundantes.

No obstante, en un movimiento propio de las oficinas de diseño soviéticas, Cheloméi planeó una respuesta al programa Energía-Burán. Al fin y al cabo, los vientos políticos podían cambiar de dirección en cualquier momento, así que mejor estar preparado por si acaso. Cheloméi sabía que no podía competir con el poderoso lanzador Energía de Glushkó, ni con el transbordador que estaba diseñando NPO Mólnia como calco del shuttle. Pero si podía ofrecer un proyecto más modesto, y por lo tanto, más barato y efectivo. Este proyecto se originó en 1975 y recibió el nombre de LKS (Liogki Kosmicheski Samoliot/Лёгкий Космический Самолёт), "avión espacial ligero". Cheloméi tenía amplia experiencia en el diseño de "raketoplanos" durante los años 60, así que el LKS se basaría en la experiencia de estos programas.

Cheloméi todavía tenía muchos contactos entre los militares soviéticos, muchos de los cuales consideraban el programa Energía-Burán excesivamente ambicioso y costoso. Ustínov apoyaba al Burán, pero con los retrasos en su desarrollo y los ingentes recursos que estaba consumiendo, una posible cancelación no era una idea descabellada. El LKS podría ser una respuesta asimétrica de bajo coste a la "amenaza" de la lanzadera norteamericana.

El LKS sería un pequeño transbordador espacial de 20 toneladas que podría transportar a dos o tres cosmonautas y sería puesto en órbita con el cohete Protón-K (UR-500K/8K82K), construido también por Cheloméi. Su forma sería muy similar a la del Burán y distinta a los diseños del avión espacial Spiral. De este modo se podrían aprovechar los estudios aerodinámicos efectuados para el programa Burán y ofrecer una nave con unas capacidades más parecidas a las del shuttle, con la posibilidad de recorrer hasta 2000 km tras maniobrar en la alta atmósfera. Su carga útil sería de sólo 4 ó 5 toneladas (el Burán podría poner en órbita 30 t), dependiendo del diseño final. Se estudió la posibilidad de instalar un sistema de acoplamiento compatible no sólo con las Salyut, sino también con las Almaz y TKS. El LKS prometía ser cien veces más barato que el sistema Energía-Burán por unidad de masa transportada al espacio. Podría permanecer hasta diez días en órbita en vuelos tripulados y un año en misiones no tripuladas. Su masa de sólo 20 toneladas permitía lanzarlo con el Protón-K, aunque poco antes KB Salyut había investigado la posibilidad de desarrollar el UR-530, una versión del Protón con capacidad de 30-40 toneladas. Durante el despegue, el LKS tendría las alas plegadas para disminuir las tremendas fuerzas aerodinámicas sobre el vehículo. El compartimento presurizado estaría dividido en dos cubiertas como el Burán y tendría un volumen presurizado de 16 metros cúbicos. Su velocidad de aterrizaje sería de 300 km/h, aunque el tren de aterrizaje trasero consistía en dos esquíes. El sistema de maniobra orbital estaba basado en el de la TKS.

Maqueta a tamaño real del LKS construida por NPO Mashinostroienia (Novosti Kosmonavtiki).

Otra vista de la maqueta del LKS (www.buran.ru).

Reentrada del LKS: su escudo térmico de ablación podría usarse hasta cien veces (Novosti Kosmonavtiki).

Maqueta de un mini-transbordador espacial, probablemente una de las versiones iniciales del LKS (Novosti Kosmonavtiki).

El escudo térmico sería la principal innovación de la nave. Basado en el empleado en las cápsulas VA de las TKS, podría ser reutilizado cien veces, a pesar de ser un escudo de ablación. Esta tecnología permitiría prescindir de las engorrosas losetas térmicas del Burán y la lanzadera norteamericana. Además, podría ser operado sin tripulación, a semejanza del Burán.

En 1980, cuatro años tras la aprobación del programa Energía-Burán, se finalizó el proyecto LKS y se buscó una aprobación oficial. Los ingenieros de TsKBM realizaron en menos de un mes una maqueta a escala real para ayudar en la "venta" del proyecto a las autoridades soviéticas. Según Cheloméi, en cuatro años podría estar listo. Pero una vez más, el Ministerio de Defensa de Ustínov rechazó la propuesta de Cheloméi. De hecho, el gobierno lo amonestó por haber gastado de manera "ilegal" 14000 rublos en este programa sin la debida aprobación. Esto no detuvo al ingeniero jefe, el cual continuó trabajando en el LKS de forma secreta. La principal aplicación de esta nave sería el transporte de armas láser a la órbita baja y su mantenimiento. Estos láseres debían ser parte de la respuesta soviética al programa SDI ("Star Wars") de la administración Reagan y debían inutilizar satélites y/o misiles enemigos. Según este plan, deberían llevarse a cabo unos 90 lanzamientos al año del Protón para poner en órbita una flota de varios LKS, una cifra completamente fantástica.

Configuración de lanzamiento del LKS en el Protón-K. A la izquierda, configuración inicial. A la derecha, la configuración final con las alas plegadas (Novosti Kosmonavtiki).

Despegue de un LKS sobre un Protón-K (Novosti Kosmonavtiki).

En 1983, el gobierno de la URSS volvió a revisar la posibilidad de aprobar el LKS, pero se encontró con la total oposición de los representantes de las oficinas de diseño encargadas de sistemas anti misiles balísticos, los cuales veían el LKS de Cheloméi como una amenaza a su futuro. En todo caso, ya era demasiado tarde. Las estaciones Almaz y las TKS tripuladas ya habían sido canceladas. Y, pese a los retrasos, el Burán estaba muy cerca de ser completado. El LKS se uniría así a los numerosos proyectos de Cheloméi que jamás vieron la luz. Incluso la maqueta del LKS no sobreviviría el paso del tiempo y sería destruida en 1991 durante un suceso que aún hoy permanece sin resolver. Para colmo, ya en 1981 Ustínov había presionado para eliminar a la TsKBM de cualquier proyecto espacial de carácter militar. La ironía del destino quiso que ambos rivales, Cheloméi y Ustínov, muriesen en 1984 en el mismo hospital con pocos días de diferencia.

Como anécdota, es posible que el programa LKS confundiese a los analistas estadounidenses, los cuales pensaban a finales de los 80 que la URSS estaba desarrollando un pequeño transbordador espacial derivado del Spiral para ser lanzado mediante el Zenit, nave que recibió el nombre de Uragán ("huracán"). Ahora parece claro que la inteligencia norteamericana se hizo un lío con las pruebas de los BOR-4 y los programas Zaryá y LKS, ya que Uragán jamás existió.

El LKS no sería el último proyecto de minilanzadera. Posteriormente aparecerían el MAKS de NPO Mólnia, el MKR y la versión alada del Klíper, ambos de RKK Energía. Proyectos que no han corrido mejor suerte que ses predecesores alados.

Referencias

Energiya-Buran, the Soviet Space Shuttle, Bart Hendricxs y Bert Vis (Springer-Praxis, 2007).
LKS, Anatoly Zak.
LKS, Mark Wade.
Dogoniat, znachit otstavat!, Olga Okara (www.buran.ru).
Mini-shuttle, Aerokosmicheski Portal Ukraini.

Los datos de Kaguya a disposición del público

2009-11-04T17:23:00.009+01:00

Los datos de la sonda espacial japonesa Kaguya ya se encuentran a disposición del público. Para acceder a ellos se puede usar un formato de formulario o con un mapa. Se trata de datos en bruto, así que hay que saber procesarlos para obtener algún resultado interesante. Esto ya lo han hecho los chicos de unmannedspaceflight.com con los datos del altímetro láser LALT, el instrumento que nos ha permitido estudiar el relieve lunar con una resolución sin precedentes, y los resultados son espectaculares:

Mapa general del relieve lunar (JAXA).

No es una foto, sino un modelo 3D de nuestro satélite basado en los datos de Kaguya (JAXA).

Lo mejor es el vídeo:

Todo un gesto que honra a la agencia espacial japonesa JAXA, que no suele destacar por su transparencia informática comparada con la NASA.

Concurso Eureka 33

2009-11-04T12:44:00.001+01:00

Hoy vamos a cambiar la dinámica del concurso y lo vamos a hacer usando Google Earth:

¿Qué es esto?¿En qué lugar del mundo se encuentra?

VEXAG 2009

2009-11-03T21:56:00.006+01:00

El Venus Analysis and Exploration Group (VEXAG) ha publicado hace poco sus recomendaciones para el estudio de Venus durante la próxima década. Son muchos los científicos que demandan una misión Flagship (de alto coste: más de 3000 millones de dólares) para Venus y de hecho, hace poco pudimos ver el Venus Flagship Mission Concept donde se estudiaba la viabilidad de una misión de este tipo.

Venus es un mundo tremendamente interesante para los científicos planetarios, ya que es de crucial importancia comprender por qué su evolución ha sido tan distinta de la Tierra. Determinar si Venus tuvo alguna vez tectónica de placas o un océano son cuestiones fundamentales para comprender los mecanismos de formación de planetas similares a la Tierra en el Universo. Sin embargo, debemos recordar que el mayor misterio de Venus es éste:

Las eras de los planetas rocosos del Sistema Solar (NASA).

En este interesante esquema podemos ver las eras geológicas de los mundos rocosos del Sistema Solar interno: Venus, la Tierra, la Luna, Marte y Mercurio. Lo primero que llama la atención es que no sabemos nada sobre las correspondientes eras venusinas. La espesa atmósfera que cubre el planeta impide que podamos ver su superficie en longitudes de onda visibles, por lo que el mejor mapa del planeta fue realizado por la sonda Magallanes mediante radar a finales de los 80. A partir de estos datos, la superficie del planeta parece ser muy joven, por lo que es posible que Venus haya sufrido algún proceso de reciclado masivo de toda su corteza. Un hecho que, de confirmarse, tendría importantes implicaciones en el estudio del origen de la vida. Por eso VEXAG considera prioritario una misión de cartografiado de la superficie mediante radar en alta resolución -como la Venus in situ Explorer (VISE)- que pueda obtener pistas sobre el enigmático pasado del gemelo de la Tierra.

Por otro lado, VEXAG también estima prioritario el estudio de la atmósfera y de la superficie mediante sondas y globos, como es el caso del Venus Atmospheric Explorer New Frontiers Mission Concept.

Parece que los rovers y el envío de muestras a la Tierra son conceptos que tendrán que esperar tecnologías más maduras para llevarse a cabo. Por ahora, y si hay suerte, nos tendremos que conformar con misiones herederas de las Venera/VeGa y Magallanes.

Lanzamiento del Falcon 9 en febrero

2009-11-03T09:36:00.004+01:00

Parece que al final la realidad se ha impuesto y el Falcon 9 no será lanzado este año. Inicialmente previsto para el 29 de noviembre, el despegue ha sido aplazado hasta febrero del año que viene. En esta primera misión llevará un prototipo de la cápsula Dragon.

Recordemos que la combinación Dragon/Falcon 9 será la usada para transportar carga a la ISS según el contrato de 278 millones de dólares con la NASA del programa COTS.

Falcon 9 (SpaceX).

Misiones de COTS.

Adiós al HTV-1

2009-11-02T23:03:00.003+01:00

El vehículo de carga automático japonés HTV-1 finalizó su misión el 1 de noviembre a las 21: 26 UTC al reentrar en la atmósfera sobre el Pacífico, destruyéndose en el proceso. Tras 52 días en el espacio, la agencia espacial japonesa JAXA ha demostrado que es capaz de lanzar y operar un vehículo espacial en la ISS. Se trata de la primera nave espacial automática que se ha acoplado en el segmento norteamericano de la estación, por lo que su experiencia será muy importante de cara a los programas COTS durante la próxima década.

Vídeo de la suelta del HTV-1:

Lanzamiento Rokot/Briz-KM (SMOS y PROBA-2)

2009-11-02T17:17:00.009+01:00

Hoy día 2 de noviembre a las 01:50 UTC, la compañía ruso-alemana Eurockot ha lanzado un cohete Rokot/Briz-KM (14A05) desde la rampa nº 3 del Área 133 del cosmódromo de Plesetsk (GIK-1). La carga eran los satélites de la ESA SMOS y PROBA-2.

SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) es un nuevo satélite del programa Earth Explorer Mission de la ESA. Con 658 kg de masa, ha sido construido tomando como base la plataforma Proteus de Thales Alenia Space, suministrada por el CNES francés. España contribuye con el -único- instrumento MIRAS (Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis), construido por EADS CASA Espacio para realizar mapas de alta resolución de la variación de la salinidad del mar y la humedad del suelo a lo largo del tiempo. Su vida útil es de al menos tres años. MIRAS es un radiómetro 2D por interferometría que funciona entre 1400-1427 MHz (banda L) e integra 69 receptores en tres brazos desplegables.

SMOS (Rockot).

PROBA-2 (Project for On-Board Autonomy) es la carga secundaria de la misión. Se trata de un demostrador tecnológico de la ESA de 130 kg para experimentar con sistemas de aviónica avanzados.

PROBA-2 (Rockot).

Ambos satélites operarán en una órbita polar heliosíncrona (98,44º) de 756 km de altura (SMOS) y 725 km (PROBA-2).

El cohete

El cohete Rockot (14A05), también escrito Rokot (en ruso Рокот), es un misil intercontinental (ICBM) modificado. Consiste en dos primeras etapas correspondientes al cohete UR-100NU (también denominado UR-100NUTTKh, 15A35 ó RS-18B, conocido en occidente como SS-19 Mod 2 Stiletto) a las cuales se les ha añadido una tercera etapa Briz-KM para misiones orbitales. El misil UR-100NU fue desarrollado entre 1975 y 1977 por la filial Nº 1 de NPO Mashinostroienia (posteriormente la oficina KB Salyut y actualmente parte de la empresa estatal GKNPTs Khrúnichev), la antigua oficina de diseño de Vladímir Cheloméi. El UR-100NU es una versión avanzada del exitoso misil UR-100N, a su vez una mejora del UR-100 (15A30 ó SS-11) de los años sesenta y todavía hoy permanece en servicio como parte de la fuerza estratégica rusa de misiles.

Rockot es un cohete de 107,5 toneladas y 29,15 metros de longitud que puede poner hasta 1950 kg en una órbita de 200 km y 63º, o bien 1100 kg en una órbita de 400 km y 97º. Al ser lanzado desde Plesetsk, Rockot puede poner una carga en órbitas cuya inclinación va de 63º a 93º. Emplea propergoles hipergólicos (tetróxido de nitrógeno y UDMH) en todas sus etapas.

El cohete Rockot/Briz-KM (Novosti Kosmonavtiki/Roskosmos/Eurockot).

Cohete Rockot/Briz-KM (Eurockot).

La primera etapa mide 17,2 m de largo y 2,5 m de diámetro. Utiliza tres motores RD-0233/15D95 (1870-20170 kN y 285-315,5 s) -de ciclo cerrado y una cámara- y un RD-0234/15D96, diseñados por la KB Khimavtomatiki (antigua oficina de Semyon Kosberg) de Voronezh. Incluye además cuatro pequeños cohetes de combustible sólido para garantizar la separación con la segunda fase. El control de actitud se realiza mediante el movimiento completo de los motores.

Motor RD-0233.

Vista de los cuatro motores de la primera etapa.

Primera etapa de un UR-100NU.

La segunda etapa tiene 3,9 m de longitud y 2,5 m de diámetro. Incluye un motor principal RD-0235/15D113 (240 kN y 320 s) y un vernier RD-0236/15D114 (15,76 kN y 293 s) de cuatro cámaras. También incorpora cuatro cohetes sólidos para asegurar la separación con la carga útil. La separación de la segunda etapa es del tipo "semicaliente", al igual que la mayoría de misiles con propergoles hipergólicos: primero se encienden los vernier, cuyos gases escapan por unos orificios situados en la sección de la primera etapa que conecta con la segunda fase. Después se separa la primera etapa y entonces se enciende el motor principal RD-0235. El sistema de control es similar al empleado en el ICBM R-36M (SS-18 Satán), diseñado por Vladímir Sergeyev de la NII-692.

Motores RD-0235 y RD-0236 de la segunda etapa.

Detalle de la conexión entre las etapas de un UR-100NU.

La etapa superior Briz-K (14S12) fue desarrollada por Khrunichev para el Rokot, pero a mediados de los 90 se decidió sustituirla por una variante basada en la Briz-M (14S43) del cohete Protón para ahorrar costes. Esta nueva variante se denominaría Briz-KM (14S45) y es básicamente una versión menor de la Briz-M sin el tanque anular característico de ésta. El desarrollo de la Briz-KM -o Breeze KM en el mercado internacional- se financió en parte durante el periodo 1997-1998 gracias al acuerdo que firmó Motorola para lanzar veinte Rockot con dos satélites Iridium cada uno, acuerdo que posteriormente no vería la luz. La Briz-KM tiene una longitud de 2654 mm y un diámetro de 2490 mm. Tiene una masa en seco de 1600 kg, a los cuales hay que sumar 3300 kg de ácido nítrico y 1665 kg de UMDH. Emplea un motor principal S5.98 M (14D30) de 20 kN de empuje y 325,5 s de impulso específico, así como cuatro pequeños impulsores vernier 11D458 (de 40 kgf e Isp=252 s) y doce 17D58E (de 1,36 kgf e Isp=247 s) para maniobras. Estos impulsores fueron diseñados por la empresa KBKhM A. M. Isayev, actualmente integrada en Khrunichev y son similares a los empleados en los motores de maniobra de la nave TKS y sus variantes (incluyendo los módulos 77K de la Mir o el Zaryá de la ISS). El motor 14D30 es un derivado del S5.92 empleado en la etapa superior Fregat y puede encenderse hasta en 8 ocasiones durante cada misión.

La Briz-KM tiene tres baterías de plata-zinc que duran unas 7 horas y puede cambiar el plano orbital de su carga útil hasta 10º, ofreciendo un rango de órbitas mayor que el permitido por el azimut del cosmódromo. El primer lanzamiento de un Rockot con la etapa Briz-KM se produjo el 16 de mayo de 2000. En ocasiones, la combinación Rockot/Briz-K aparece bajo la denominación Rockot-K y la Rockot/Briz-KM como Rockot-KM.

Etapa Briz-KM (Novosti Kosmonavtiki/Eurockot).

Etapa Briz-KM (Khrunichev/Eurockot).

La cofia (GO según sus siglas en ruso), también fabricada por Khrunichev, tiene un espacio útil interno de 1,8 m de altura y 8,8 m³. Su armazón es de aluminio, recubierto por una estructura de fibra de carbono. Sus dimensiones son de 6,7x2,5 m y emplea motores sólidos para su separación

Partes del Rockot: cofia y etapa Briz-KM.

Encendidos de la etapa Briz-KM en una misión nominal (Eurockot).

EUROCKOT

Siguiendo la tendencia de la década de los 90, la empresa Khrúnichev decidió ofertar el Rokot en el mercado internacional, decisión que fue respaldada por el gobierno ruso el 16 de diciembre de 1992. Tras diversas conversaciones en 1993 y 1994, se eligió un socio occidental para comercializar los servicios del cohete: Daimler-Benz Aerospace (DASA). El 16 de mayo de 1994 se firmó el acuerdo entre DASA y Khrunichev y el 22 de marzo de 1995 se registró en Bremen la compañía Eurockot Launch Services GmbH, con un 51% de participación de DASA y un 49% de Khrunichev. El cohete sería ofertado en Occidente bajo el nombre de Rockot, término que combinaba la denominación original rusa, Rokot, con la palabra inglesa rocket. DASA se comprometió a invertir 30 millones de dólares en la construcción de un complejo de lanzamiento en el cosmódromo de Plesetsk, compromiso al que dio luz verde el gobierno ruso el 1 de julio de 1995.

Además de Rockot, NPO Mashinostroenya diseñó otra variante del UR-100NU denominada Strelá y que es lanzada desde Baikonur. Strelá usa la configuración básica del misil para poner en órbita cargas con unos costes operativos mucho menores. A cambio, carece de la flexibilidad de misiones que tiene Rockot.

El cohete Rockot (Eurockot).

De izquierda a derecha: el UR-100NU, el Rockot/Briz-K y el Rockot/Briz-KM (Eurockot).

Fue entonces cuando se decidió reconfigurar el Área 133 de Plesetsk para los lanzamientos del Rockot, zona anteriormente usada para por los cohetes Kosmos-3M (11K65M). En 1997 DASA pasó a ser DaimlerChrysler Aerospace y en 1998 se integró en el gigante espacial europeo Astrium. Actualmente se conoce como EADS Space Transportation.

El lanzamiento

El cohete se traslada de forma similar al misil UR-100NU, dentro de un contenedor, denominado TPK (Транспортно-Пусковый Контейнер, ТПК), "contenedor de transporte y lanzamiento".

Detalle del TPK de un misil UR-100N.

El TPK llega al Área 133 de Plesetsk en posición horizontal y es colocado en vertical sobre la rampa. La modificación del Área 133 (11P865PR) para dar cabida al Rockot fue obra de la empresa KBTM de Moscú. Igualmente fue modificado para el programa Rockot el edificio de montaje 32T (MIK 130 ó 11P568R) del Área 32 destinado al Tsiklon-3, dotándolo de una habitación limpia de estilo occidental, así como otras mejoras. El primer lanzamiento de un Rockot (con Briz-K) desde Plesetsk se produjo el 24 de diciembre de 1999 y se saldó en fracaso. La rampa de lanzamiento del Área 133 incluye una torre de servicio móvil, un mástil fijo con umbilicales al que se acopla el TPK y un anillo de lanzamiento donde se instala el TPK -parecido al del Kosmos 3M- con capacidad de giro para ajustar el azimut.

Esquema del cosmódromo de Plesetsk y las instalaciones del Rockot (Eurockot).

Edificio MIK 103 del Área 32T en el Google Earth.

Plano del MIK 103 (Eurockot).

El Área 133 (Eurockot).

El TPK con las dos primeras etapas es transportado en ferrocarril en horizontal hasta el Área 133 y después se coloca en posición vertical apoyado en el mástil de servicio fijo. La carga útil llega por lo general en un Antonov An-124 al aeropuerto de Talagi, en Arkhangelsk, y de allí es transportada hasta Plesetsk por ferrocarril, aunque cabe la posibilidad de utilizar el aeropuerto Pero de la ciudad de Mirny, junto al cosmódromo.

Integración de la carga útil en la cofia (ESA).

Tras ser integrada en el MIK 130, la carga útil con la etapa Briz-KM y la cofia se transporta en vertical mediante ferrocarril. Al llegar al Área 133 se integra en posición vertical con el cohete en el TPK usando las grúas de la torre de servicio. La torre incluye unas puertas que permiten mantener el cohete con la carga útil en cualquier condición meteorológica.

Traslado de la carga útil (Eurockot).

Torre de servicio móvil (izquierda) y mástil fijo (Eurockot).

Esquema de la rampa de lanzamiento y la operación de integración de la carga útil con el cohete (Eurockot).

Fases de la preparación del cohete y la carga útil (Eurockot).

Llegada del TPK con el cohete a la rampa (Eurockot).

Instalación de la carga útil con la etapa Briz-KM (ESA).

Retirada de la torre de servicio antes del lanzamiento (Eurockot).

Debido a las zonas pobladas, el cohete sólo puede despegar en seis direcciones (azimut) diferentes, correspondientes a seis órbitas distintas, aunque puede luego cambiar su plano orbital gracias a la etapa Briz-KM:

Fases del lanzamiento:

Trayectoria del lanzamiento (Khrunichev).

Fases del lanzamiento (Khrunichev).

Separación de PROBA-2 de la etapa Briz-KM (ESA).

Órbita de los satélites (Khrúnichev).

Vídeo del lanzamiento:

Novedades Fermi

2009-11-01T22:23:00.003+01:00

En los últimos días hemos asistido a dos noticias relacionadas con el telescopio espacial de rayos gamma Fermi (GLAST) que creo merece la pena comentar brevemente.

La primera tiene que ver con la explosión de rayos gamma GRB 090510. Esta explosión fue detectada el pasado diez de mayo y en su momento ocasionó un gran revuelo al generar el fotón más energético (31 GeV) detectado en una fuente de rayos gamma. Al haber ocurrido a una distancia inmensa (cuando el Universo apenas tenía mil millones de años) y debido a la enorme diferencia de energía entre los fotones implicados, este suceso presentaba una oportunidad única para verificar las hipótesis de algunas teorías alternativas a la relatividad general -como la gravedad cuántica de bucles (QLG)- que predicen una cuantización del espacio-tiempo. Esta cuantización podría influir en el tiempo de vuelo de los fotones o, lo que es lo mismo, que la velocidad de los fotones depende de su energía. En su momento, el equipo del Fermi comparó el tiempo de vuelo de los fotones menos energéticos de la explosión con el del de 31 GeV y llegó a la asombrosa conclusión de que la energía a la cual la relatividad especial deja de ser efectiva era de 102 veces la masa de Planck como mínimo. ¿Y qué significa esto? Pues veamos: la energía a la cual la relatividad especial debe perder su validez según la teoría actual es justamente la masa de Planck. El resultado del equipo de Fermi implicaba que la relatividad especial pierde efectividad a una escala mucho mayor, reforzando la validez de varias teorías cuánticas de la gravedad.

Un resultado revolucionario que y que recibió inmediatamente un aluvión de críticas por emplear suposiciones poco conservadoras, por no hablar de lo poco representativo que resulta un sólo fotón. De hecho, el artículo ha aparecido publicado hace unos días en Nature y en él podemos leer ahora que los autores han reducido la relación a 1,2 veces la masa de Planck, un resultado más acorde con lo esperado y que deja menos espacio para las teorías cuánticas. Pero que los físicos de supercuerdas no canten victoria aún. Los partidarios de estas teorías no están derrotados, pues las conclusiones de esta explosión de rayos gamma sólo son válidas si la velocidad de los fotones depende directamente de la energía, pero muchos modelos sugieren una relación diferente entre ambas magnitudes, de tal modo que sería indetectable con este tipo de experimentos.

La segunda noticia del Fermi tiene que ver con el exceso de radiación gamma proveniente del centro de la Galaxia, que puede suponer una evidencia de la existencia de materia oscura.

La sonda Wilkinson (WMAP) para el estudio de la radiación cósmica de fondo ya detectó hace años una "niebla" de microondas en la región del centro galáctico. Algunos teóricos han argumentado que esta emisión podría deberse a radiación emitida por electrones energéticos producidos mediante mecanismos diferentes a los habituales (supernovas, etc.). Uno de estos mecanismos es la aniquilación de partículas de materia oscura al colisionar entre ellas (las partículas de materia oscura son sus propias antipartículas en la mayoría de modelos teóricos). Para verificar esta hipótesis, el Fermi es una magnífica herramienta, ya que la aniquilación de materia oscura generaría rayos gamma que a su vez crearían pares electrón-positrón. En este caso, no hablamos de detectar directamente los rayos gamma de la aniquilación de materia oscura -método que actualmente están siguiendo otros grupos de investigadores-, sino los producidos por la interacción de estos electrones con el medio interestelar. Hay que recordar los principales mecanismos galácticos que pueden producir rayos gamma en el rango de energía que puede observar Fermi:

Desintegración de bosones π⁰ generados por la colisión entre gas y polvo interestelar con protones que forman parte de los rayos cósmicos (acelerados por supernovas).
Electrones relativistas que colisionan con núcleos del medio interestelar generando radiación sincrotrón gamma (bremsstrahlung).
Electrones relativistas que interaccionan con fotones del medio interestelar generando rayos gamma mediante scattering Compton inverso.

El equipo de Dobler ha analizado la contribución de los distintos mecanismos al fondo de rayos gamma y ha llegado a la conclusión de que existe un exceso de radiación gamma en el centro galáctico que no se puede explicar mediante los mecanismos habituales. Este exceso parece que se correlaciona bastante bien con la niebla de microondas del WMAP antes mencionada, por lo que estaríamos ante una radiación emitida por electrones -mediante scattering Compton inverso- creados por algún mecanismo exótico, como podría ser la aniquilación de materia oscura o algún tipo de "nueva física" desconocida (lo de "nueva física" es una expresión comodín que se usa en los papers cuando no se tiene ni la más remota idea del mecanismo causante).

Puesto que exceso de rayos gamma proviene del centro de la Vía Láctea, justo donde esperamos una mayor densidad de materia oscura, podríamos estar ante una evidencia indirecta de la presencia de esta elusiva sustancia. Por supuesto, habrá que esperar a comprender mejor los mecanismos de generación de rayos gamma galácticos antes de confirmar esta evidencia, pero no deja de ser un resultado interesante.

Problemas con el Kepler

2009-11-01T01:35:00.004+01:00

El telescopio espacial Kepler tiene problemas: el equipo de la nave ha descubierto que los amplificadores de la electrónica del vehículo tienen más ruido de lo esperado. Este inconveniente implica que se debe cambiar por completo el sistema de procesamiento de datos de la misión, por lo que es posible que no se podrá detectar un planeta similar a la Tierra hasta 2011.

Recordemos que Kepler fue lanzado el seis de marzo pasado con la misión de descubrir planetas extrasolares situados en la zona habitable y con una masa similar a la terrestre mediante el método del tránsito. Para ello debe observar continuamente el brillo de cien mil estrellas usando 42 detectores CCD de 95 megapíxels. El ruido excesivo de los tres amplificadores defectuosos debe ser eliminado mediante un software nuevo. Aunque el problema de los amplificadores ya se conocía antes del lanzamiento, su magnitud no se hizo evidente hasta que el telescopio estuvo operativo.

Aparentemente, la noticia no nos dice nada nuevo: Kepler necesita observar al menos tres tránsitos de un planeta terrestre para confirmar su existencia. Si el planeta orbita una estrella similar al Sol, el intervalo entre los tres tránsitos será aproximadamente de tres años. Es decir, en cualquier caso deberíamos haber esperado hasta 2011 para el descubrimiento de una Tierra extrasolar. El problema surge para los tránsitos de planetas habitables alrededor de estrellas más pequeñas que la nuestra (enanas rojas), que se producen cada pocos meses. El equipo de Kepler esperaba poder descubrir planetas habitables de masa terrestre alrededor de enanas rojas dentro de uno o dos años, pero debido al problema con los amplificadores esto será ahora imposible, ya que el ruido afecta especialmente a este tipo de tránsitos.

Una pena, aunque es posible que los telescopios terrestres logren adelantarse al Kepler y detecten una Tierra alrededor de una enana roja dentro de poco tiempo.

Falleció Qian Xuesen

2009-10-31T23:48:00.006+01:00

Hoy ha fallecido Qián Xuésēn a la edad de 99 años (钱学森, a veces escrito Tsien Hsue-Shen según el sistema de romanización Wade-Giles). A muchos no les sonará este nombre de nada, pero se trata de nada más y nada menos que del padre de la astronáutica china. Qián, a quien a veces se le denomina "el Korolyov chino", estudió en Estados Unidos, donde tuvo contacto con los misiles V-2 capturados a los nazis tras la Segunda Guerra Mundial y participó en el incipiente programa de misiles estadounidense. En 1951 fue arrestado bajo la infundada sospecha de ser un espía comunista durante la histeria de la caza de brujas dirigida por McCarthy. En 1955 pudo viajar a la República Popular China tras intensas negociaciones entre ambos países. Junto a Qián, los EEUU devolvieron a 93 científicos a cambio de 76 prisioneros de guerra norteamericanos capturados en Corea.

Una vez en su país natal, comenzó a trabajar en el desarrollo de cohetes dentro la Academia de Ingeniería Militar de Harbin. Poco después se ganaría el favor del nuevo gobierno chino y pronto pudo liderar el programa de misiles que surgió tras la firma de un acuerdo con la URSS en 1956.
En 1960 el equipo liderado por Qián lanzaría un misil R-2 soviético fabricado en China. Este sería el primer misil chino, que sería bautizado como DF-1 (Dōngfēng 东风, "viento del este"). En octubre de 1966 se lanzaría el DF-2A, el primer misil con cabeza nuclear.

El 24 de abril de 1970, un DF-4 modificado con una etapa adicional puso en órbita el primer satélite chino, el Dōng Fāng Hóng 1 (东方红一号, "el Este es rojo"). Este nuevo cohete recibió la denominación Larga Marcha 1 (CZ-1) y sería la base de todos los lanzadores chinos hasta la actualidad.

Pese a sus logros, la figura de Qián ha sido sistemáticamente ignorada por la mayoría de historiadores de la era espacial. Esperemos que su fallecimiento sirva al menos para reivindicar su obra.

Qian Xuesen en 1955.

Lanzamiento Ariane 5 ECA (V192)

2009-10-31T12:54:00.010+01:00

El 29 de octubre a las 20:00 UTC Arianespace lanzó el sexto Ariane 5 ECA de este año desde la rampa ELA-3 del Centro Espacial de Kourou, en la Guayana Francesa. La carga eran los satélites NSS-12 y THOR 6.

El NSS-12 es un satélite de comunicaciones geoestacionario con 40 repetidores en banda C y 48 en banda Ku. Su masa es de 5622 kg y ha sido construido por Space Systems/Loral usando la plataforma SS/L 300. Será operado por SES World Skies y ofrecerá servicios de televisión directa desde la longitud 57º Este.

Satélite NSS-12 (Arianespace).

El THOR 6 es otro comsat de 3049 kg con 36 repetidores de banda Ku. Será operado por la compañía noruega Telenor Satellite Broadcasting AS y operará desde l longitud 1º Oeste. Ha sido construido por Thales Alenia Space según la plataforma Spacebus 4000B2.

Stélite THOR 6 (Arianespace).

Ambos satélites tienen una vida útil estimada de 15 años.

Configuración de la carga útil: el THOR 6 iba dentro del SYLDA (Arianespace).

Fases del lanzamiento (Arianespace).

Zona de lanzamiento del Ariane 5 en Kourou (Arianespace).

Detalle del complejo de lanzamiento ELA-3 (abajo), con el BAF y el Centro de Control de Lanzamientos (CDL-3)(Arianespace).

Ariane 5 ECA

El Ariane 5 ECA puede poner dos satélites en órbita geoestacionaria con una masa total de 10 toneladas, o bien un sólo satélite con una masa máxima de 10,5 toneladas. Emplea una primera etapa criogénica de 5,4 x 28 m fabricada en aleación de aluminio. Esta etapa se denomina EPC (Etage Principal Cryotechnique o, en inglés, Cryogenic Main Core Stage) y tiene una masa en seco de 14700 kg. Carga 170 toneladas de hidrógeno y oxígeno líquidos y emplea un motor Vulcain 2, de 960-1360 kN de empuje y 310-432 segundos de impulso específico. El Vulcain 2 funciona durante 540 segundos y está fabricado por Snecma.

Acoplados a la EPC se encuentran los dos cohetes de combustible sólido EAP (Etage d'Acceleration à Poudre), de 3,05 x 31,6 m, 7080 kN de empuje y 274,5 s de Isp cada uno. Su estructura es de acero, cargan 240 t de combustible sólido cada uno y funcionan durante 130 s.

La segunda etapa del Ariane 5 ECA es también criogénica y se denomina ESC-A (Étage Supérieur Cryotechnique o Cryogenic Upper Stage). Tiene unas dimensiones de 5,4 x 4,711 m y una masa en seco de 4540 kg. Utiliza un motor HM7B de Snecma de 67 kN, 446 s de Isp que funciona durante 945 s y quema 14,9 t de hidrógeno y oxígeno líquidos.

El Ariane 5 ECA (Arianespace).

Cryogenic Main Core Stage (EPC)(Arianespace).

Traslado de uno de los cohetes de combustible sólido (EAP)(Arianespace).

Traslado del cohete para la integración con la carga útil (Arianespace).

Naves nucleares rusas

2009-10-30T10:32:00.027+01:00

Hace pocos días saltaba la noticia: Rusia planea desarrollar naves nucleares durante la próxima década para viajar a Marte. Sin embargo, se ha creado mucha confusión al respecto, pues mucha gente no tiene claro qué es exactamente eso de una "nave nuclear". Analicemos primero quién, cómo y dónde ha realizado estas declaraciones.

La noticia surgió a raíz del informe de Anatoli Pérminov -jefe de la agencia espacial rusa Roskosmos- ante la Comisión Presidencial sobre Modernización y Desarrollo Tecnológico de la Economía de Rusia. En este informe, se destaca que una de las prioridades para el desarrollo de la cosmonáutica durante el siglo XXI es "la construcción de módulos energéticos de transporte basado en instalaciones de motores nucleares con una potencia de varios megavatios". El informe destaca que esta tecnología debe facilitar las misiones interplanetarias tripuladas y no tripuladas, poniendo el énfasis en un vuelo tripulado a Marte en este siglo. Además, Roskomos estaría colaborando con Rosatom y el Instituto Keldish para finalizar el diseño del nuevo reactor de este "módulo nuclear" ya en 2012. El primer ejemplar podría volar nueve años y 600 millones de dólares después.

Entonces, ¿de qué tipo de vehículo estamos hablando? Pues de un remolcador orbital que utilizaría un reactor nuclear para alimentar motores iónicos. A diferencia de lo que ha aparecido en la prensa, esta noticia no tiene relación directa alguna con "motores nucleares". La confusión ha surgido debido a la complejidad del uso de la energía nuclear en misiones espaciales, que puede ser de cuatro tipos bien diferenciados:

Motores nucleares: utilizar un reactor nuclear para calentar directamente un fluido de reacción (normalmente hidrógeno) y mover así el vehículo. La experiencia rusa en este campo es amplia, aunque se limita a la creación de un sólo motor operativo: el RD-0410. Los motores nucleares térmicos no se deben usar en misiones desde la superficie terrestre por el peligro de contaminación radiactiva, pero en el espacio son una alternativa a los sistemas de propulsión química tradicionales. El acrónimo ruso de este tipo de instalación es YaRD (ЯРД).
Utilización de un reactor nuclear para generar energía eléctrica y alimentar los sistemas de la nave en vez de usar paneles solares. En ruso, las siglas para designar a este tipo de reactor son YaEU (ЯЭУ).
Empleo de un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) para generar energía eléctrica. No son reactores nucleares, sino que usan pequeñas cantidades de materiales radiactivos. Son instalaciones mucho más seguras y baratas, pero tienen menos potencia.
Uso de un reactor nuclear para alimentar un sistema de propulsión eléctrico, como es el caso de los motores iónicos o de plasma. En ruso se conoce como YaEDU (ЯЭДУ).

Por lo tanto, a lo que se refiere el informe de Roskosmos es al empleo de YaEDU para misiones interplanetarias. A primera vista uno podría pensar que se trata de un proyecto muy ambicioso por su novedad, pero lo cierto es que Rusia tiene casi 50 años de experiencia en este campo. En realidad, estamos ante el último intento por parte de la industria rusa de resucitar un concepto en el que tiene mucha experiencia y que no es para nada nuevo.

Para entender mejor las posibilidades reales de este nuevo remolcador nuclear, vale la pena estudiar los proyectos nucleares realizados en la URSS y Rusia. No hablaré aquí de los motores nucleares (YaRD) o de los RTG rusos, ya que la discusión se podría tornar entonces interminable. La URSS desarrolló paralelamente en los años 60 varios reactores nucleares para su uso en el espacio. Los más famosos fueron los Buk y TOPAZ:

Buk

El primer reactor nuclear espacial soviético sería el BES-5 (БЭС-5, BES son las siglas en ruso de "estación eléctrica de a bordo"), más conocido como Buk (Бук, "haya" en ruso). El 16 de marzo de 1961 el Comité Central del PCUS y el Consejo de Ministros de la URSS aprobó la resolución Nº 258-110 por la cual se aprobaba el desarrollo del BES-5. El 14 de agosto de 1964 ya sería operativo el prototipo de reactor nuclear espacial desarrollado por el Instituto Kurchatov de Investigación Nuclear, de apodo Romashka, cuyas pruebas continuarían hasta 1966. Otras resoluciones del 3 de julio de 1962 (Nº 702-295) y del 24 de agosto de 1965 (Nº 651-244) impulsarían el proyecto para su uso en los satélites espías de observación mediante radar.

El origen de estos satélites fue el pánico que sentía la cúpula militar soviética ante las flotas de portaaviones de los Estados Unidos. Los militares soviéticos querían un sistema de satélites que pudiese seguir el rastro de los navíos norteamericanos bajo cualquier condición meteorológica y de iluminación, para lo cual debían usar vehículos con radar. Sin embargo, los radares demandan una enorme potencia eléctrica, potencia difícil de alimentar mediante paneles solares con la tecnología soviética de los años 60. Los militares no se lo pensaron dos veces: si había que construir un reactor nuclear para hacer realidad este satélite, pues se construía. Tal era la prioridad del proyecto. Este tipo de satélites recibiría el irónico nombre de US-A (УС-А, Upravliaiemi Sputnik - Aktivni: Satélite Controlado - Activo) y sería construido por la oficina de diseño OKB-52/TsKB Mashinostroienia de Vladímir Cheloméi (oficina que por la misma época estaba encargada de las estaciones espaciales militares Almaz). Paralelamente se desarrollaría el programa de satélites US-P -con paneles solares- para detectar navíos estadounidenses de forma pasiva. Los satélites tendrían una masa de 3800-4300 kg y serían lanzados por cohetes Tsiklon-2 (11K67) en una órbita de 260 km de altura. A partir de 1969 la oficina KB Arsenal sería la encargada del diseño y construcción de los 17F16 US-A.

Nave US-A. El reactor Buk es el cono oscuro situado a la derecha. Las antenas de radar se aprecian a la izquierda plegadas.

No obstante, el 3 de abril de 1965 se adelantaron los norteamericanos con su primer y hasta el momento único -que sepamos- reactor nuclear espacial, el SNAP-10A (0,5 kW de potencia eléctrica), a bordo del satélite Snapshot. Tras esta experiencia, los norteamericanos consideraron que era más barato y eficiente utilizar RTGs en el espacio que reactores nucleares.

En 1963-1969 se realizaron los primeros prototipos de reactores BES-5 y en 1968-1970 se efectuaron pruebas con los tres primeros ejemplares operacionales (N16, N25 y N32). El 27 de diciembre de 1965 fue lanzado el Kosmos-102 con una maqueta del Buk. El 20 de julio de 1966 sería lanzada otra maqueta a bordo del Kosmos-125. Una tercera maqueta volaría con el Kosmos-198, el cual fue considerado erróneamente durante muchos años como el primer satélite soviético con un reactor nuclear. La última maqueta despegaría con el Kosmos-209 el 22 de marzo de 1968, ya que el despegue del 25 de enero de 1969 con otro prototipo fracasó debido a un fallo del lanzador.

El 3 de octubre de 1970 fue lanzado el primer US-A (Kosmos-367) con el reactor BES-5 Nº 31. Aunque sólo funcionó en órbita durante 110 minutos, permitió obtener datos para la mejora del diseño del reactor. Tras otras nueve misiones experimentales, el BES-5 sería declarado operativo en 1975. El sistema operacional de satélites US-A recibiría el nombre de Legenda. En total serían lanzados nada más y nada menos que 31 satélites con reactores Buk. El 24 de enero de 1978, un satélite US-A (Kosmos-954) reentró en la atmósfera terrestre sobre Canadá, contaminando una zona de 100 km2 con los residuos del reactor BES-5 Nº 58. Como resultado se introdujeron medidas de seguridad en las US-A consistentes en expulsar el núcleo del reactor a una órbita alta de 890 km al finalizar la misión. Situados en esta órbita, los reactores tardarían de 300 a 1000 años en quemarse en la atmósfera terrestre. No obstante, el sistema no era infalible, pues en 1982 el Kosmos-1402 se quemó en la atmósfera con el reactor Buk Nº 70 sobre el Atlántico sur. Aunque obviamente el programa US-A fue mantenido en secreto, la inteligencia norteamericana pronto tuvo noticias de su existencia y lo bautizó como RORSAT (Radar Ocean Reconnaissance SATellite). Este nombre fue aplicado por extensión al reactor nuclear que llevaban los US-A, por lo que aún es habitual referirse a los Buk como RORSAT, aunque se trata de una denominación ajena al proyecto.

Los Buk eran reactores de neutrones rápidos con una potencia eléctrica de 2,6 kW y fueron diseñados y construidos por la oficina OKB-670 de Bondaryuk en cooperación con otras organizaciones como la NPO Luch, NTTs Istok, GNTs FEI o el Instituto Kurchatov. En 1972 esta oficina sería fusionada con otras organizaciones para formar NPO Krásnaia Zvezdá ("estrella roja"), la cual se encargaría a partir de entonces de los reactores BES-5. El 14 de marzo de 1988 sería lanzada la última US-A con un Buk, el Kosmos-1932. Hoy en día, la mayoría de los Buk continúan orbitando la Tierra en órbitas altas tras haber finalizado su misión. El último ejemplar de vuelo de un Buk viajó en 1993 desde Baikonur hasta la sede de Krásnaia Zvezdá.

Reactor BES-5 Buk (Novosti Kosmonavtiki).

TOPAZ

Pese a los accidentes (Kosmos-954 y Kosmos-1402), los Buk habían resultado un éxito, aunque evidentemente eran mejorables. Una de las prioridades era optimizar el diseño para emplear menor cantidad de material fisible, disminuyendo la complejidad de la instalación y la contaminación radiactiva en caso de accidente. Además, se buscaba un diseño más fiable, con menos propensión a fallos y errores durante el funcionamiento. Su desarrollo sería paralelo al de los Buk y el resultado fue el TEU-5 Tópol, más conocido como TOPAZ ("topacio", acrónimo en ruso de "[instalación] experimental de termoemisión con transformación en la zona activa"). La autorización oficial para desarrollar los TOPAZ tuvo lugar el 3 de julio de 1962 mediante la resolución Nº 702-295. Se encargó a la OKB-300 de Tumansky el diseño de este nuevo tipo de reactor mediante neutrones térmicos más eficiente. Los TOPAZ tenían una potencia eléctrica más de dos veces superior a la de los BES-5, aunque empleaban sólo 11,5 kg de material fisible, frente a los 30 kg de los Buk. Sólo dos reactores TOPAZ-1 fueron lanzados al espacio en 1987 dentro del marco del programa de satélites Plazma-A (US-AM: Kosmos-1818 y Kosmos-1867) construidos por KB Arsenal. El diseño y construcción de los TOPAZ-1 pasaría finalmente a manos de la KB Krásnaia Zvezdá.

Reactor TOPAZ-1 (Novosti Kosmonavtiki).

TOPAZ-2 y otros proyectos

Tomando como base de los TOPAZ, la TsKBM de Cheloméi desarrolló el TOPAZ-2 Yenisey, el reactor nuclear soviético más avanzado. Su diseño fue autorizado por el decreto Nº 715-240 del 21 de julio de 1967 y debía haber sido empleado en los satélites de comunicaciones geoestacionarios Estafeta. Sin embargo, el TOPAZ-2 no llegaría a volar debido a los recortes presupuestarios de finales de los años 80 y el fin de la URSS. Pese a todo, se montaron 18 reactores y se realizaron pruebas en caliente con siete de ellos.

TOPAZ-2.

Tras la resolución Nº 223 del 21 de agosto de 1974, se llevó a cabo un programa para forzar la potencia del TOPAZ-1 y aumentar sus sistemas de seguridad. Basándose en esta instalación, Energobak-TsKBM desarrolló el reactor Zaryá para su uso en satélites espías opto-electrónicos. El Zaryá era básicamente un BES con más potencia (5,8 kW frente a los 2,6 kW nominales). En 1978 se desarrolló el Zaryá-2 con una potencia de 24 kW y una vida útil de 10000 horas. También en 1978, NPO Krásnaia Zvezdá introdujo el Zaryá-3, con 24,4 kW y una vida de 1,5 años. Ninguno de los reactores Zaryá tuvo continuidad al no encontrar un satélite donde poder ser usado.

Tabla comparativa de los distintos reactores espaciales.

RKK Energía y Marte

La oficina de diseño OKB-1 de Serguéi Korolyov (actualmente la empresa RKK Energía) comenzó a estudiar proyectos con propulsión nuclear para viajar a Marte ya en los años 50. Además de emplear motores nucleares térmicos en cohetes, durante los años 60 la OKB-1 sopesó la posibilidad del uso de reactores para alimentar a las estaciones interplanetarias (TMK, MEK, etc.) marcianas. En este caso no se trataba de usar los reactores como meras estaciones eléctricas (YaEU) como en el caso de los satélites US-A, sino usarlos de cara a un sistema de propulsión eléctrica (iónica o de plasma). También se estudió el uso de energía nuclear para estaciones espaciales como la MKBS. A finales de los 60 y durante la década de los 70, los proyectos de un viaje tripulado a Marte quedaron en un segundo plano, pero resurgirían con fuerza en los años 80. En el periodo 1965-1982, RKK Energía experimentó con varios diseños de reactores, la mayoría de los cuales usaban litio como refrigerante (los Buk y TOPAZ empleaban NaK).

Diseño de reactor nuclear espacial de RKK Energía de 10-14 toneladas, 100-550 kW, refrigerado por litio y una vida útil de 3-5 años (RKK Energía).

Versión de 1987 de una nave tripulada marciana con dos reactores nucleares y propulsión iónica (RKK Energía).

En 1982, tras el decreto del Gobierno de la URSS del 5 de febrero de 1981, la oficina NPO Energía comenzó a desarrollar el remolcador nuclear interplanetario 17F11 Gerkules, que debía ser empleado en conjunción con el programa Energía-Burán. Gerkules se basaba en un proyecto anterior de 1978 y tendría un reactor de 550 kW para dar potencia a un conjunto de motores iónicos. El remolcador Gerkules estaba destinado a ser uno de los elementos de los programas tripulados a Marte que fueron investigados por NPO Energía en los años 80.

Remolcador nuclear Gerkules de 16 toneladas. A la izquierda está el reactor y a la derecha los tanques de xenón. Se aprecia el mástil con los motores iónicos (RKK Energía).

Todos estos proyectos tenían como base común el empleo de propulsión eléctrica (iónica o de plasma) y un módulo de vivienda interplanetario (MEK) de 150-300 toneladas basado en la tecnología de las estaciones DOS (incluyendo un módulo de descenso marciano). La versión de 1987 de esta nave tripulada marciana empleaba reactores nucleares de 7,5 MW y motores iónicos de xenón. En 1988 apareció una versión de la misma nave con paneles solares para alimentar el sistema de propulsión iónico, versión que, con varias modificaciones, ha sobrevivido hasta la actualidad como uno de los conceptos de nave interplanetaria más realistas que existen. En los años 90, RKK Energía propondría una versión del Gerkules de 50-150 kW.

Versión de nave tripulada marciana de RKK Energía con un reactor nuclear y propulsión iónica de hace pocos años. El "triángulo" está formado por el blindaje antirradiación. Se aprecian los motores iónicos situados en una estructura perpendicular al plano del escudo de radiación. También se puede ver el escudo térmico del aparato de descenso marciano y una nave Klíper para el regreso a la Tierra (RKK Energía).

Cooperación internacional

Ya en 1989 tuvieron lugar conversaciones entre el Instituto Kurchatov y la firma norteamericana Space Power Inc para la comercialización en Occidente de los reactores espaciales soviéticos. Poco después se creó la empresa mixta ruso-estadounidense INTERTEK con el mismo fin. En 1991 y 1992, dos reactores TOPAZ-2 fueron vendidos a los Estados Unidos por 13 millones de dólares dentro del marco de cooperación de un acuerdo muy desfavorable para Rusia, ya que los EEUU básicamente se limitaron a comprar la tecnología rusa por un precio irrisorio sin dar nada a cambio (a parte del dinero, obviamente). Uno de los reactores fue sometido a intensas pruebas de funcionamiento en los Estados Unidos. En 1995 se sugirió el uso de reactores basados en la tecnología del TOPAZ-2 dentro del programa Nuclear Electric Propulsion Spaceflight Test Program. Dicho programa pretendía desarrollar una nave espacial prototipo de propulsión iónica-nuclear (YaEU), aunque sería cancelado tras una corta vida.

Sin embargo, en la segunda mitad de la década de los 90 asistiríamos a la aparición de multitud de proyectos similares. En los EEUU cobró fuerza el proyecto SP-100 para crear un reactor de 5 MW con una vida útil de 3-7 años para misiones interplanetarias. En Rusia se habló seriamente de resucitar el TOPAZ-3 -un proyecto de reactor de 40-100 kW- para naves geoestacionarias con una vida de 7 años. Por otro lado, el proyecto de sonda nuclear iónica JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter) pretendía emplear un reactor muy parecido al TOPAZ. Se entablaron conversaciones con la NASA para colaborar en la misión e incluso se llegó a hablar de una sonda similar a JIMO realizada entre la ESA y Rusia.

Conceptos de diseño de la misión JIMO a las lunas de Júpiter. Su diseño es muy similar a las propuestas de remolcadores de RKK Energía (Novosti Kosmonavtiki).

A raíz de estos estudios, la empresa RKK Energía elaboró varios estudios de YaEU para remolcadores nucleares basados en su experiencia con el Gerkules y otros proyectos marcianos. Estos proyectos han permanecido en un segundo plano hasta la actualidad, pero evidentemente parece que ahora existe al menos la intención política de resucitarlos. Habrá que ver si también hay un apoyo económico firme.

En 2002, la administración Bush creó la Nuclear Systems Initiative, programa que no dio frutos tangibles. En 2003, el Proyecto Prometeo de la NASA para la aplicación de tecnologías nucleares en el espacio tampoco llegaría a ningún lado. La misión JIMO y otras similares serían finalmente canceladas por su alto coste y la mala prensa que tiene ante la opinión pública cualquier cosa que lleve el adjetivo "nuclear".

Pese a los reveses de esta tecnología al otro lado del Atlántico, durante esta década RKK Energía ha seguido trabajando con sus proyectos de reactores nucleares para propulsión iónica (YaEU). En repetidas ocasiones ha propuesto la construcción de un remolcador prototipo para su uso en el espacio cislunar terrestre, proyecto que no ha podido llevarse a cabo por falta de fondos.

Remolcador iónico sugerido por RKK Energía. La versión nuclear llevaría un reactor en vez de paneles solares para alimentar los motores iónicos (RKK Energía).

Además, RKK Energía ha concretado el diseño de su remolcador nuclear en los últimos años. Este remolcador tendría una masa de unas 100 toneladas y emplearía un reactor de 6 MW con una vida útil de 15 años. Utilizaría motores iónicos de argón/xenón -la nave llevaría hasta 60 t de estos gases- y serviría para llevar a cabo misiones interplanetarias -tripuladas o no- por todo el Sistema Solar interior. Los detalles específicos de la nave dependen del tipo de misión, objetivo y financiación, pero está claro que cualquier diseño futuro de una nave nuclear eléctrica sería muy parecido a este diseño. Las ventajas de la propulsión nuclear eléctrica frente a otros sistemas de propulsión es aún motivo de discusión. El uso de paneles solares para alimentar los motores iónicos sería un concepto más sencillo de vender a la opinión pública, pero la enorme superficie que necesitaríamos para una nave tripulada, la complejidad de su montaje en órbita y otras variables (presión de radiación sobre los paneles, variación de la luminosidad con la distancia al Sol, etc.), hacen que esta opción presente graves inconvenientes. Por contra, la masa del escudo anti radiación dificulta la aplicación de reactores en misiones tripuladas. Por otro lado, si se combinase el uso de reactores con sistemas de propulsión de nueva generación como el VASIMR, estaríamos ante un sistema muy eficiente y con muchas posibilidades de futuro.

Remolcador nuclear de RKK Energía: el proyecto que quiere potenciar ahora Roskosmos (RKK Energía).

Es por eso que la noticia de estos días no es ni mucho menos una novedad en términos tecnológicos, pues RKK Energía lleva años trabajando con este tipo de proyectos, como podemos ver en este esquema de la empresa sobre los planes de exploración espacial para las próximas décadas:

Es evidente que RKK Energía apuesta fuertemente por el uso de propulsión nuclear eléctrica para el futuro de la exploración humana del Sistema Solar. Y ahora parece que el gobierno ruso también se muestra partidario de este sistema.

En el último MAKS 2009, el remolcador nuclear aparecía entre los proyectos de RKK Energía para una nave tripulada a Marte (Novosti Kosmonavtiki).

Está claro que cualquier misión de este tipo no partiría de cero y se basaría en la amplia experiencia que posee Rusia con el uso de reactores nucleares en el espacio y en el diseño de motores iónicos y de plasma. Rusia no se resiste a dejar morir una tecnología en la cual sigue siendo líder, por lo que habrá que estar atentos al futuro de este proyecto. Si lograse hacerse realidad, Marte estaría mucho más cerca.

Referencias:

Pilotiruiemaia Ekspeditsia na Mars, Academia Rusa de la Cosmonáutica (Moscú, 2006).
RKK Energia imeni S.P. Koroliova, Ed. Menonsovpoligraf (Moscú, 1996).
Yadernie energueticheskie ustanovki, P.A. karasev (Atómnaia Strategia XXI, nº 30, junio 2007).
Yadernoie Sozvezdie, Alexander Zhelezniakov (Atómnaia Strategia XXI, septiembre 2004)
Yadernaia energuetika v kosmose, Albert Gafarov (Novosti Kosmonavtiki nº 4, 2005).
Yadernie energueticheskie ustanovki. Yadernie raketnie dvigateli.(www.buran.ru).
RSC Energia's Martian Mission Concept (actualmente desfasado).
Reactores Nucleares en órbita, Gabriel García Sagario (Zemiorka).
US-A, Mark Wade.

Phoenix retorna del hielo

2009-10-29T08:58:00.004+01:00

La cámara HiRISE de la MRO captó el pasado verano a la sonda Phoenix sobre las planicies polares tras haber sobrevivido al invierno marciano. La sonda sucumbió a las bajas temperaturas en agosto de 2008, tras haber funcionado durante 125 días. El principal descubrimiento de Phoenix fue sin duda la presencia de hielo de agua a muy poca profundidad de la superficie marciana. Durante el invierno, la sonda quedó cubierta por la capa de hielo de dióxido de carbono del casquete boreal. Es muy difícil saber qué daños ha sufrido en este periodo, pero obviamente nadie considera que pueda volver a funcionar cuando la inclinación del Sol con respecto a los paneles solares propicie la generación adecuada de electricidad. Por otro lado, la MRO sigue experimentando problemas y continúa en modo seguro desde hace ya más de un mes y medio.

Imágenes de la zona de aterrizaje de Phoenix obtenidas el pasado 22 de agosto. Aún se aprecia la escarcha de dióxido de carbono (NASA).

La misma zona el 30 de julio (NASA).

La zona de aterrizaje de Phoenix antes del invierno el 20 de julio de 2008 (NASA).

Me gusta la bandera (del Apolo 17)

2009-10-28T21:57:00.008+01:00

La sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO ) no deja de sorprendernos revelando material de la era Apolo sobre la superficie de nuestro satélite. Ahora le toca el turno a, atentos, ¡la bandera del Apolo 17! ¿No me creen? Pues miren, miren:

La bandera estadounidense de la misión Apolo 17 junto a la etapa de descenso del módulo lunar Challenger en Taurus-Littrow (NASA).

La etapa de descenso del Challenger vista por la cámara de TV del rover (NASA).

Además de la bandera, podemos ver todos los equipos dejados por los astronautas y sus huellas, algo que se aprecia mejor en esta imagen general:

El nivel de detalle es impresionante, sobre todo si la comparamos con las vistas obtenidas por la cámara de la etapa de ascenso del módulo lunar durante el despegue:

También podemos ver en detalle los instrumentos de la estación científica del ALSEP:

Vista del ALSEP por el LRO en 2009 (NASA).

Vista del ALSEP desde la superficie en 1972 (NASA).

Vídeo de las imágenes del LRO:

Vídeo del alunizaje el 11 de diciembre de 1972:

Despegue del Challenger desde la superficie lunar el 14 de diciembre de 1972:

Ares I-X

2009-10-28T17:15:00.013+01:00

Nunca antes tanta gente estuvo atenta al lanzamiento de una maqueta no tripulada. Porque eso es en lo que ha consistido la prueba del cohete Ares I-X que se ha efectuado hoy con éxito a las 15:30 UTC. Hace unos años la NASA decidió realizar una serie de pruebas del futuro cohete Ares I, cohete que -dentro del marco del Programa Constellation- debe lanzar a la futura nave tripulada de la NASA que sustituirá al transbordador espacial: la cápsula Orión. Ares I-X sería la primera de esas pruebas, destinada a verificar la idoneidad de algunas de las soluciones técnicas adoptadas en el Ares I.

El futuro Ares I estará formado por dos etapas: una primera fase de combustible sólido de cinco segmentos basada en los SRB de la lanzadera espacial y una segunda fase criogénica que emplea un motor J-2X de la era Apolo. Sin embargo, la inclusión de esta misión de unos 445 millones de dólares en el programa de pruebas no ha estado exenta de polémica, ya que debido al retraso en el desarrollo de este lanzador no se ha podido incluir ningún elemento crítico del Ares I. Como resultado, el Ares I-X no es un cohete Ares I, sino un modelo de pruebas que ha empelado un SRB del transbordador con cuatro segmentos en su primera etapa. El quinto segmento, la segunda etapa y la capsula Orión -con su sistema de escape LAS- son modelos de prueba, es decir, maquetas. Muchos se han preguntado si la necesidad de realizar una simple prueba atmosférica justificaba el coste de esta misión. Según los técnicos de la NASA, la respuesta es afirmativa, pero obviamente se ha tratado de una decisión política. Ares I-X se introdujo como una manera de demostrar ante Washington y la opinión pública que el programa Constellation seguía adelante pese a los continuos retrasos que estaba sufriendo el Ares I y evitar así una posible cancelación. Aunque se barajó la posibilidad de eliminar el Ares I-X y pasar directamente al Ares I-Y (un Ares I sin motor J-2X), al final la NASA decidió seguir con el plan inicial.

Paradójicamente, el lanzamiento del Ares I-X ha tenido lugar poco después de la presentación del informe final de la Comisión Augustine, en el que se aboga por la cancelación del programa Ares I en favor de un cohete privado para la Orión. En los próximos meses conoceremos la decisión del presidente Obama respecto al Ares I, pero es muy probable que el lanzamiento efectuado hoy haya sido el primero y último de este lanzador.

En realidad, el pasado diez de septiembre se efectuó una prueba significativamente más importante que el Ares I-X para el futuro del Programa Constellation: el encendido del primer cohete de combustible sólido de cinco segmentos. Este elemento deberá formar parte no sólo del Ares I operacional, sino también del Ares V, cohete gigante cuyo desarrollo la Comisión Augustine ha apoyado en su informe. En aquella ocasión no se desató tanto revuelo mediático, sin duda porque es mucho más llamativo ver volar a un cohete -aunque sea una maqueta- que una prueba estática.

A diferencia de lo que se ha dicho en muchos medios durante el día de hoy, el Ares I no es un cohete lunar. Este papel está reservado en el Programa Constellation para el Ares V, un lanzador considerablemente mayor que aún no ha sido aprobado oficialmente.

No obstante, hay que destacar que desde 1981 no despegaba un vehículo distinto al transbordador desde cualquiera de las dos rampas del Centro Espacial Kennedy. Sin duda estamos ante un hecho histórico, aunque el futuro dirá si se trata del amanecer de una nueva era o de los estertores de un programa condenado a una muerte prematura.

El vuelo

El objetivo de la misión es estudiar las características dinámicas del Ares I, en especial al pasar por la fase de máxima presión dinámica (Max-Q), alcanzando una velocidad máxima de Mach 4,7. Los mecanismos de control de giro del cohete, la separación de la primera etapa y el sistema de paracaídas han sido los eventos más importantes en este lanzamiento de cara al desarrollo del Ares I operativo.

Datos principales:

Altura del cohete: 100 m.
Masa al lanzamiento: 816,466 t.
Duración del vuelo: 369 s.
Duración del encendido del SRB: 124 s.
Empuje del SRB: 1496,855 t.
Máxima velocidad: Mach 4,7.
Máxima altura: 46 km.
Máxima aceleración: 2,48 g.
Número de sensores: 700.

Datos generales del Ares I-X (NASA).

Primera etapa (SRB del shuttle) del Ares I-X (NASA).

Las estructuras de los segmentos del SRB ya habían participado en otras misiones del shuttle (NASA).

Simulador de la segunda etapa (NASA).

Simulador del LAS y la cápsula Orión (NASA).

Partes del sistema de control de giro (RoCS) (NASA).

Modificaciones realizadas a la rampa 39B para esta misión (NASA).

Fases del lanzamiento:

T-7 horas: se lanza el primer globo sonda meteorológico.
T-4 horas 30 minutos: la unidad de navegación comienza a alinearse. Se retiran los sistemas de control de temperatura externos. Se retira la plataforma de acceso a la aviónica de la primera etapa (FSAM).
T-3 h, 30 min: se lanzan seis globos meteorológicos adicionales.
T-3 h: la unidad de navegación inercial completa su alineación.
T-2 h, 30 min: encendido del transponder de la banda C.
T-2 h: retirada del sistema de estabilización del cohete (VSS).
T-1 h, 15 min: retirada de las cubiertas de los sensores del vuelo.
T-1 h: todo el personal abandona la rampa 39B.
T-43 min: activado el sistema de autodestrucción.
T-30 min: encendido de todos los instrumentos de medida.
T-4 min: la cuenta atrás se detiene para corregir cualquier anomalía que pudiera surgir.
T-3 min, 55 s: armado del sistema de autodestrucción y de la ignición del SRB. Activación de los grabadores de datos del cohete.
T-1 min, 40 s: preparación para el lanzamiento del sistema de control. Alineación final del sistema inercial de navegación.
T-1 min, 20 s: empieza la cuenta inicial del sistema de control de vuelo.
T-35 s: el sistema de control de vuelo en posición de navegación. Iniciación de la secuencia de encendido de la unidad auxiliar de potencia (APU).
T-21 s: verificación del funcionamiento del sistema de movimiento de la tobera del SRB. La tobera se mueve 1,5º en cada eje.
T-16 s: se activan las válvulas del sistema de supresión del sonido, abriéndose las válvulas del sistema de inundado de la rampa mediante agua.
T-0: activación del sistema de ignición del SRB. Activación de los pernos explosivos que sujetan el cohete a la rampa.
T+0,225 s: despegue. Desconexión de los umbilicales del vehículo.
T+6 s: el cohete sobrepasa la torre de lanzamiento. El cohete comienza a girar sobre su eje para caracterizar su comportamiento aerodinámico.
T+20 s: el cohete para su giro un segundo de cada diez para estudiar los momentos de inercia del cohete.
T+34-44 s: primera maniobra de prueba del cohete para estudiar los algoritmos de vuelo.
T+1 min, 33,6 s: maniobra de prueba final.
T+1 min, 55 s: comienzo de la secuencia de apagado del SRB.
T+2 min: apagado del SRB.
T+2 min, 3 s: encendido de los motores de la base del SRB para separar las fases.
T+2 min, 3,04 s: separación de la primera fase a 39,6 km de altura.
T+2 min, 6 s: encendido de los motores de giro del SRB para frenar al cohete y facilitar su recuperación.
T+5 min, 3 s: despliegue de los paracaídas del SRB.

Fases de la misión (NASA).

¿Una nueva era? (NASA).

Vídeo del lanzamiento:

Concurso Eureka 32

2009-10-28T16:07:00.002+01:00

Una edición más de nuestro concurso. ¿Alguien sabe qué es esto?:

Química exoplanetaria

2009-10-28T06:58:00.000+01:00

(Esta entrada apareció en Astrobloguers).

Estudiar la composición de mundos alrededor de otros soles: lo que hace unas pocas décadas era ciencia ficción, hoy en día es una realidad. De los más de 400 planetas extrasolares descubiertos hasta la fecha no podemos saber nada sobre su estructura, más allá de conjeturas razonables basadas en modelos teóricos. Estas dificultades vienen dadas por la enorme lejanía de los exoplanetas y las limitaciones de los métodos de detección.

Pero en algunos pocos casos, hemos podido analizar sus atmósferas con los telescopios espaciales Spitzer y Hubble. Aunque se encuentran fuera de la atmósfera terrestre y están libres de su distorsión, los planetas extrasolares están a una distancia tan enorme que la resolución de los espectros obtenidos por los instrumentos de estos telescopios es muy escasa. Pese a todo, el que podamos estudiar la composición de un mundo situado a decenas de años luz es un logro técnico impresionante.

HD 189733b y HD 209458b son los exoplanetas cuya composición química conocemos mejor. Ambos son "Júpiteres calientes", es decir, planetas gigantes que orbitan alrededor de su estrella a una distancia mínima, por lo que su temperatura en la zona diurna es altísima. Son los únicos mundos fuera del Sistema Solar en los que se ha detectado la presencia de sodio, vapor de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano.

HD 189733b es un 13% más masivo que Júpiter, aunque su tamaño es muy similar. Orbita una estrella de tipo K -un poco más fría que el Sol- a 63 años luz en la constelación de Vulpecula. Está situado tan cerca de ella que su "año" es de sólo 2,2 días. Fue detectado en 2005 por el método de la velocidad radial y, posteriormente, mediante el método del tránsito. Como consecuencia, podemos conocer su densidad de forma aproximada y crear modelos generales de su atmósfera. Gracias a las altas temperaturas de su superficie, el planeta emite una enorme cantidad de radiación infrarroja, lo que permitió en febrero de 2007 obtener por primera vez un espectro mediante el telescopio espacial Spitzer. Este telescopio trabaja en el infrarrojo y en esta longitud de onda la diferencia de brillo entre el planeta y su estrella no es tan grande como en el visible. Aunque no podemos "ver" el planeta directamente -ni siquiera en infrarrojo-, podemos restar la emisión de la estrella cuando el planeta está situado tras ella a la luz emitida por el conjunto planeta-estrella. Como resultado, podemos ver la radiación infrarroja reflejada por el lado diurno del planeta. Si descomponemos esta luz en distintas longitudes de onda, obtenemos un espectro que nos puede revelar la composición del planeta. Es importante resaltar que los elementos más fácilmente detectables no siempre son los más abundantes. Sin duda, los elementos principales que forman la mayoría de exoplanetas gaseosos son hidrógeno y helio -los elementos más abundantes del Universo-, pero su detección no es trivial. No en vano, recordemos que el helio se detectó antes en el Sol que en la Tierra (de ahí su nombre).

Además de obtener su espectro, en 2007 el telescopio Spitzer observó este planeta durante 33 horas, lo que permitió crear un "mapa" de las temperaturas superficiales estimadas. En julio de ese mismo año, se pudo confirmar la presencia de vapor de agua en la atmósfera, dato que fue posteriormente confirmado por el telescopio espacial Hubble, el cual también detectó la presencia de metano. El metano no es estable a la temperatura máxima que experimenta el planeta durante el día (unos 1000º C), pero evidentemente debe existir alguna zona donde esta molécula pueda preservarse (el lado nocturno y/o capas atmosféricas inferiores).

Mapa de temperaturas de HD 189733b (NASA).

HD 209458b es por su parte uno de los pocos exoplanetas con un nombre propio extraoficial: Osiris. Orbita una estrella de tipo G a 150 años luz de nosotros situada en la constelación de Pegaso. Su año es de 3,5 días y tiene una masa inferior a la de Júpiter (0,69 veces), aunque su radio es un 35% mayor. Su baja densidad y estructura interna es todo un misterio. Fue descubierto en 1999 y ha sido detectado también por los métodos de la velocidad radial y el tránsito. De hecho, fue el primer planeta en ser descubierto por este último método. En 2001, el telescopio Hubble detectó sodio proveniente de las capas externas del planeta. Era la primera vez que se descubría un elemento químico que formaba parte de un planeta extrasolar. El Hubble también descubrió que Osiris se asemejaba a un cometa, perdiendo parte de su atmósfera en el medio interplanetario debido a la enorme temperatura de su superficie. En la "coma" del planeta se pudo encontrar, además de sodio, hidrógeno, carbono y oxígeno. Junto con HD 189733b, fue el primer planeta del que se obtuvo un espectro mediante el Spitzer y, al igual que su "hermano", pronto se verificó la presencia de vapor de agua. El 20 de octubre de 2009 se publicaron los resultados que avalan la detección de metano y dióxido de carbono en el planeta.

HD 209458b (NASA).

HD 209458b y HD 189733b son los primeros mundos fuera del Sistema Solar que hemos analizado. Hasta la fecha, la elaboración de modelos teóricos del interior de estos exoplanetas se ha revelado como todo un desafío de primer orden. El futuro telescopio espacial James Webb también trabajará en el infrarrojo como el Spitzer y permitirá obtener más y mejores espectros de exoplanetas. Estos datos nos permitirán crear mejores modelos de la estructura atmosférica de estos mundos y comprobar cuáles son sus diferencias con respecto a los planetas gigantes de nuestro sistema.

Aunque estos gigantes gaseosos no pueden ser habitables, nos permitirán refinar las técnicas necesarias para estudiar la composición de las atmósferas de los planetas terrestres en el futuro.

Una nave espacial propulsada por un agujero negro

2009-10-27T06:21:00.000+01:00

Como muestra de que el arXiv se ha vuelto definitivamente loco, me he topado con este divertido artículo (Are Black Hole Starships Possible?, Louis Crane y Shawn Westmoreland, Kansas State University) en el que se discute la viabilidad de usar un agujero negro para propulsar una nave espacial. Sí, han oído bien: un agujero negro.

Por supuesto, no estamos hablando de gigantescos agujeros negros que se han formado como resultado de explosiones de supernovas, sino de pequeños agujerillos que alimentarían una central energética mediante la radiación de Hawking. Recordemos que el flujo de radiación de Hawking es inversamente proporcional a la masa del agujero: cuanto más pequeño, más radiación.

Lo primero es lo primero: ¿dónde encontramos un agujero negro? Porque no es cuestión de acercarse a la farmacia de la esquina a comprar uno. Lo de acercarnos a algún resto de supernova reciente para comprobar si hay alguno disponible y traerlo hasta casa tampoco es muy buena idea, teniendo en cuenta que su masa es similar a la de una estrella. Así que la mejor solución es...¡crearlo uno mismo! ¿Cómo?, se preguntarán ustedes. Pues muy fácil: usando un láser de rayos gamma de mil millones de toneladas. Vamos, algo que puede hacer cualquiera en el garaje después de haber visto un par de episodios de Bricomanía. Por cierto, se recomienda emplazar los láseres en las cercanías del Sol para maximizar la eficiencia de la planta de energía solar orbital que debemos usar.

El resultado es un agujero negro de dimensiones subatómicas (menor de 10^-10 m). En concreto, de 0.16 a 260 attómetros. El agujero debe ser pequeño para que emita radiación de Hawking, pero no demasiado, para evitar su evaporación prematura. Un agujero con una masa de un millón de toneladas podría tener una vida de décadas o siglos. Los agujeros así creados servirían como fuente de energía para nuestra nave espacial, con la que podríamos alcanzar las estrellas.

Muy sencillo, ¿no? Bueno, hay un pequeño problema, y es que los efectos cuánticos podrían dar al traste con la viabilidad de la idea, pero como aún no tenemos una teoría unificada de la relatividad general y la mecánica cuántica, pues nada, empezamos a construir el cacharro y ya si eso lo dejamos si no funciona.

Zaryá, la predecesora de la PPTS

2009-10-26T06:12:00.005+01:00

A principios de los años 90, cuatro cosmonautas soviéticos están a punto de comenzar una nueva misión espacial. Uno a uno, se introducen en una nave cuya curiosa forma recuerda a las veteranas Soyuz, aunque su tamaño es considerablemente mayor. Por primera vez un lanzamiento tripulado soviético no va a tener lugar desde la rampa de Gagarin, ya que la gran cápsula se encuentra en la cúspide del cohete Zenit, cuyas instalaciones en el cosmódromo de Baikonur están situadas a varios kilómetros al este de las rampas del mítico Semyorka. El Zenit, desarrollado como parte del programa Energía-Burán, es el más moderno de la flota de lanzadores soviéticos y el orgullo del programa espacial de la nación. En su primera etapa está instalado el motor cohete más potente jamás construido: el RD-171. El creador de esta potente máquina es el mismo que ha supervisado el diseño de la nueva nave espacial tripulada. Su nombre era Valentín Glushkó, ingeniero jefe de Energía, la oficina de diseño espacial más importante de la URSS. Con este lanzamiento, Energía contemplaría ahora un nuevo amanecer de la cosmonáutica soviética. No en vano, el nombre de la nueva nave era precisamente Zaryá ("amanecer"). El destino de Zaryá y su tripulación sería la nueva y enorme estación espacial Mir-2, construida mediante el cohete Energía, la flota soviética de transbordadores y el antiguo pero fiable lanzador Protón. Además de las Zaryá y el Burán, la Mir-2 es abastecida por las naves de carga Progress-M2. Sin duda, el momento más especial de la misión, y el más temido, sería el regreso a la Tierra. Porque Zaryá, además de sufrir la fiera reentrada como cualquier otro vehículo espacial, aterrizaría mediante un revolucionario sistema de aterrizaje vertical sin paracaídas.

Desgraciadamente, esta historia es pura ficción. Ni la Mir-2, ni la flota de lanzaderas espaciales, ni las Progress-M2 se hicieron realidad. El propio Glushkó moriría en 1989 durante la cúspide del poder espacial soviético sin sospechar que, en apenas dos años, todo su imperio cósmico se derrumbaría como un castillo de naipes víctima de los huracanes políticos que azotaban el país.

Cohete Zenit (Roskosmos/Novosti Kosmonavtiki).

Torre de servicio móvil para el acceso de los cosmonautas al Zenit junto a la rampa de lanzamiento PU-1. La segunda torre sólo se finalizó parcialmente. Hoy en día se oxidan en Baikonur sin uso alguno, pues ni siquiera están conectadas a las líneas de ferrocarril (Novosti Kosmonavtiki).

Detalle de la PU-1 en el Google Earth. La torre móvil para los cosmonautas se ve a la derecha.

El proyecto de nave espacial 14F70 Zaryá (KK Zaryá/КК Заря) nació formalmente el 27 de enero de 1985 con una resolución del Consejo de Ministros de la URSS y el Comité Central del PCUS. La nave Soyuz había servido como caballo de batalla del programa espacial tripulado soviético durante décadas, aunque los ambiciosos planes del país requerían un vehículo más capaz. En ese mismo momento, el grueso del presupuesto espacial de la URSS estaba siendo gastado en el programa Energía-Burán, pero el Burán era un proyecto de los militares. Glushkó y otros líderes del sector aeroespacial no creían que fuese viable a largo plazo -al menos, no como sustituto de las Soyuz- así que decidieron diseñar un nuevo vehículo que jugase el papel de las venerables cápsulas de Korolyov.

El 22 de diciembre de 1986 la Comisión militar-industrial del Consejo de Ministros de la URSS decidió aprobar el anteproyecto de nave reutilizable Zaryá. Y es que, efectivamente, una de las características principales de Zaryá sería su reutilización: gracias a las tecnologías desarrolladas para el programa Burán, Zaryá emplearía un escudo térmico cerámico y podría ser reutilizada entre 30 y 50 veces. En mayo de 1988 se definiría el diseño final de la nave. El ingeniero y antiguo cosmonauta Konstantín Feoktístov participaría en el proyecto de forma entusiasta.

Zaryá estaba formada por dos partes: la cápsula propiamente dicha y un módulo de servicio no reutilizable. Para maximizar el grado de reutilización y minimizar los costes operativos, el módulo de servicio sería lo más pequeño posible y sólo incorporaría los motores de maniobra orbital, incluyendo dos motores principales de 300 kgf de empuje y el combustible hipergólico correspondiente. La cápsula tendría la misma forma que el módulo de descenso de la Soyuz para simplificar y acortar el periodo de desarrollo, ya que dispondría de sus mismas características aerodinámicas (con un coeficiente de 0,26 para velocidades superiores a Mach 6). También usaría los mismos sistemas de soporte vital y aviónica que la Soyuz TM, así como el mismo sistema de acoplamiento. No obstante, podría utilizar el sistema de acoplamiento andrógino APAS empleado en el Burán -y actualmente usado por el shuttle norteamericano- en caso de misiones conjuntas o de rescate con el transbordador.

Nave Zaryá. Se aprecia la distribución en "dos pisos" de la cápsula, así como el módulo de servicio no reutilizable acoplado a la parte trasera. Partes: 1- cápsula; 2 - carga útil; 3 - motores de aterrizaje; 4 - módulo de trabajo; 5 - estructura aerodinámica; 6 - ventanilla; 7 - sensor estelar; 8 - asiento eyectable; 9 - cuadro de mandos; 10 - antena para aproximaciones y acoplamientos; 11 - módulo de servicio; 12 - sistemas de a bordo; 13 - motores de maniobra y acoplamiento; 14 - escudo térmico y amortiguador; 15 - velocímetro Doppler; 16 - Sistema propulsor; 17 - módulo separable; 18 - generadores eléctricos; 19 - radiador. (www.buran.ru).

Vista de la Soyuz TM como comparación.

Zaryá podía alcanzar órbitas con una inclinación de hasta 97º con una tripulación de entre dos y ocho personas y tenía capacidad para permanecer en el espacio hasta 270 días -frente a las Soyuz, que solamente pueden estar 190 días en órbita-. Podía servir como vehículo de emergencia para estaciones espaciales o el transbordador Burán. La capacidad de carga de la nave sería de 2,5 toneladas en el lanzamiento y 1,5-2 toneladas al regreso con una tripulación de dos cosmonautas. En todo caso, la nave podía ser usada sin tripulación, con 3 t de carga al despegue y 2-2,5 t durante el regreso.

Las enormes capacidades de Zaryá eran consecuencia del empleo de un nuevo de sistema de aterrizaje. En vez de paracaídas, Zaryá usaría 24 cohetes de combustible líquido para frenar el descenso de la nave y aterrizar de forma vertical. Cada motor tenía un empuje de 1,5 toneladas y quemaban una mezcla de peróxido de hidrógeno y queroseno. El empuje de cada unidad podía modificarse para maniobrar vertical y horizontalmente. La cápsula incorporaba además 16 motores de 62 kgf de peróxido de hidrógeno para maniobrar el vehículo durante la reentrada y evitar un descenso balístico. Este sistema permitía maximizar la carga útil de forma revolucionaria y aumentar la precisión del aterrizaje hasta los 2,5 km, así como limitar a 10 g la aceleración máxima durante la reentrada. Puesto que se trataba de un sistema experimental relativamente peligroso, se decidió que las primeras misiones llevasen asientos eyectables similares a los del Burán. El uso de asientos eyectables limitaría el tamaño de la tripulación a un máximo de cuatro personas.

Aterrizaje de una Zaryá (www.buran.ru).

Además de misiones a la órbita baja, Zaryá podía ser usado en misiones de reparación de satélites geoestacionarios o situados en órbitas altas, además de llevar a cabo diversas tareas militares -esto último fue añadido sin duda para atraer la financiación del ministerio de defensa-. Para realizar estas tareas, se concibió un remolcador orbital que trasladase la nave de una órbita a otra, proyecto cuya tecnología sería aplicada años después en el sistema Parom.

En los años 80, la inteligencia militar norteamericana, confundida con las informaciones sobre Zaryá y las pruebas de los BOR-4, llegó a al conclusión errónea de que la URSS planeaba lanzar un pequeño transbordador derivado del Spiral mediante el Zenit, proyecto que recibió el nombre de "Uragán". En realidad, "Uragán" nunca existió.

Pero Zaryá nunca pasaría de la fase de diseño. La Perestroika de Gorbachov había traído consigo una restricción de los gastos militares y espaciales para hacer frente a la crisis económica del país. El programa espacial soviético no necesitaba de otra nave tripulada cuando el sistema Soyuz-Progress-Mir funcionaba a la perfección y el programa Energía-Burán luchaba por sobrevivir. En 1989, sólo un año después de concretarse el diseño definitivo de la nave, el programa fue aplazado indefinidamente. Pese a todo, muchos se alegraron de que Zaryá no se hiciese realidad, ya que, tras la caída de la URSS, Rusia hubiese debido lanzar esta nave con el cohete Zenit, fabricado conjuntamente con Ucrania. Las pequeñas, pero más baratas Soyuz, lanzadas mediante los 100% rusos cohetes Soyuz, eran una mejor opción para un país sumido en el caos económico de los años 90.

No obstante, el proyecto Zaryá resucitó brevemente en 1995-1996 cuando se propuso como nave de emergencia (ACRV) para la tripulación de la Estación Espacial Internacional. El proyecto fue presentado conjuntamente por RKK Energía, Khrúnichev y Rockwell International. El ACRV tendría una masa de 12,5 toneladas y sería enviado a la ISS mediante el shuttle. Sus dimensiones serían ligeramente inferiores a las de Zaryá, con un diámetro de la cápsula de 3,8 m, y tendría un módulo de servicio minimalista (sólo serviría para el frenado orbital), así como un sistema de acoplamiento APAS. El ACRV podría permanece acoplado a la ISS hasta cinco años. Finalmente, la NASA elegiría la Soyuz TM como vehículo de emergencia.

Soyuz ACRV (www.buran.ru).

Sin embargo, las tecnologías desarrolladas para Zaryá resurgirían a mediados de esta década cuando Rusia y Europa intentaron desarrollar una nave tripulada conjunta, el ACTS. Este proyecto tampoco vería la luz, pero serviría como base de la futura nave tripulada rusa, la PPTS. Al igual que Zaryá, la PPTS será construida por RKK Energía y usará un sistema de aterrizaje vertical, aunque empleará cohetes de combustible sólido situados en la base de la nave, mientras que los motores líquidos de Zaryá estaban dispuestos alrededor de la parte superior de la cápsula. PPTS también empleará un sistema cerámico que garantice la reutilización del vehículo.

La PPTS deberá despegar por primera vez en la segunda mitad de la próxima década. Y cuando lo haga, un pedazo de los sueños de Glushkó viajará con ella.

Aterrizaje vertical de la PPTS (Anatoly Zak/Russianspaceweb).

Referencias:

РКК Энергия имени С.П. Королева, Ed. Menonsovpoligraf (Moscú, 1996).
ACRV, Anatoly Zak.
ACTS, Anatoly Zak.

Cuevas alienígenas

2009-10-25T19:26:00.005+01:00

En estos últimos días se han publicado varias noticias sobre el descubrimiento de oquedades en la Luna y Marte que me han parecido llamativas.

El agujero de la Luna ha sido descubierto en las imágenes de la sonda japonesa Kaguya y seguramente se trata de la sección de un tubo volcánico donde el techo se ha derrumbado. La cueva se encuentra en la región de las Colinas de Marius, una zona de la Luna con varias formaciones volcánicas. El descubrimiento es interesante porque se trata de una posible entrada para poder estudiar un tubo volcánico intacto. Dependiendo de las características del tubo, también podría servir como base para futuros exploradores humanos, ya que el regolito lunar serviría para proteger a los astronautas del viento solar y los rayos cósmicos.

A diferencia de la Luna, las cuevas marcianas no son ninguna novedad, pero ahora hemos podido contemplar nuevas formaciones en tubos volcánicos. En este caso, el descubrimiento ha sido realizado por la cámara HiRISE de la MRO al fotografiar una zona cerca del gran volcán Arsia Mons. A diferencia de otras cuevas anteriormente descubiertas, estas cavernas son menos profundas, facilitando su posible exploración futura por parte de sondas o humanos.

¿Veremos algún día a un intrépido explorador descendiendo a las cuevas alienígenas?

Las causas del retraso de Phobos-Grunt

2009-10-25T18:45:00.004+01:00

El reciente retraso del lanzamiento de la sonda rusa Fobos-Grunt hasta 2011 era un acontecimiento esperado por todos, sin embargo, Roskosmos se empeñó en mantener de forma oficial la tesis de que el lanzamiento tendría lugar este año por motivos políticos (uséase, satisfacer a los chinos y su sonda Yinghuo-1, que deberá despegar junto con la sonda rusa). Obviamente, la sonda todavía no estaba lista para su tarea, aunque no estaba claro qué componentes de la nave eran los causantes de la demora. Ahora Anatoly Zak revela que el motivo principal del retraso se debe a la obcecación de la compañía NPO Lávochkin por desarrollar un sistema de control de vuelo (BKU) propio en vez de confiar en la OKB Mars para tal fin. OKB Mars ha sido la empresa que tradicionalmente suministraba los BKU de las sondas de Lávochkin. Además, diversas pruebas críticas han debido realizarse durante los últimos meses, poco antes de la fecha planeada para el comienzo de la misión. Por lo visto, en una de las pruebas para simular el aterrizaje de la sonda en Fobos, el tren de aterrizaje se plegó bajo el peso de la sonda, amenazando con dañar la nave.

Para empeorar las cosas, el retraso no es una panacea, ya que la ventana de lanzamiento de 2011 será menos favorable que la de 2009. Como consecuencia, a la Fobos-Grunt le sobrarán unos 150 kg para poder ser lanzada mediante el Zenit-3F, así que habrá que buscar una forma de recortar la masa de la nave. En definitiva, toda una pesadilla logística que denota unos problemas de gestión muy graves y que amenaza con hacer fracasar antes del despegue la que debía ser la primera sonda espacial rusa en mucho años.

Fobos-Grunt (IKI).