Edición 30 del Carnaval de la Física – Sistemas de transportación espacial

De los socios de la ISS, cuatro proveen servicios de lanzamiento para tripulación o cargamento, los Estados Unidos de América (NASA), Rusia (Roscosmos), Europa (ESA) y Japón (JAXA). Solo EUA, Rusia y China envían humanos actualmente al espacio y los EUA tienen la mayor capacidad para enviar a órbita cargamentos, pero los cuatro juegan un papel decisivo en el suministro y mantenimiento del laboratorio orbital.

Estados Unidos de América

Space Shuttle Atlantis. Crédito: NASA

Sistema de Transportación Espacial (NASA)

Conocido comúnmente como ‘Transbordador Espacial’, el Sistema de Transportación Espacial Estadounidense tiene como función primaria el proporcionar soporte a la ISS. El sistema consiste de dos cohetes sólidos reutilizables, tanques de combustible externos (Oxigeno e Hidrógeno líquidos) y un medio orbital que permite llevar grandes cargamentos (24.4 Tm) a la órbita baja, junto con siete miembros como tripulación (Típicamente). Ha sido utilizado para enviar módulos enteros y segmentados de la ISS y para logística, suministros y recuperación de muestras, utilizando el MPLM (Multi-purpose Logistics Modul – Módulo Logístico Multipropósito). El transbordador espacial es lanzado desde el Kennedy Space Center en Florida. Actualmente, no se tiene un programa gubernamental establecido en firme dada la ‘jubilación’ de los transbordadores espaciales. El sistema sucesor, el cohete Ares I y el vehículo Orion, están en desarrollo, aunque las recientes decisiones políticas podrían finalizar su desarrollo en favor de la industria comercial, diseñando y construyendo vehículos y cápsulas o una combinación de desarrollo entre gobierno e industria. Bajo el plan original ideado en 2004, el programa Constellation podría construir dos nuevos cohetes, uno tripulado (Ares I) y uno para cargamento pesado (Ares V) para remplazar los transbordadores espaciales. Está planeado que Ares I esté en línea en el 2015.

 

 

 

Cygnus. Crédito: Orbital Sciences Corporation

Taurus II-Cygnus (Orbital Sciences Corporation) – En desarrollo

El vehículo de lanzamiento Taurus II se encuentra actualmente en desarrollo a través del programa Commercial Orbital Transportation Services de la NASA y ha sido concesionado bajo el contrato de Space Station Commercial Resupply Services para las futuras misiones de suministro de la ISS. Su lanzamiento está programado para el seis de julio de 2012. El Taurus II tiene una capacidad de carga de 7 Toneladas a la Órbita Baja Terrestre (LEO – Low Earth Orbit). Para las misiones de suministro de la ISS, podrá cargar una sonda no tripulada (Cygnus) para la entrega de 2.7 Toneladas de carga presurizada y no presurizada. Las misiones Taurus II están inicialmente planeadas para ser lanzadas desde la NASA Wallops Flight Facility (Wallops Island, Virginia), pero el cohete es compatible con otras instalaciones de lanzamiento estadounidenses las cuales podrían ser utilizadas, dependiendo de la demanda. El doce de diciembre de 2011, la misión cambio de nombre a Antares, que dicho sea de paso, fue también el nombre del modulo lunar del Apollo 14.

 

 

 

 

Falcon 9 Rocket and Dragon Spacecraft - Crédito Karl Tate, SPACE.com

Falcon 9-Dragon (Space Exploration Technologies) – En desarrollo

Siguiendo su selección para el programa Commercial Orbital Transportation Services, la Space Exploration Technologies Corporation (Conocida como Space X) ha obtenido la concesión del Space Station Commercial Resupply Services para suministros de la ISS utilizando su Falcon 9. Este vehículo es reusable parcialmente y será capaz de transportar 10.45 Toneladas hasta LEO cuando sea lanzada desde Cabo Cañaveral. El vehículo Space X Dragon podrá estar disponible para las misiones de surtimiento de hasta 6 toneladas hasta LEO o misiones de transferencia de tripulación de hasta siete miembros. La cápsula también tendrá la capacidad de regresar hasta 3 toneladas de cargamento a la Tierra. Para misiones donde no se involucre a la ISS, el vehículo opera bajo el nombre “DragonLab” como una investigación emergente de microgravedad y capaz de regresar muestras.

 

 

 

 

 

Genesis I - Imagen tomada de Internet

 

Hábitats Inflables (Bigelow Aerospace) – En desarrollo

Bigelow Aerospace está desarrollando hábitats espaciales inflables. Dos prototipos, el Genesis I y el Genesis II fueron lanzados y operados en LEO en 2006 y 2007 respectivamente. Las versiones futuras de módulos más grandes y conceptos para estaciones espaciales modulares basadas en el concepto Genesis se encuentran en desarrollo.

 

 

 

 

 

 

 

CST-100 (The Boeing Company and Bigelow Aerospace) – En desarrollo

Un proyecto cooperativo entre Bigelow Aerospace y la Boeing Company  fue concesionado con un contrato (Space Act Commercial Crew Development – CCDev) valuado en 18 millones de dólares para el desarrollo de la cápsula tripulada CST-100, la cual podría lanzarse desde el cohete Space X Falcon 9 o el United Launch Alliance Evolved Expendable Launch Vehicle.

Proyecto United Launch Alliance CCDev – En desarrollo

Aunque no hay una tarea tal como el reabastecimiento para el ISS o misiones de soporte a la investigación de microgravedad activas, la United Launch Alliance recibió una concesión de 6.7 millones de dólares para un contrato CCDev para el desarrollo de un Sistema de Detección de Emergencias (EDS – Emergency Detection System) para usarse en el Delta IV, Atlas V y la interface diseñada para la tripulación.

Proyecto DreamChaser CCDev (Sierra Nevada Corporation) – En desarrollo

El DreamChaser es un concepto de vehículo tripulado reutilizable basado en el NASA HL-20 lanzado encima del Vehículo de lanzamiento Atlas V. Esta sostenido por un contrato de 20 millones de dólares.

Blue Origin, LLC – En desarrollo.

Blue Origin tiene un acuerdo con la NASA para desarrollar dos tecnologías que ayudarán a reducir el riesgo asociado con el vuelo orbital espacial. La primera de esas tecnologías es un “Sistema Empujador de Escape” que remplaza la tradicional cápsula de escape, con un sistema de separación montado en la parte trasera de la cápsula. A diferencia de la cápsula tradicional, este sistema podría no desgastar motores durante las operaciones de lanzamiento y podría reutilizarse, reduciendo costos. La otra tecnología es un “vehículo de presión compuesta”. Actualmente, Blue Origin está desarrollando un vehículo suborbital que podría llevar a tres o más astronautas a una altitud de 105 – 110 Kilómetros.

Rusia

 

Progress M-13M. Crédito Roskosmos

Soyuz-Soyuz/Progress (Roscosmos, Starsem)

El vehículo de lanzamiento Soyuz es un activo significativo para transferir tripulantes y cargamento hacia y desde la ISS. Es utilizado por astronautas rusos, estadounidenses y europeos. Soyuz y el transbordador espacial son los únicos vehículos tripulados disponibles actualmente. Para misiones de cambio de tripulación, la familia de cohetes Soyuz transporta la sonda Soyuz con tres asientos; la sonda Progress, derivada de la Soyuz es usada para misiones de cargamento y tiene una capacidad para 1700 kg. Las cápsulas Soyuz, las cuales permanecen en la ISS por largos periodos de tiempo, también proporcionan capacidad para rescate de miembros de la tripulación en caso de emergencias.

 

 

 

 

Proton (Roscosmos, Krunichev)

El cohete Proton es un vehículo de lanzamiento prescindible capaz de transferir cargamentos de hasta 20700 kg a la LEO. No es utilizado de forma regular para llevar suministros a la ISS, pero es usado para envío directo de módulos para la ISS, incluyendo Zarya y Zevsda.

 Europa

 

Arianne 5. Crédito ESA

Arianne 5, Vehículo de Transferencia Automatizado (ESA, Centre National d’Etudes Spatiales, Arianespace, EADS Astrium)

El Arianne 5 es un vehículo de lanzamiento de carga pesada operado por Ariannespace para dos servicios, comerciales y ESA. Es operado y lanzado desde el Guyana Space Center en Kourou, Guayana Francesa. Como apoyo a la ISS, el Arianne 5 es usado para lanzar el ATV (Automated Transfer Vehicle, Vehículo de transferencia automatizado) desarrollado por EADS Astrium.

El ATV es un vehículo autónomo de reabastecimiento capaz de transportar 7667 Kg de carga presurizada y sin presurizar, así como de transferir combustible a la ISS. Además, el ATV es capaz de proporcionar una elevación de la órbita de la ISS y puede permanecer acoplada a ella durante largos periodos de tiempo. La sección de carga presurizada del ATV es derivada del MPLM y se pueden apilar hasta ocho unidades, también es capaz de remover hasta 6300 kg de desperdicio de la ISS en su reingreso destructivo a la atmósfera. Los sistemas de retorno y reingreso para evolucionar los conceptos del ATV han sido estudiados por la ESA para permitir opciones eventuales para regresar cargas y tripulación a la Tierra.

El primer ATV (Nombrado Jules Verne) se acopló con la ISS el 03 de abril de 2008, después de una extensa fase de evaluación en órbita y reingreso a la atmósfera el 5 de septiembre del mismo año. El segundo ATV (Johannes Kepler) fue lanzado el 16 de febrero de 2011, reingresando el 21 de junio de 2011. La tercera ATV fue lanzada hace unos días, el 28 de marzo del 2012 y se tiene programado su reingreso a finales de agosto de este año.

 

 

 

Vega Intermediate Experimental Vehicle (Vehículo Experimental Intermedio Vega) – En desarrollo.

ESA y Ariannespace están desarrollando el vehículo de lanzamiento Vega para colocar pequeños cargamentos (300 a 2000 kg) en órbita de forma económica. Mientras se designa el lugar específico para colocar los satélites para la observación de la Tierra en la órbita polar, Vega está programado para lanzar el Vehículo Experimental Intermedio en el 2013 como un vehículo a prueba para desarrollar tecnología exhaustiva para reingresos atmosféricos y programas de demostración. El vehículo de pruebas presenta una configuración tipo montacargas y será utilizado para evaluar guías dinámicas y tecnologías de control durante el reingreso. Mientras que Vega no está diseñado para soportar investigaciones de microgravedad directamente, se espera que los resultados del Vehículo Experimental Intermedio se transfieran al desarrollo de la capacidad para transferir tripulación y cargamento.

Japón

 

Vehículo de Transferencia H-IIB. Crédito JAXA

Vehículo de Transferencia H-IIB-H-II (JAXA, Mitsubishi Heavy Industries)

El H-IIB es un vehículo de lanzamiento japonés utilizado en el reabastecimiento de la ISS y otras misiones. Tiene una capacidad de carga de 16500 kg hacia LEO con una inclinación de 51.6°. Esta es la inserción orbital para el vehículo de transferencia H-II (HTV, H-II Transfer Vehicle), el cual tiene una sonda parcialmente presurizada para reabastecer la ISS y tiene una capacidad de carga para reabastecimiento de aproximadamente 6000 kg. Los japoneses han lanzado exitosamente el HTV en misiones de reabastecimiento para la ISS.

 

 

 

 

 

Esta entrada participa en la trigésima edición del Carnaval de la Física,  de la cual, La Enciclopedia Galáctica es orgulloso anfitrión.

Referencias

NASA 

Orbital Sciences Corporation

Space Exploration Technologies

Bigelow Aerospace

The Boeing Company

United Launch Alliance 

Sierra Nevada Corporation

Blue Origin

Roscosmos

Starsem

Krunichev

ESA

Centre National d’Etudes Spatiales

Arianespace

EADS Astrium

JAXA

Mitsubishi Heavy Industries

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