Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

mayo 01, 2010

Transbordador espacial, fin de ciclo

Primera prueba de vuelo planeador del transbordador
Enterprise, que nunca llegó a ir al espacio.
(foto D.P. NASA, vía Wikimedia Commons)
El 12 de abril de 1981 se lanzó la primera misión del Transbordador Espacial, proyecto destinado a revolucionar la exploración espacial del país que había ganado la carrera a la Luna.

Entre septiembre y diciembre de 2010, a menos que el presidente Obama decida una ampliación, tendrá lugar el último viaje de estas naves, cerrando un ciclo en la exploración del espacio.

El Transbordador Espacial se diferencia de todas las anteriores naves espaciales en que sus principales componentes son reutilizables. Desde el vuelo de su primer astrounauta hasta 1975, las naves habían sido cohetes de varias etapas que se iban desechando conforme ascendían, hasta quedar únicamente la “cápsula” superior del cohete, donde viajaban los tripulantes.

La cápsula volvía a Tierra frenada por paracaídas y caía al mar, sin que se reutilizara tampoco ninguno de sus componentes.

Entre 1959 y 1963 hubo 6 misiones del programa Mercury de un solo tripulante. De 1963 a 1966 se lanzaron 10 misiones del programa Gemini, de dos tripulantes. Y de 1961 a 1972 hubo 17 misiones Apolo, 11 de ellas tripuladas con tres astronautas cada una y cuyo objetivo fue llegar (y volver en varias ocasiones) a la Luna. Tres misiones Apolo se cancelaron por recortes presupuestales.

Las cápsulas Apolo, con cohetes Saturno Ib, menos potentes que el Saturno V que las llevó a la luna, se utilizaron en 1973 en tres misiones a la malograda estación espacial Skylab y en 1975 protagonizaron el primer “encuentro orbital” con una cápsula Soyuz de la Unión Soviética.

Por cierto, todas las misiones tripuladas de la URSS hasta 1989 y de Rusia desde entonces, se han realizado con cohetes de etapas y cápsulas Sputnik, y desde 1963 en sucesivas versiones de las cápsulas Soyuz, para un total de más de 110 misiones orbitales.

Desde la década de 1960, sin embargo, la NASA trabajó en el diseño de una nave reutilizable, que en teoría haría menos costosos los vuelos y podría llevar una carga útil mayor. El diseño final fue lo que técnicamente se conoce como Sistema de Transportación Espacial, formado por un enorme tanque de combustible externo, dos cohetes impulsores sólidos y un vehículo orbitador dotado de tres motores propios y de una serie de pequeños motores impulsores que forman el sistema de maniobra orbital.

La secuencia de puesta en órbita es la siguiente: en el lanzamiento vertical de la nave entran en acción tanto los cohetes impulsores sólidos como los motores del orbitador, alimentados por el hidrógeno y el oxígeno que contiene el tanque externo. Unos dos minutos después del despegue, los cohetes impulsores sólidos se desprenden y caen al mar en paracaídas para ser rescatados y reutilizados.

El orbitador y el tanque siguen hasta llegar a la órbita que ocupará la misión. Entonces el tanque se desprende y cae a tierra, y aunque no se quema al reingresar a la atmósfera, no se reutiliza como tal en otra misión, pero sí se recicla para distintos fines.

El orbitador, que es lo que habitualmente conocemos como “transbordador espacial”, puede llevar hasta ocho astronautas, además de contar con un enorme compartimiento de carga de 18 por 4,5 metros dotado de un brazo robótico que se ocupa de manipular la carga. En este compartimiento de carga, por ejemplo, viajó el telescopio espacial Hubble. El brazo robótico del compartimiento puede además “capturar” vehículos para su reparación, como lo ha hecho con el propio telescopio Hubble, primero para repararlo y después para mejorar continuamente sus capacidades de exploración de nuestro universo.

Terminada su misión, el orbitador reingresa en la atmósfera. La parte inferior del vehículo está cubierta de ladrillos de cerámica altamente resistente al calor, que le permite sobrevivir a las elevadísimas temperaturas provocadas por la fricción en el reingreso. Una vez en la atmósfera, el vehículo puede corregir el rumbo con instrumental de vuelo y sus motores, pero esencialmente es un planeador que vuela sin potencia propia hasta aterrizar.

En total se construyeron seis orbitadores. El primero, el Enterprise, no tenía por objeto llgar a ponerse en órbita, y se usó únicamente para las pruebas atmosféricas. Curiosamente, su nombre fue elegido por la presión de los aficionados a la clásica serie de ciencia ficción Star Trek, cuya nave es, precisamente, el Enterprise. Los otros cinco orbitadores fueron el Challenger, el Columbia, el Discovery, el Atlantis y el Endeavour.

Dos de ellos sufrieron accidentes fatales.

El 28 de enero de 1986, podo después de su despegue, el transbordador Challenger se desintegró en vuelo a causa de una junta defeectuosa en uno de los dos cohetes impulsores sólidos, falleciendo los siete miembros de su tripulación.

El 1º de febrero de 2003, al reingresar a la tierra y pocos minutos antes de su aterrizaje, el transbordador Columbia se desintegró a causa de un pequeño trozo del aislante del tanque externo que se desprendió en el lanzamiento y golpeó el ala izquierda, dañando los ladrillos de cerámica térmica. Al reentrar en la atmósfera, las alas llegan a los 1.650 grados centígrados de calor, y en el proceso cayó uno de los ladrillos, lo que desencadenó el desastre en el que perecieron los siete astronautas de a bordo.

Criticado por su diseño, por no haber conseguido la relación costo-beneficio originalmente prometida y por sus problemas de seguridad, causantes de los dos desastres más costosos en vidas humanas de los programas espaciales, el transbordador espacial pasará a la historia sin embargo como la transición de la competitiva carrera lunar al esfuerzo cooperativo de la Estación Espacial Internacional.

Y, con un presupuesto total de 150 mil millones de dólares en su historia de casi treinta años de viajes espaciales, conviene recordar que los beneficios que ha aportado para el conocimiento, la industria y la tecnología es apenas una quinta parte de lo que ha costado la guerra de Irak desde 2001, y bastante menos de lo que han costado únicamente los rescates bancarios de la crisis financiera desde 2008 en todo el mundo, por mencionar dos ejemplos.

En realidad, un dinero bien invertido.

Después del transbordador

Durante al menos cinco años, Estados Unidos dependerá totalmente de las naves soviéticas Soyuz para sus misiones tripuladas, principalmente el envío de su personal a la Estación Espacial Internacional. Después entrará en acción el programa Orión, actualmente en desarrollo, cápsulas impulsadas por un cohete Ares I de dos etapas, la primera de las cuales es totalmente reutilizable. El vehículo Orión, el módulo de tripulación, es un regreso al concepto original de la cápsula espacial cónica, aunque ahora totalmente reutilizable salvo por el escudo térmico que la protege al reingreso. Si la política no dicta otra cosa, su primer vuelo será en 2015.

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