Transbordador espacial
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Transbordadores espaciales. El trasbordador o Space Shuttle, en idioma inglés, fue el primer vehículo reutilizable de transporte espacial. Fue lanzado por los Estados Unidos en 1970 luego de comenzar su desarrollo en en la década del 60.
Desde su primer despegue, el aparato ha sido utilizado en numerosas misiones, recorriendo millones de kilómetros orbitando alrededor de la tierra, siempre llevando cargas pesadas y colocándolas en diferentes órbita, misiones de mantenimiento como la del mantenimiento al telescopio espacial Hubble o de carga de suministros hacia y desde la Estación Espacial Internacional ISS, en sus siglas en inglés. Éste tipo de vehículo estaba programado inicialmente para realizar 100 vuelos.
La NASA anunció la retirada de sus aparatos en el 2005 para sustituirlos en el 2010, después de numerosas misiones durante 40 años y dos aparatos perdidos en terribles accidentes: el Transbordador Espacial Challenger en enero de 1983 explotó en el despegue producto a una avería en una junta de uno de los cohetes laterales de combustible sólido y el Columbia el 17 de febrero del 2003, envuelto en llamas se desintegró en la reentrada a la atmósfera producto a un orifico en el borde de ataque del ala, provocado por un fragmento del material aislante del tanque principal durante el despegue.
Sumario
Origen
El programa del transbordador espacial surgió como sustituto del programa Apolo, teniendo como objetivo disminuir los costos de los vehículos, ya que en los de Apolo se dejaba en el espacio el cohete casi en su totalidad, solo retornando a la tierra una pequeña cápsula que contenía a los tripulantes y caía en el mar. Y también que sirviera como transporte a la estación espacial que en aquéllos momentos estaba en planes de construcción.
Su desarrollo se hizo oficial el 5 de enero de 1972, cuando se anunció que la NASA comenzaría a crear un sistema de transbordador reutilizable, de bajo coste. Debido a los límites en el presupuesto, el proyecto ya estaba condenado a durar más de lo que se había anticipado originalmente. Sin embargo, el trabajo empezó rápidamente, y un par de años después ya había varios artículos de prueba.
Se propusieron muchos diseños para el transbordador, y algunos de ellos complejos. La NASA se dedicó entonces a buscar fondos para financiar los 5 años que duraría la etapa de desarrollo del proyecto, esto se les dificultó un poco debido a la Guerra de Vietnam, la agencia espacial casi pierde el proyecto pero éste no se canceló debido a que de ser así los Estados Unidos se quedarían sin programa espacial por esos año, pero si se vieron recortados de presupuesto, por lo que tuvieron que volver a la mesa de diseño y hacer modificaciones para ajustarlo al presupuesto adquirido. Inicialmente se había diseñado la aeronave en forma de cohete sencillo y retornaría en su mayor parte pero en el nuevo diseño se olvidó esa forma para pasar a tener cohetes que se desprendieran durante el despegue y cayeran para su posterior recuperación en tierra y reutilización, éstos cohetes fueron lo último del diseño, se propusieron cuatro soluciones y se optó por una que contemplaba dos cohetes de combustible sólido a cada lado del tanque principal en vez de uno grande en el centro, ya que éste último era mas costoso.
El 5 de Enero de 1972 el presidente de los Estados Unidos en esa época Richard Nixon anunció que la NASA estaba en el desarrollo de una nave aeroespacial de bajo costo y sería reutilizable. El diseño final del prototipo, llamado Enterprise, debido a un mar de cartas recibidas en la casa blanca por miles de fanáticos de Star Trek, comenzó un período de pruebas el 17 de septiembre de 1976 las cuales fueron exitosas y llevó a la primera validación del diseño.
El primer transbordador construido fue le Columbia, cionstruido en Palmdale, California y enviado luego al Centro Espacial Kennedy el 25 de marzo de 1979. La primera vez que esta nave dejó la tierra lo hizo con dos tripulantes, el 12 de abril de 1981. Luego el mismo centro espacial vio llegar al Transbordador Espacial Challenger en julio de 1982, en noviembre de 1983 llegó el Transbordador Espacial Discovery y el Transbordador Espacial Atlantis en abril de 1985.
Debido a las grandes tripulaciones se dividieron en dos grupos: pilotos, responsables del vuelo y mantenimiento del orbitador; y los especialistas de misión, encargado de los experimentos y de la carga útil, luego fue creada una tercera categoría, la de especialista de carga, los cuales no tienen que hacer necesariamente un curso de astronauta, y se ocupan de los experimentos de a bordo.
La segunda etapa del proyecto que inicialmente se llamó Estación Espacial Libertad, fue anunciada en 1984 que posteriormente se convirtió en la Estación Espacial Internacional
En la mañana del 28 de enero de 1986 73 segundos luego del despegue del Transbordador Espacial Challenger explotó debido a un escape en una de las juntas de sellado de uno de los cohetes auxiliares, la tripulación de 7 personas perdió la vida incluida una profesora, que había ganado un concurso en el cual el premio era un viaje al espacio. La Agencia Espacial para reemplazar el transbordador perdido construyó el Transbordador Espacial Endeavour el cual llegó en 1991
El 1 de febrero de 2003 otro trágico accidente ocurrió, el Columbia se desintegró en el cielo de Texas después de su reentrada a la tierra y de concluir una exitosa misión. El accidente se produjo debido al desprendimiento de un fragmento de espuma que recubre el tanque externo e impactó al ala a una velocidad de 800km/h este impacto produjo un orificio que luego resultó fatal en la reentrada a la atmósfera ya que permitió la entrada del plasma generado por la fuerte fricción con la atmósfera al interior del ala, lo que la fundió.
Los vuelos de los transbordadores se paralizaron mientras duraba la investigación, luego fueron reanudados dos años y medio después con el despegue del Transbordador Espacial Discovery éste despegó sin haber solucionado por completo el problema del tanque externo, el cual tuvo solución posterior con la colocación de una malla sobre el tanque para evitar tales desprendimientos; tocó tierra después de concluir su misión satisfactoriamente el 9 de agosto de 2005 en la base Edwards en California, repitiendo en la siguiente misión del programa en junio de 2006, su misión comprendió un viaje a la estación espacial y pruebas de seguridad.
Durante la duración del programa espacial se le han modificado innumerables sistemas a los aparatos, por ejemplo los sistemas de protección térmicas, fundamentalmente constituidos por pequeñas losetas negras colocadas en la parte inferior del fuselaje, las cuales esta hechas de un material que disipa muy bien el calor, tal es así que sometidas a altas temperaturas y estando al rojo vivo aun pueden ser tomadas con las manos desprovistas de guantes y no recibir quemadura de ningún tipo.
Además los motores de alta tecnología que pueden ser usados continuamente sin tener que desecharlos, el transbordador tiene tres motores principales, que queman Hidrógeno y Oxígeno líquido que están almacenados en el tanque externo, y fijado a dicho tanque se encuentran dos cohetes de combustible sólido o aceleradores llamados SRB (Solid Rocket Booster) y son capaces de llevar toda la aeronave al límite de la atmósfera, donde son desprendidos y caen libremente para su posterior recuperación del mar, donde permanecen flotando hasta que los interceptan. Una vez que los SRB son desechados los tres motores principales proporcionan el empuje necesario para llevar la aeronave a su órbita durante aproximadamente 8 minutos.
Tmbién se introdujeron muchas herramientas que sin utilizadas en el espacio, como un brazo robótico de 15.24 metros de longitud construido por la Agencia Espacial Canadiense. Se le han añadido también muchos módulos de laboratorios muy bien dotados para la realización de los experimentos necesarios. Fue añadida también la Unidad de Vuelo Maniobrable (MMU) la cual le permite a los astronautas moverse libremente por el espacio sin la necesidad de estar atados al transbordador, gracias a unos pequeños cohetes fijados a la estructura en forma de silla en al cual se sienta el tripulante.
Entre las misiones más destacadas del programa del transbordador se encuentra la puesta en órbita del telescopio espacial Hubble y su posterior mantenimiento, el cual cambió la forma en que entendíamos el espacio exterior. Y además el transporte de diferentes módulos hacia la Estación Espacial Internacional.
Utilización
Los transbordadores espaciales pueden transportar 30,000 kilos de carga hasta una altura de 480 kilómetros, suficiente para poner la carga en órbita. Algunos satélites y todas las sondas de exploración espacial tienen su propio sistema de propulsión para llevarlos a órbitas más elevadas, o para ponerlos en trayectorias que los lleven a otros planetas. Los transbordadores también sirven para dar mantenimiento a los satélites, reabastecer estaciones espaciales y recuperar equipo. Pero no son sólo vehículos. Como el Columbia en su último viaje, el orbitador también sirve como laboratorio para llevar a cabo investigaciones y demostraciones científicas.
Datos técnicos
El transbordador espacial tiene los siguientes componentes principales:
El propio vehículo transbordador Orbitador reutilizable. Dimensiones al estar sobre sus ruedas: 17,25 metros de altura (incluye cola timón), 37,24 metros de largo y envergadura 23,79 (entre extremo de las alas). Capacidad de tripulación: 5 a 7 personas.
Un gran tanque externo desechable de combustible (ET por sus siglas en inglés) que contiene hidrógeno y oxígeno líquidos en tanques interiores para alimentar los tres motores principales. El tanque se libera 8,5 minutos después del lanzamiento, a una altitud de 109 km, rompiéndose en pedazos que caen al mar sin ser recogidos. Dimensiones: 46,14 metros de altura y 8,28 metros de diámetro.
Dos tanques recuperables de combustible sólido (SRB por sus siglas en inglés) que contienen un propulsante compuesto principalmente de perclorato de amonio (oxidante, 70% en peso) y aluminio (combustible, 16% en peso). Ambos tanques se separan 2 minutos después del lanzamiento a una altura de 66 km, abren sus paracaídas y luego son recogidos tras su amerizaje. Dimensiones: 44,74 metros de altura y 3,65 metros de diámetro. Cada tanque pesa 96.000kilogramos.
Aterrizaje de un transbordador
Los aterrizajes se realizan de noroeste a sudeste o de sudeste a noreste . La pista no es perfectamente plana, ya que tiene una pendiente de 61 cm desde la línea central hasta el borde. Esta pendiente junto con los surcos constituyen un efectivo método de dispersión del agua. Los surcos además son de utilidad para la resistencia al deslizamiento superficial. Modificaciones posteriores de la pista de aterrizaje aumentaron su longitud, por lo que actualmente mide unos 5.182 metros de largo.
Transbordadores que se han construido
- El transbordador espacial Enterprise
- El transbordador espacial Challenger
- El transbordador espacial Columbia
- El transbordador espacial Discovery
- El transbordador espacial Atlantis
- El Transbordador espacial Endeavour
Véase también
Fuente
- Juventud Técnica Año 2003
