martes, mayo 29, 2012

Viaja a la Luna en una antigua nave militar soviética

¿Te apetece viajar a la Luna? Pues la empresa Excalibur Almaz quiere hacer tu sueño realidad. Eso sí, siempre y cuando tengas a mano cien millones de dólares. Y si te parece algo caro, piensa que el precio incluye un asiento en una antigua nave espacial soviética y la oportunidad de poder disfrutar del interior de una antigua estación orbital militar.

Viaja a la Luna con una nave militar soviética (Excalibur Almaz).

Y no, no es una broma. Excalibur Almaz es una iniciativa privada asentada en la isla de Man que adquirió hace unos años cuatro cápsulas 11F74 VA y dos estaciones espaciales 11F71 OPS de diseño soviético con el objetivo de llevar a cabo vuelos espaciales turísticos. Desgraciadamente, la compañía parece no haber atraído el interés suficiente entre los inversores potenciales y ha decidido que es prácticamente imposible hacerse un hueco en el incipiente mercado del turismo espacial en órbita baja. No obstante, un supuesto estudio llevado a cabo por la empresa sugiere que existen en el mundo unas 29 personas dispuestas a pagar la friolera de cien millones de dólares para realizar un viaje alrededor de la Luna, así que Excalibur Almaz ha decidido apostar por este mercado. Excalibur Almaz ya había propuesto usar las naves VA para viajar alrededor de la Luna, pero esta es la primera vez que vemos semejante configuración.

Uno o dos turistas despegarían a bordo de una nave VA -junto con otros cosmonautas experimentados- usando un lanzador aún por identificar y se acoplarían en órbita con las dos estaciones OPS de Excalibur Almaz, de veinte toneladas cada una. Una de las estaciones serviría de módulo de vivienda y la otra haría de fase propulsora, aunque la empresa no ha aclarado de qué modo puede esta configuración lograr la Delta V necesaria para alcanzar la velocidad de escape. En cualquier caso, tras dos o tres días de viaje y rodear nuestro satélite a unos escasos 3000 kilómetros de distancia, los viajeros aterrizarían en la Tierra y la nave, dotada de un escudo térmico de ablación reutilizable (sí, como lo oyen), podría ser usada en otra misión. Pero no se vayan todavía, que aún hay más. Excalibur Almaz ha pensado que ya que estamos, de perdidos al río y propone también misiones a los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna o incluso visitas a un asteroide cercano.

Viaje a la Luna de Excalibur Almaz (Excalibur Almaz).

Configuración de las estaciones espaciales OPS y la cápsula VA en una misión lunar (Excalibur Almaz).

Las cápsulas VA (Vosvraschaemi Apparat/Возвращаемый Аппарат, ВА, "Aparato de Retorno"), con capacidad para tres cosmonautas, estuvieron a punto de convertirse en los años 80 en el tercer tipo de nave espacial tripulada soviética después de las Vostok/Vosjod y la Soyuz. Entre 1976 y 1983, las VA volaron al espacio en nueve misiones no tripuladas, demostrando la viabilidad del diseño. Incluso los cosmonautas de la Salyut 7 visitaron el interior de una de ellas en órbita. Las VA formaban parte de la nave de transporte 11F72 TKS (Transportni Korabl Snabzhenia/Транспортный Корабль Снабжения, ТКС, "nave de transporte y de servicio"), antecesora del primer módulo de la Estación Espacial Internacional, el Zariá. A su vez, las TKS fueron concebidas dentro del programa de estaciones militares 11F71 OPS (Orbitalnaia Pilotiruemaia Stantsia/Орбитальная Пилотируемая Станция, ОПС, "Estación orbital tripulada"), más conocido como Almaz ("diamante" en ruso). Tanto las VA, como las TKS y las OPS fueron creadas por la oficina de diseño OKB-32 de Vladímir Cheloméi. Tres estaciones militares OPS serían lanzadas en los años setenta bajo la denominación civil Salyut (el resto de estaciones Salyut, de tipo DOS, fue construido por la OKB-1 de Serguéi Koroliov).


Cápsula VA (RRV, Reusable Return Vehicle) de Excalibur Almaz (Excalibur Almaz).

Obviamente no hace falta ser un genio para darse cuenta que esta propuesta carece de viabilidad alguna. Años después de comenzar con el proyecto, Excalibur Almaz no ha decidido todavía qué cohete va a usar para lanzar sus naves, aunque baraja el uso del Zenit, Falcon 9 o el H-II japonés. Todos ellos, por cierto, incapaces de poner en órbita una estación OPS (aunque sí la nave VA). Tampoco ha explicado cómo va a construir el sistema de escape (ADU) para estas naves (las VA compradas carecían de ADU), ni un millar de detalles claves similares. Una lástima, porque de tener cien millones de dólares yo me hubiese apuntado al viaje sin dudarlo.


Datos de los vehículos:

Una de las cuatro cápsulas VA de Excalibur Almaz (designadas RRV por la compañía) voló al espacio en dos ocasiones en 1977 (Kosmos 929) y 1978 (Kosmos 998). Las estaciones OPS adquiridas por Excalibur Almaz son la 206-02 y la 205-02. A continuación, una lista de las OPS:

OPS-101 (OPS-1/Salyut 2): lanzada al espacio en 1973 (fracaso).
OPS-102 (OPS-2/Salyut 3): primera estación espacial militar Almaz en ser ocupada por cosmonautas (1974-1975).
OPS-103 (OPS-3/Salyut 5): estación espacial militar tripulada (1976-1977).
OPS-100 (OPS-4): estación tripulada Almaz que no fue lanzada. Incluye puerto de atraque trasero para Soyuz, sistema de soporte vital y de propulsión.
OPS-104: no incluye sistema de soporte vital, pero tiene un puerto trasero preparado para el acoplamiento de TKS.
OPS-205-2: modelo para pruebas del sistema de control de temperatura. En poder de Excalibur Almaz.
OPS-206-2: modelo para pruebas de integración con la cofia. En poder de Excalibur Almaz.
OPS-206-3: modelo no presurizada para pruebas de vibración.
OPS-301: estación OPS presurizada con equipamiento parcial.

Estación OPS comprada por Excalibur Almaz (Excalibur Almaz).

lunes, mayo 28, 2012

Los miles de exoplanetas de Gaia

La misión Gaia de la ESA será lanzada el año que viene con el objetivo de medir la posición de mil millones de estrellas con una precisión sin precedentes. Situada en una órbita de halo en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol, Gaia no solo medirá la posición de las estrellas (astrometría), sino que también llevará a cabo estudios espectroscópicos y fotométricos. Con una precisión fotométrica de 0,001 magnitudes, será capaz de detectar exoplanetas mediante el método del tránsito, aunque nadie sabe exactamente cuántos.

Misión Gaia de la ESA (ESA).

Ya hace diez años se estimó que Gaia podría descubrir hasta 60000 júpiteres calientes (!), es decir, gigantes gaseosos con un radio orbital de 0,1-0,01 unidades astronómicas. No obstante, los astrónomos israelíes Yifat Dzigan y Shay Zuckeren han calculado en un reciente artículo que este estudio -y otros similares- podría ser exagerado. El número exacto depende de varios parámetros (algunos de ellos solo se podrán determinar cuando la nave esté en el espacio), pero los científicos se muestran confiados en que Gaia será capaz de descubrir cientos o miles de exoplanetas mediante el método del tránsito, a los que habría que sumar los detectados mediante astrometría (quizás hasta mil o dos mil). Además, Gaia permitirá medir con mayor precisión los parámetros de muchos otros exoplanetas ya descubiertos por el método del tránsito desde la Tierra. Y todo ello usando una monstruosa cámara de mil millones de píxeles formada por 107 CCDs.

Estimación del número de exoplanetas que podrá descubrir Gaia mediante el método del tránsito (Dzigan et al.)

Desgraciadamente, el estudio no aborda los planetas más pequeños como los exoneptunos, así que no sabemos con certeza si Gaia será capaz de descubrir algún planeta extrasolar de este tipo. Pero si tenemos en cuenta que actualmente apenas conocemos 700 exoplanetas, Gaia promete revolucionar nuestros conocimientos sobre los júpiteres calientes (y estrellas binarias y enanas blancas y enanas marrones y...) en nuestra Galaxia.

Referencias:

domingo, mayo 27, 2012

Lanzamiento Larga Marcha CZ-3B (Zhongxin-2A)

China lanzó el 26 de mayo a las 15:56 UTC un cohete Larga Marcha CZ-3B/E (Y-17) desde la rampa nº 2 del Centro Espacial de Xichang (XSLC) con el satélite militar Zhongxin-2A a bordo.

Zhongxin-2A 

El Zhongxin (中星2A o ZX-2A), también denominado en inglés como Chinasat-2A, es un satélite de comunicaciones geoestacionario militar de la serie Shentong (神通), de ahí que también reciba el nombre de Shentong-2A. Ha sido construido por CAST (China Academy of Space Technology/中国空间技术研究院) para el Ejército Popular Chino usando la plataforma DFH-4 (东方红4号, Dongfang Hong 4, "el este es rojo") de CGWIC (China Great Wall Industry Corporation) usada en la muchos satélites geoestacionarios chinos. Se estima que su masa es del orden de 5200 kg, como el resto de satélites que usan la DFH-4. Las dimensiones de la plataforma DFH-4 son de 2,360 x 2,100 m x 3,600 metros. Los militares chinos emplean dos series de satélites de comunicaciones, los Fenghuo-2 (烽火卫星), para comunicaciones tácticas (ZX-1A) y los Shentong para comunicaciones estratégicas. Este lanzamiento es el primer satélite Shentong que emplea la plataforma DFH-4, ya que los Shentong anteriores hacían uso de la DHF-3.


Larga Marcha CZ-3B/E

El Larga Marcha CZ-3B (Chang Zheng 3B/长征三号乙) es un lanzador de tres etapas con cuatro cohetes aceleradores. Es el cohete chino más potente en servicio, con una capacidad de 5,1 toneladas en la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) o 12 toneladas en una órbita baja (LEO) de 200 km y 28,5º. La nueva versión CZ-3B/E (Enhanced Version) puede colocar en GTO hasta 5,5 toneladas gracias a una etapa central y unos aceleradores ligeramente más grandes. El cohete tiene una longitud de 54,838 metros (56,326 m en la versión 3B/E) y una masa de 425,8 toneladas (458,970 toneladas para la versión B/E).

La primera etapa, denominada L-186, es muy similar a la empleada en el resto de cohetes Larga Marcha. Tiene unas dimensiones de 23,272 m x 3,35 m. Hace uso de un motor YF21C (DaFY 6-2) de cuatro cámaras que quema tetróxido de nitrógeno y UDMH (una variante de la hidracina) con 2961,6 kN de empuje en total (740,4 kN cada cámara al nivel del mar) y unos 255,6 segundos de impulso específico (Isp). El motor YF-21C está compuesto por cuatro motores YF-20C. El control de vuelo se consigue mediante el giro de los motores. La primera etapa se complementa con cuatro propulsores de combustible líquido LB-41 de 15,326 m x 2,25 m equipados cada uno con un motor YF-25 (DaFY5-1) de 740,4 kN de empuje.

La segunda etapa, L-35 (o CZ-2C/SD-2), tiene un tamaño de 9,943 m x 3,35 m y emplea un motor YF-24E con un Isp de unos 292 s, dividido en un motor principal YF-22E (DaFY20-1) de 742 kN y uno vernier con cuatro cámaras YF-23C (DaFY21-1) de 11,8 kN cada una. El empuje total de la segunda etapa es de 789,1 kN.

La tercera etapa H-18, de 12,375 m x 3,0 m, emplea hidrógeno y oxígeno líquidos con un motor YF-75 de dos cámaras con 78,5 kN cada una y un Isp de 413,2 s. El YF-75 es una mejora del primer motor criogénico chino, el YF-73 de cuatro cámaras de combustión. La cofia tiene unas dimensiones de 3,35 x 8,89 metros.

El CZ-3B hace uso de cuatro cohetes impulsores de combustible hipergólico acoplados a la primera etapa, en una configuración que recuerda al desaparecido lanzador europeo Ariane 44L. Su primer lanzamiento, efectuado el 14 de febrero de 1996, terminó en tragedia al precipitarse el cohete sobre un pueblo de las cercanías del centro espacial de Xīchāng, muriendo decenas de personas. El CZ-3B, junto con los CZ-2E y CZ-2F (el lanzador de las naves tripuladas Shénzhōu), sigue siendo el cohete chino más potente en servicio hasta que haga su aparición el CZ-5 de nueva generación.


CZ-3B.

Familia Larga Marcha.

Fases del lanzamiento de un CZ-3B

T-7 h 30 min: carga de oxígeno líquido en la tercera etapa.
T-6 h: carga de hidrógeno líquido en la tercera etapa.
T-1 h 20 min: activación del control de lanzamiento automático.
T-1 h: activación de la telemetría.
T-22 min: preenfriado del motor de la tercera etapa.
T-13 min: finalización de la carga de combustible de la tercera etapa criogénica.
T+0: lanzamiento.
T+10 s: inicio de la maniobra de cabeceo del cohete.
T+11 s: inicio de la maniobra de giro en azimut.
T+2 min 21 s: separación de los cuatro aceleradores laterales.
T+2 min 39 s: separación de la primera etapa.
T+3 min 55 s: separación de la cofia.
T+5 min 44 s: separación de la segunda etapa.
T+10 min 12 s: primer apagado de la tercera etapa.
T+20 min 56 s: segundo encendido de la tercera etapa.
T+24 min 02 s: segundo apagado del motor principal de la tercera etapa.

Lanzamiento (Chinanews.com).

Acoplamiento de la primera Dragon con la ISS

A las 13:56 del 26 de mayo, la nave de carga Dragon C2+ fue capturada por el astronauta Don Pettit de la Expedición 31 de la ISS usando el brazo robot de la estación espacial. Es la primera vez que una nave de carga estadounidense se acopla con la ISS, convirtiéndose así en el cuarto tipo de vehículo de carga que llega a la estación, después de las Progress rusas, los ATV europeos y los HTV japoneses. También se trata del primer vehículo norteamericano que se acopla con la ISS tras la retirada del transbordador el año pasado.

El brazo robot de la ISS captura la nave Dragon C2+ (NASA).

Después de ajustar su órbita para aproximarse a la ISS, el tercer día después del lanzamiento la Dragon se acercó al punto de decisión a 2,5 km por debajo de la estación para probar los sistemas del vehículo. Estas maniobras estuvieron supervisadas tanto por los controladores de SpaceX en California como por los del Centro Johnson de la NASA.

Sobrevuelo de la ISS antes del acoplamiento (NASA).

A esa distancia, la Dragon comienza a probar su sistema RGPS (Relative GPS) y el sistema de telemetría CUCU (COTS Ultra-high frequency Communications Unit) para comunicarse con la ISS. Tras finalizar estas pruebas, la Dragon se aleja otra vez de la ISS. La tripulación de la ISS utiliza el panel de control COTS para comunicarse con la nave y activar una luz estroboscópica de posición.

Controlando la maniobra desde la Cupola de la ISS (NASA).

Al día siguiente, la Dragon rodea a la ISS y se coloca por encima y detrás de la estación. Tras volver al punto de decisión por debajo de la ISS. Durante la siguiente fase la nave se acerca a 1,2 km de la estación, todo ello mediante tres encendidos de los motores Draco.

La Dragon bajo la ISS (NASA).

Una vez situada la Dragon en la vertical de la estación (R-bar), la Dragon activa sus sistema LIDAR para calcular la distancia a la ISS. A 250 metros de distancia la nave para la aproximación para realizar una maniobra de retirada para asegurarse de que es capaz de alejarse en caso de emergencia. La Dragon vuelve a pararse a 235 metros de distancia y luego prosigue hasta alcanzar otro punto a 200 metros. En este punto la Dragon utiliza sus cámaras infrarrojas para captar su posición con respecto a la ISS. A 150 metros y a 30 metros la nave vuelve a parar su aproximación. Llegados a este punto, los controladores de SpaceX deciden entonces retirar la nave a 70 metros para probar otra vez el sistema LIDAR, que presentó algunos problemas menores. Por último, la nave sigue hasta el punto de captura a 10 metros bajo la ISS, momento en el cual el brazo robot de la estación (SSRMS) captura el vehículo.

Captura (NASA).

La Dragon en la ISS (NASATV).

Entonces, el brazo robot maniobra la nave hasta alinearla con el puerto nadir del módulo Harmony y luego se acopla usando el CBM (Common Berthing Mechanism).

El CBM es uno de los tres sistemas de acoplamiento que se usa en la ISS, junto con el APAS (empleado por el transbordador y futuras naves tripuladas) y el sistema ruso (Soyuz, ATV y Progress). El CBM se usa para unir los módulos del segmento norteamericano (USOS) entre sí, así como las naves de carga HTV, Cygnus y Dragon, además de los antiguos módulos MPLM del shuttle. El sistema CBM permite emplear escotillas de gran tamaño, de 127 cm de diámetro, lo que facilita el movimiento de cargas voluminosas. El sistema consiste en una parte activa (ACBM) y otra pasiva (PCBM). La Dragon está dotada de un PCBM, mientras que el módulo Harmony dispone de un ACBM en su puerto nadir. El ACBM permite el acoplamiento mediante un anillo activo consistente en en 16 tornillos y 4 pestillos.

Sistema de acoplamiento CBM (NASA).

Finalmente, tras igualar presiones, a las 09:53 UTC la tripulación de la ISS abrió la escotilla de la Dragon y entró en su interior. La Expedición 31 se convirtieron así en los primeros seres humanos a bordo de una nave Dragon en el espacio.

Escotilla de la Dragon desde el interior de la ISS (NASA).

Interior de la nave Dragon (NASA).

La tripulación en el interior de la Dragon (NASA).

Animación de la captura y acoplamiento:



Vídeo de la captura:



Vídeo de la apertura de la escotilla:



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