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Obama eleva presupuesto de la NASA, pero elimina exploración lunar   Leave a comment

El Gobierno de EE.UU. propuso en el presupuesto para el ejercicio fiscal 2011 elevar levemente el monto destinado a la NASA, hasta los 19.000 millones de dólares, aunque afronta críticas por la eliminación de un programa para la exploración de la Luna.

El presidente estadounidense, Barack Obama, presentó hoy el plan, que contempla un presupuesto de 3,8 billones de dólares para el próximo año fiscal, que comenzará en octubre y ahora debe ser debatida y votada por el Congreso.

El director de la Oficina de Gestión y Presupuesto (OMB) de la Casa Blanca, Peter Orszag, acudirá mañana a una audiencia del Comité de Presupuestos de la Cámara de Representantes para explicar el alcance de este proyecto presupuestario.

Según un desglosado de la Casa Blanca, el monto para la NASA supone una inversión adicional de 6.000 millones de dólares en los próximos cinco años.

Una de las partes más polémicas de esta solicitud es que la Casa Blanca ha decidido eliminar el programa “Constelación”, que tenía el objetivo de hacer regresar el hombre a la Luna para 2020.

Más de la mitad del presupuesto de la NASA ha estado destinado a los programas de exploración espacial con astronautas.

Sin embargo, según explicó la Casa Blanca, el programa resultaba demasiado costoso, sufría retrasos en su puesta en marcha y “carecía de innovación debido a la falta de inversión en nuevas tecnologías clave”.

En vez del programa “Constelación”, las autoridades han decidido reemplazarlo por una respuesta “más audaz” hacia la exploración espacial, incluso echando mano del sector privado.

Con esta solicitud, “comienza la danza de la muerte para el futuro de la exploración espacial humana”, se quejó en un comunicado el legislador Richard Shelby, republicano de mayor rango en el subcomité de Comercio, Justicia y Ciencias, que tiene jurisdicción sobre la NASA.

“El Congreso no debe quedarse de brazos cruzados… ante la destrucción de nuestro programa de exploración espacial humana”, agregó Shelby, que el año pasado logró restablecer 600 millones de dólares para el programa.

El Gobierno de Obama usará los fondos para proyectos de investigación con robots y otras tecnologías que serán necesarias para una eventual misión humana a la Luna, según explicó en una conferencia telefónica Orszag, antes de la presentación oficial del presupuesto.

La NASA había gastado 9.000 millones de dólares en el programa “Constelación” y, ahora, lo más probable es que la agencia espacial deba millones de dólares al sector privado por concepto de contratos cancelados.

El presupuesto incluye 369 millones de dólares para la puesta en marcha de un programa que incremente las capacidades y reduzca los costos de la agencia espacial.

También prevé 1.200 millones de dólares para explorar nuevas tecnologías junto con los sectores privado y académico; 150 millones de dólares para acelerar el desarrollo de nuevos satélites, y 170 millones para elaborar un nuevo observatorio en órbita para identificar nuevas fuentes de carbono.

La idea de apoyarse en el sector privado para los transportes espaciales está sumando adeptos entre quienes consideran que eso fomentará la creación de empleos por cada dólar invertido por las empresas.

El presupuesto para la NASA fue presentado en unos momentos en que las autoridades de la agencia elaboran planes para reemplazar a los transbordadores espaciales, que serán retirados de servicio este año después que realicen cinco misiones más para completar la Estación Espacial Internacional (EEI).

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Publicado diciembre 14, 2011 por sbabri en DATOS PARA LA CONSTRUCCIÓN

La primera nave espacial para turistas   Leave a comment

Virgin Atlantic dio a conocer el proyecto, que cuenta con un presupuesto de 450 mdd, de seis naves; éstas llevarán pasajeros lo suficientemente arriba como para lograr la gravedad cero y ver la Tierra

MOJAVE, EU (Reuters) — Virgin Atlantic reveló el lunes la primera nave espacial comercial para pasajeros, una elegante estructura blanco y negro que representa una apuesta con altísimos precios para crear una industria del turismo y comercio espacial.

 

La compañía espera que la pequeña SpaceShipTwo envíe a turistas a la gravedad cero a partir de dos o tres años más.

“Esto será el inicio del viaje espacial comercial”, dijo Richard Branson, millonario fundador de Virgin Atlantic Airways, durante el lanzamiento en el desierto de Mojave en California. “Te conviertes en un astronauta”, aseveró.

El proyecto, con un presupuesto de 450 millones de dólares, verá la construcción de seis naves espaciales comerciales que llevarán pasajeros lo suficientemente arriba como para lograr la gravedad cero y ver la curvatura de la Tierra contra el vacío del espacio.

Una aeronave de dos cascos llamada Eve llevará al SpaceShipTwo a una altura de unos 18.288 metros antes de lanzarlo. Entonces, la nave espacial encenderá sus motores de cohete a bordo, subiendo a unos 104 kilómetros sobre la Tierra.

El viaje tomará cerca de dos horas y media, y sus pasajeros experimentarán durante unos cinco minutos la gravedad cero.

Unos 300 aspirantes a astronautas hicieron depósitos para el viaje de 200.000 dólares, que incluye tres días de entrenamiento.

Eventualmente, Virgin Galactic, la rama de Virgin Atlantic que está comercializando el viaje espacial, espera reducir el valor del pasaje para que sea competitivo con los viajes aéreos entre Estados Unidos y Australia.

La unidad también está considerando proveer viajes suborbitales entre destinos que podrían reducir la duración de un vuelo entre Estados Unidos y Australia, actualmente de unas 15 horas o más, a unos 90 minutos.

Publicado diciembre 14, 2011 por sbabri en DATOS PARA LA CONSTRUCCIÓN

Transbordador Hermes   Leave a comment

El transbordador Hermes o minilanzadera Hermes fue la apuesta europea por un vehículo espacial reutilizable para garantizar el acceso de los europeos al espacio y el aprovisionamiento de una estación especial propia o, en su caso, los módulos europeos acoplados a una estación espacial internacional.

El proyecto vivió varios problemas, entre otros de la falta de experiencia europea en vehículos espaciales reutilizables, y finalmente se canceló en 1992.

Historia

En 1978 Francia disponía de un proyecto para construir un pequeño transbordador reutilizable; pero las dudas y los costes eran cuantiosos para la agencia espacial francesa.

Tras la experiencia obtenida con el Spacelab y los planes para fabricar y disponer de la estación espacial Columbus, transformada posteriormente en el módulo Columbus de la ISS, la ESRO y después la Agencia Espacial Europea consideraron necesaria una plena independencia de los lanzadores y vehículos espaciales estadounidenses. Hasta entonces los europeos viajaban al espacio gracias a programas de colaboración de la NASA o la COSMOS; pero la dependencia de estas colaboraciones se consideraba inviable a largo plazo; por ejemplo, el laboratorio espacial había sido donado gratuitamente para conseguir plazas en los transbordadores norteamericanos. Por todo ello, a principios de los años ochenta comenzaron los estudios preliminares; pero no fue hasta 1987 cuando el programa adquirió personalidad propia.

La lanzadera Hermes (el Mensajero de los Dioses) estaba, como señalaba La carrera hacia el Cosmos de Radio Quebec,2 a mitad de camino entre las cápsulas Soyuz soviéticas (por capacidad y tipo de lanzador) y los transbordadores estadounidenses (por forma y capacidad de reutilización). Debía estar operativa para 1995.

Se estudiaron varias alternativas y finalmente se optó por un avión con alas en forma de delta y con la propulsión mínima para maniobrar en órbita, siendo llevada hasta su órbita por un cohete de nueva creación.

Aunque finalmente el cohete se fabricó y voló con éxito, el programa Hermes fue cancelado en 1992 ante la falta de experiencia europea en aislamiento térmico, su alto coste y las expectativas de desarrollar el X-38 junto a Estados Unidos3 para descender de la que terminó siendo la Estación Espacial Internacional.

Los conceptos de la lanzadera

La Hermes se pensó como un transporte reutilizable de bajo coste para cuatro personas como máximo y un mínimo de equipo y 3 000 Kg de suministros como máximo. El peso total de la nave con tripulación, combustible y carga no debería superar las 20 toneladas, carga máxima que puede llevar la versión más potente del cohete Ariane 5.

La tripulación contaría con soporte vital para permanecer en el espacio un máximo de 7 días.

Pese a que el proyecto fue cancelado, la idea de una nave espacial reutilizable de pequeño tamaño que pueda ser llevada a una órbita baja por un único lanzador (más sencillo que el programa estadounidense) sigue vigente.

  • Estados Unidos estudiaba un modulo reutilizable, subido al espacio por un cohete convencional para sustituir a los transbordadores espaciales.
  • Rusia desarrolló conceptualmente el módulo Kliper y fabricó una maqueta con el objetivo de conseguir socios que aportaran el capital para su construcción. El Kliper se proyecta como una astronave capaz de transportar seis personas o dos personas y 700 kg de carga. Fue ofrecido a Europa, pero la ESA rehusó apoyar el proyecto por falta de definición.

Publicado noviembre 30, 2011 por sbabri en Tecnología espacial

Transbordador STS   Leave a comment

El sistema de Transbordador Espacial de la NASA (en inglés: Space Shuttle, Space Transport System o STS) formó parte del programa del transbordador espacial, siendo la primera nave espacial reutilizable y la primera capaz de poner satélites en órbita (aunque una órbita baja), y traerlos de vuelta a la superficie. Cada transbordador tenía una vida útil proyectada de 100 lanzamientos. Fue diseñado para ser el sistema bandera de exploración espacial tripulada de EE.UU. durante los años 80, y para hacer realidad el sueño estadounidense de construir y mantener una estación espacial como habían tenido los soviéticos en su momento. La flota de transbordadores espaciales, junto con los vehículos soviéticos, fueron los encargados de elevar los distintos módulos de la Estación Espacial Internacional, así como de la provisión regular de suministros.

Historia

La decisión de construir el Transbordador

Durante la década de 1960, la NASA había planteado una serie de proyectos sobre vehículos espaciales reutilizables para reemplazar los sistemas de uso único como el Proyecto Mercury, el Proyecto Gemini y el Programa Apolo. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) también tenía interés en sistemas más pequeños con mayor maniobrabilidad, y estaba realizando su propio proyecto de avión espacial, llamado X-20 Dyna-Soar, por lo que ambos equipos trabajaron juntos.

En la segunda mitad de la década de los 60, el esfuerzo para mejorar el Apolo se estaba diluyendo, y la NASA empezó a trabajar en el siguiente paso del programa espacial. Se proyectó un ambicioso programa que contemplaba el desarrollo de una enorme estación espacial, que se lanzaría con grandes cohetes y sería mantenida por un “transbordador espacial” reutilizable, el cual a su vez sería capaz de dar servicio a una colonia lunar permanente y, eventualmente, transportar personas a Marte.

Sin embargo la realidad fue otra, ya que el presupuesto de la NASA disminuyó rápidamente. En lugar de retroceder y reorganizar su futuro en función de su nueva situación económica, la agencia intentó salvar tanto como fuera posible de sus proyectos. Se descartó la misión a Marte, pero tanto la estación espacial como el transbordador todavía estaban en pie. Finalmente sólo se pudo salvar uno de ellos, que por razones económicas y logísticas fue el transbordador, ya que sin ese sistema no se podría construir una estación espacial.

Se propusieron una gran variedad de diseños, muchos de ellos complejos. Maxime Faget, diseñador de la cápsula del Mercury, entre otros, creó el “DC-3”; un pequeño avión capaz de llevar una carga de 9.000 kg y cuatro tripulantes, aunque con maniobrabilidad limitada. El DC-3 se constituyó en la plataforma básica con la que se compararían los demás diseños.

El esquema del Transbordador, que muestra el orbitador, los dos cohetes SRB a su lado, y el tanque de combustible (naranja).

En un intento de de ver su último proyecto salvado, la NASA pidió ayuda y colaboración de la Fuerza Aérea Estadounidense. La agencia solicitó que los futuros lanzamientos de la USAF se hicieran con el transbordador, en lugar de utilizar los lanzadores de un sólo uso que se estaban empleando, como el cohete Titan II. Como compensación, la USAF obtendría ahorros significativos en la construcción y actualización de sus lanzadores, puesto que el transbordador tendría capacidad más que suficiente para lograr los objetivos.

Sin mucho entusiasmo, la USAF asintió, no sin antes pedir un incremento significativo en la capacidad del transbordador, para permitirle lanzar sus satélites espías proyectados. Estos eran grandes, con un peso aproximado de 18.000 kg, y tendrían que ponerse en órbita polar, lo que necesita más energía que la que se requiere para poner un objeto en órbita baja (LEO). El vehículo también tendría que tener la capacidad de maniobrar hacia cualquier lado de su huella orbital para ajustarse a la deriva rotacional del punto de lanzamiento mientras estuviera en la órbita polar —por ejemplo, en una órbita de 90 minutos, el “punto Vandenberg” en California, EE.UU. tendría una deriva de 1.600 km, mientras que en órbitas más alineadas con el Ecuador, la deriva sería de menos de 400 km—. Para lograrlo, el vehículo debería tener alas más grandes y pesadas.

Con ello, el sencillo DC-3 quedaba fuera de la ecuación, debido a su reducida capacidad de carga y habilidad de maniobra. De hecho, todos los diseños eran insuficientes. Todos los nuevos dibujos tendrían que incorporar un ala delta. Y ese no era el único inconveniente: con el incremento de la capacidad del vehículo, los propulsores también debían ser mucho más potentes. De pronto, el sistema había crecido hasta ser más alto que el Saturn VI y sus costes y complejidad se salieron de todos los pronósticos.

Mientras todo esto sucedía, otras personas sugirieron un enfoque diferente: que la NASA utilizara el Saturn existente para lanzar la estación espacial, la cual sería mantenida por cápsulas Gemini modificadas, montadas sobre cohetes Titan II-M de la USAF. El coste sería probablemente menor, y alcanzaría antes el objetivo de la estación internacional.

La respuesta no se hizo esperar: un transbordador reutilizable compensaría con creces el coste de su desarrollo, si se comparaba con el gasto de lanzar cohetes de uso único. Otro factor en el análisis fue la inflación, que fue tan alta en la década de los años setenta del siglo XX que cualquier reposición del coste del desarrollo tenía que ser rápida. Se necesitaba entonces un elevado ritmo de lanzamientos para hacer que el sistema fuera factible desde el punto de vista económico. Estas condiciones no las cumplían ni la estación espacial ni las cargas de la USAF. La recomendación fue, entonces, hacer los lanzamientos desde el transbordador, una vez construido. El coste de lanzar el transbordador tendría que ser menor que cualquier otro sistema, exceptuando los cohetes pequeños y los muy grandes.

Con el tema de la viabilidad solucionado, la NASA se dedicó a obtener fondos para los cinco años que tardaría el desarrollo del proyecto, empresa que no resultó para nada fácil. La inflación, la Guerra de Vietnam y la crisis del petróleo amenazaban con dar al traste con el transbordador, pero era el único proyecto viable, y suspenderlo significaba que EE.UU. no tendría un programa espacial tripulado en la década de 1980. Sin embargo, los presupuestos debían ajustarse, lo cual llevó otra vez a la mesa de diseño. Se abandonó el proyecto de cohete reusable en favor de un cohete sencillo que se desprendiera y fuera recuperado posteriormente. El combustible se sacó del orbitador a un tanque externo, lo cual permitió aumentar la capacidad de carga a costa de desechar el tanque.

El último escollo de diseño fue la naturaleza de los propulsores. Se propusieron al menos cuatro soluciones, y se optó finalmente por la que contemplaba dos cohetes sólidos (en vez de uno grande), debido a los menores costes de diseño (aspecto que estuvo permanentemente presente en el diseño del transbordador).

Desarrollo

Lanzamiento del Columbia (1981).

El desarrollo del transbordador se hizo oficial el 5 de enero de 1972, cuando el presidente Richard Nixon 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.

De estos, el más notable era el primer Orbitador completo, que originalmente se conocería como “Constitution”. Sin embargo, una campaña masiva de cartas de fanáticos de la serie Star Trek convenció a la Casa Blanca para rebautizar al orbitador como “Enterprise”. A bombo y platillos, el Enterprise hizo su primer desplazamiento el 17 de septiembre de 1976 y empezó una serie de pruebas exitosas que fueron la primera validación real del diseño.

El primer orbitador completamente funcional, el Columbia, fue construido en Palmdale, California, y enviado al Centro Espacial Kennedy el 25 de marzo de 1979. Dos tripulantes iban en el primer viaje del Columbia, el 12 de abril de 1981. En Julio de 1982 el CEK vio llegar al Challenger (en castellano, Contendiente). En Noviembre de 1983 llegó el Discovery, y Atlantis en abril de 1985. La segunda parte del proyecto, la llamada Estación Espacial Libertad, anunciada en 1984, se convirtió, con modificaciones y reducciones, en la Estación Espacial Internacional. En 1986 el Challenger explotó 73 segundos después de su lanzamiento, y la tripulación de siete personas murió. Para reemplazarlo se construyó el Endeavour, que llegó en Mayo de 1991.

El 1 de febrero de 2003 otro trágico accidente sacudió a la familia de transbordadores espaciales de la NASA al desintegrarse en los cielos durante su reentrada el transbordador espacial Columbia, cuando regresaba tras finalizar con éxito la misión STS-107.

La NASA suspendió todos los vuelos de transbordadores programados mientras investigaba lo sucedido. El resultado fue que el desastre del Columbia se produjo por un pedazo de espuma que recubre el tanque externo que se desprendió y choco con el ala del transbordador a unos 800 km/hora, este golpeó y produjo un orificio que luego resultaría fatal ya que por este entraría el plasma producido por el rozamiento con la atmósfera lo que la derritió. Estos se reiniciaron con el despegue del Discovery dos años y medio después, el 26 de julio de 2005, para llevar a cabo la misión STS-114, esta se realizó sin haber solucionado por completo el problema del tanque externo, el Discovery regresó el 9 de agosto de 2005, aterrizando en la Base Edwards en California. La siguiente misión de Transbordadores se programó para julio de 2006 con el lanzamiento del Discovery. La misión comprendió un viaje a la Estación Espacial Internacional y pruebas de seguridad.

El 16 de mayo de 2011, la nave Endeavour despegó del Centro Espacial Kennedy hacia la ISS para entregar el Espectrómetro Magnético Alfa (EMA). El día 1 de junio de 2011, tras desacoplarse de la Estación Internacional, realiza su último aterrizaje, siendo el último transbordador en activo de los EEUU, poniendo fin a 19 años de servicio del Endeavour.

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 96.000 kilogramos.

 

  • Altura del conjunto: 56,14 m.
  • Longitud del transbordador: 37,23 m
  • Envergadura: 23,79 m
  • Peso en el despegue: 2.041.166 kg
  • Peso tras la misión: 104.326 kg
  • Carga máxima transportada: 28.803 kg (volver a la Tierra con aprox. 14.000 kg)
  • Órbita: 185 a 643 km (no puede elevarse a más de 1.000 km)
  • Velocidad: 27.875 km/h

Flota de transbordadores espaciales de la NASA

Los cinco transbordadores funcionales de la NASA durante algunos lanzamientos.

  • Vehículo de prueba, no apto para vuelos orbitales:
    • Enterprise (1977-1977)
  • Perdidos en accidentes:
    • Columbia (1981-2003). Primer vuelo de un transbordador.
    • Challenger (1983-1986). Primer transbordador accidentado.
  • Retirados:
    • Discovery (1984-2011)
    • Atlantis (1985-2011). Último vuelo de un transbordador.
    • Endeavour (1992-2011)

Actualmente ya no queda ningún transbordador espacial en servicio.

El futuro de los transbordadores espaciales

Tras la paralización de los vuelos de transbordadores estadounidense y la retirada de los mismos del servicio en 2011, la compañía rusa NPO Energía, responsable de la construcción del Buran y la familia Soyuz, ha comenzado a desarrollar un nuevo transbordador: el Kliper. Este nuevo transbordador se basa en la idea básica de un vehículo de bajo coste reutilizable y combina los conceptos utilizados con éxito durante décadas en los Soyuz y en el prototipo creado por Dassault para la ESA, el Proyecto Hermes.

Proyecto por el Vehículo de Traslado Multi Propósito o MPCV

La agencia espacial de la NASA dio a conocer la nave que reemplazará a los transbordadores: el Vehículo de Traslado Multi Propósito -o MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle), por su sigla en inglés-, que fue presentado ayer en la sede de la NASA por el administrador de la agencia, Charles Bolden. La nave, de 21 toneladas, representa una vuelta a los orígenes de la agencia y su exitoso proyecto Apollo, aunque en una versión mejorada.

Ilustración que muestra al Vehículo de Traslado Multi Propósito (Tomando el rediseño de la nave Orión) en un futuro no muy lejano proyectada para el envío de astronautas a Marte. Se espera que su primer vuelo sea en 2016.

En esencia, el MPCV es una réplica del proyecto Orión, la cápsula diseñada durante la administración de George W. Bush para realizar viajes a la Luna y, posiblemente, a Marte. De hecho, la compañía que la está construyendo -Lockheed Martin- es la misma que estuvo a cargo de la creación de Orión. La diferencia está en que elVehículo de Traslado Multi Propósito está pensado para realizar viajes cortos, de no más de tres semanas -similar a un transbordador-, mientras Orión podía resistir uno de hasta 210 días.

La razón se debe en gran parte a la reducción del presupuesto: de los 2 mil millones de dólares que se había pedido para la creación del módulo, sólo se entregó la mitad. La nave tendrá una capacidad para llevar cuatro pasajeros en lugar de seis, como estaba originalmente estipulado (y la mitad de los ocho que soportan los actuales transbordadores).

De partida, la seguridad, considerando que dos de los cinco transbordadores tuvieron accidentes que costaron vidas de astronautas. La NASA dice que el MPCV es 10 veces más seguro que las actuales naves, gracias a la implementación de dos sistemas: el primero va por sobre la cápsula y se llama “Launch Abort System”, que permite en un par de millonésimas de segundo tomar el control de la nave y desviarla en caso de una emergencia en el lanzamiento, disipando, además, el calor y los efectos de la atmósfera. El segundo es el “Service Module”, que contiene agua, oxígeno, alimento y cargas científicas que acompaña al vehículo antes de volver a entrar a la Tierra. La cápsula también está capacitada para llegar más allá de la órbita baja de la Tierra, el límite que tenía el transbordador espacial, permitiendo la instalación de objetos en el espacio profundo. Técnicamente, podría llegar a la Luna, aunque por ahora su poca autonomía se lo impide.

Cuestión de precio

Pero quizás el factor más relevante en su desarrollo es el ahorro que generará. Se estima que cada lanzamiento de transbordadores tiene un costo de unos 450 millones de dólares, sin considerar eventuales reparaciones. Los lanzamientos con cohete son mucho más económicos. De hecho, la agencia estadounidense recurrirá a los cohetes rusos de aquí al 2015 para enviar a sus astronautas, cuyo precio de vuelo varía entre los 50 y 60 millones de dólares por asiento. El vehículo junto a los cohetes privados serán los pilares de la agencia hasta el 2016, cuando un nuevo cohete (encargado de lanzar la nave al espacio) y el MPCV estén listos para volver al espacio, recordando los viejos viajes de la misión Apollo y llegando a la Tierra en el océano, y no en una pista de aterrizaje.

Publicado noviembre 30, 2011 por sbabri en Tecnología espacial

Escudo térmico.   Leave a comment

En aeronáutica, un escudo térmico es la capa protectora de una nave espacial o misil balístico que está diseñado para protegerlos de las altas temperaturas producidas por el rozamiento con las capas altas de la atmósfera durante su reentrada desde el espacio. También se considera necesario en el diseño de un avión de alta velocidad.

Forma

H. Julian Allen del National Advisory Committee for Aeronautics (Comité Nacional Asesor de Aeronáutica) descubrió en 1952 que la “forma de plato” hacía más efectivo el escudo térmico. Esta forma incrementa la resistencia y crea una onda expansiva delante de la nave espacial causada por choque con la atmósfera, desviando el calor fuera de la nave. Sin embargo el aire contenido entre el escudo térmico y la onda expansiva está sometido a altas presiones, que convierten el gas en plasma muy caliente. El calor que genera el plasma, debe ser disipado por el material de que esté hecho el escudo térmico.

Tipos de escudos térmicos

Escudos térmicos desechables

Es el tipo de escudo térmico más simple y barato, disipa el calor producido por el plasma permitiendo la vaporización de sus capas externas. Así, estos escudos se desgastaban con la reentrada en la atmósfera, quedando inutilizables para posteriores usos.

Todas las naves espaciales primitivas a excepción de la primeras cápsulas del Proyecto Mercury (que era suborbital) usaban tecnologías desechables para ayudar con la transición de las altas velocidades orbitales a los regímenes aeronáuticos donde las naves pueden volar, como hacen los actuales transbordadores espaciales o desplegar paracaídas para aterrizar, como se hacía con las cápsulas espaciales de los programas Mercurio o Apollo.

Así, los escudos térmicos, son usados virtualmente por todas las naves espaciales y en muchos de los misiles balísticos, en los que no importa si el escudo térmico puede aguantar una segunda reentrada.

El Astronauta Andrew S. W. Thomas echa un vistazo debajo del Transbordador espacial Atlantis en Centro Espacial Kennedy.

Escudos térmicos reutilizables

Cuando fue diseñado el sistema de Transbordador espacial, se decidió que el uso de escudos térmicos desechables no eran eficientes. En su lugar los transbordadores espaciales están cubiertos en su parte inferior por miles de baldosas cerámicas (HRSI High-temperature Reusable Surface Insulation, que quiere decir, aislamiento reutilizable de superficies de altas temperaturas) diseñadas para aguantar múltiples reentradas únicamente con pequeñas reparaciones entre misiones. Sin embargo, se probó que el diseño original era algo menos robusto de lo que se pensaba; el transbordador sufría frecuentes pérdidas y daños de estas baldosas. El 16 de enero de 2003, el accidente que llevó a la destrucción del Transbordador Columbia se atribuyó al desprendimiento de un trozo de espuma aislante del tanque externo, que impactó en la parte inferior del ala izquierda provocando daños en las losetas de protección térmica cerca del tren de aterrizaje.

Tipos de enfriamiento de los escudos

Enfriamiento pasivo

En algunos misiles balísticos y en la cápsula espacial Mercurio se usaron disipadores de calor para aliviar el calentamiento producido por el plasma. Sin embargo la técnica requería una considerable cantidad de metal, añadiendo por tanto mucho peso al aparato. A consecuencia de esto su uso es poco común.

Algunos aviones de alta velocidad, como el SR-71 Blackbird y el Concorde, abordan el problema del calentamiento de forma similar a como lo sufren las naves espaciales pero con menor intensidad. La onda expansiva afecta morro del avión y lo calienta por la compresión que sufre el aire en torno suyo al aproximarse a la barrera del sonido. Generalmente el calor es conducido a través superficies de aleaciones de aluminio o titanio, u ocasionalmente de acero inoxidable. En el caso del Concorde el morro puede alcanzar una temperatura de operación máxima de 127 °C, 180 °C más caliente que el aire externo.

Enfriamiento activo

En varios avances sobre naves espaciales reutilizables y diseños de aviones hipersónicos se ha propuesto recientemente el uso de escudos térmicos hechos de aleaciones resistentes al calor, algunos de estos incluyen sistemas en los que el agua o combustible criogénico circulan sobre o a través de ellos para enfriarlos.

Temperaturas

La temperatura a la que llega normalmente la nave al penetrar en la atmósfera es de unos 1.500 °C. Las temperaturas alcanzadas en las reentradas más violentas (14.000 °C) sufridas por una nave espacial fueron soportadas por la sonda atmosférica que portaba la nave Galileo, que penetró en la atmósfera de Júpiter a 106.000 millas/h (47,4 km/s). El escudo térmico, estaba hecho de carbono-fenólico y constituía alrededor del 50% de la masa de la sonda antes de la reentrada.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Escudo_t%C3%A9rmico)

Publicado noviembre 30, 2011 por sbabri en Tecnología espacial

Centrífuga.   Leave a comment

Una centrífuga o centrifugadora es una máquina que pone en rotación una muestra para acelerar por fuerza centrífuga la decantación o sedimentación de sus componentes o fases (generalmente una sólida y una líquida), en función de su densidad. Existen diversos tipos de estos, comúnmente para objetivos específicos.

Aplicaciones

Una aplicación típica consiste en acelerar el proceso de sedimentación, dividiendo el plasma y el suero en un proceso de análisis de laboratorio.

También se utiliza para determinar el hematocrito mediante una toma de muestra capilar. En este caso la máquina utilizada se denomina microcentrífuga.

Es muy usada en laboratorios de control de calidad, de fábricas que elaboran zumos a base de cítricos, para controlar el nivel de pulpa fina de estos, separando la pulpa fina del zumo exprimido.

Otra aplicación de las centrífugas es la elaboración de aceite de oliva. En ella las aceitunas una vez molidas y batidas se introducen en una centrífuga horizontal en la que se separa el aceite que es la fracción menos pesada del resto de componentes de la aceituna; agua, hueso, pulpa etc.

Una aplicación importante es la separación del uranio 235 del uranio 238.

Las centrifugadoras utilizan instrumentos llamados butirómetros para medir el grado de grasa o crema que contiene la leche, existen diferentes tipos de butirometro para crema, manteca, etc.

Funcionamiento

El centrifugado es una sedimentación acelerada, ya que la aceleración de la gravedad se sustituye por la aceleración centrífuga, ω2r, donde \omega\, es la velocidad angular de giro de la centrifugadora y r es la distancia al eje de la centrifugadora. Puesto que la velocidad angular de giro puede ser de miles de revoluciones por minuto, se alcanzan aceleraciones mucho mayores que la gravedad.

El centrifugado, además de ser más rápido que la sedimentación, permite separar componentes que la mera sedimentación no podría separar, por ejemplo separar el uranio 235 del uranio 238.

El centrifugado, como la sedimentación, está gobernado por la ley de Stokes, según la cual las partículas sedimentan más fácilmente cuanto mayor es su diámetro, su peso específico comparado con el del fluido, y cuanto menor es la viscosidad del mismo. Es importante entender que el papel del fluido es esencial, pues sin su viscosidad todas las partículas caerían a la misma velocidad.

Publicado noviembre 30, 2011 por sbabri en Tecnología espacial

Traje espacial   Leave a comment

El traje espacial es un equipo cerrado herméticamente, que incluye un dispositivo de respiración y que le permiten al ocupante moverse libremente por el espacio. Es la prenda unica para realizar cualquier actividad extravehicular y una medida de seguridad para la reentrada; pues protege a los seres humanos del calor, el frío, la radiación y la nula presión atmosférica del espacio. Este traje se puede ocupar en actividad extra vehicular (EVA por sus siglas en inglés) fuera de la nave y en el desplazamiento por la luna.

El ingeniero militar español Emilio Herrera diseñó en 1935 por primera vez un traje espacial que inspiraría posteriormente los utilizados en la carrera espacial.

El traje espacial fue usado por un astronauta por primera vez en la Unión Soviética. En un principio los trajes eran confeccionados a medida, posteriormente se aplicaron técnicas para adaptar la prenda a los distintos usuarios y por último se adoptó una opción intermedia donde algunas piezas son comunes y otras a medida.

 

Funciones del traje espacial

Un traje espacial debe desempeñar diversas funciones para que su ocupante permanezca cómodo y seguro. Debe proveer:

  • Una presión interna estable. Esta puede ser menor que la presión atmosférica de la tierra, y por eso normalmente no es necesario llevar nitrógeno en el traje. Una menor presión permite una mayor movilidad para su ocupante, pero conlleva con la posibilidad de que ocurra un mal de descompresión.
  • Movilidad. La movilidad esta normalmente opuesta a la presión del traje. La movilidad también esta dada por las uniones del traje.
  • Oxígeno respirable. La circulación de oxígeno respirable está controlada por el Sistema Primario de Soporte Vital.
  • Regulación de la temperatura. Distinto a la tierra, donde el calor puede ser transferido por convección en la atmósfera, en el espacio el calor puede perderse solo por radiación o por conducción con los objetos en contacto directo con el traje. Como la temperatura en el espacio puede variar considerablemente, la temperatura del traje esta regulada por ropa de Enfriamiento Líquido, mientras que la temperatura interior del traje esta regulada por Sistema Primario de Soporte Vital.
  • Escudo contra la radiación ultravioleta.
  • Escudo limitado contra la radiación.
  • Protección contra pequeños meteoritos.
  • Sistemas de comunicaciones.
  • Formas para el cómodo almacenamiento de desechos sólidos y líquidos.
  • Formas para maniobrar, engancharse y desengancharse de la nave.

Partes del traje espacial

El traje espacial lo componen varias piezas que se ajustan unas a otras y algunas son intercambiables con otros trajes:

  • Perneras: el traje se compone de unos pantalones y un anillo ventral ajustable en altura y anchura para ser usado por distintas personas.
  • Tronco: al anillo ventral se acopla una camisa con anillos en las muñecas y el cuello.
  • Guantes: son una parte especialmente cuidada porque debe permitir cierta sensibilidad para manejar herramientas y al mismo tiempo protegerle del espacio exterior. Suelen ser hechos a medida.
  • Casco: es otra pieza de especial delicadeza pues debe permitir una amplia visibilidad, ser robusto, tener varias pantallas para proteger los ojos de la radiación sin impedir ver, ofrecer uno o dos micrófonos para la radio, auriculares y una pantalla donde aparezcan mensajes escritos.
  • Mochila: en ella van las botellas de aire para poder respirar, el regulador para compensar la diferencia de presión, las baterías y la radio.
  • Tubos de evacuación una serie de conductos para permitir al astronauta orinar y defecar si fuese necesario sin que suponga un peligro ni una molestia. Hay que tener en cuenta que algunos paseos espaciales pueden prolongarse durante horas (para la reparación del Telescopio espacial Hubble fue necesario una EVA de 26 horas).

En su conjunto un traje de este tipo puede superar los 130 kilos de peso. A esta configuración se le puede añadir el módulo extravehicular (Manned Maneuvering Unit en inglés) que utilizan los estadounidenses para maniobrar fuera del transbordador espacial. Así tendríamos la configuración más completa y eficaz.
Un traje algo distintos es el llamado traje de vuelo utilizado tanto en el despegue como en el aterrizaje y sirve como medida de precaución por si ocurre una despresurización del vehiculo espacial. Al contrario que el anterior no lleva mochila.En el caso de los transbordadores americanos es de color naranja fuerte para ser visto con más facilidad y su denominacion es ACES. En la Soyuz este traje es de color blanco y se denomina Sokol. Además va equipado con radiobaliza, bengalas, agua, raciones de comida, paracaídas, flotadores y demás equipo de supervivencia; por si se produjera un accidente y debieran abandonar la astronave en vuelo o al caer sobre agua.

Tejidos del traje

Todo traje espacial están confeccionado con varios tejidos, especialmente si la prenda está prevista para salir al espacio.

  • Capa exterior: es blanca o de material reflectante para disipar la mayor cantidad de luz y calor posible.
  • Capa de kevlar: suele estar colocado en el interior y su misión es proteger los tejidos interiores de desgarros y de pequeña basura espacial que pudiera producir cortes o perforaciones con la consiguiente pérdida de presión.
  • Algodón: es la parte interior para proporcionar un tacto agradable, evitar pérdidas de calor y absorber posibles sudoraciones del propietario.

Estas capas no tienen porqué ser únicas sino dobles o triples y pueden resistir el impacto de un objeto con el tamaño de un guijarro de río. Para partículas más grandes no se garantiza la resistencia; pero si se produjera un agujero del tamaño de una moneda las mochilas podrían proporcionar aire durante unos 30 minutos.

Problemas de los trajes espaciales

  • Su alto coste: pese a lograr reducciones en este campo gracias a la experiencia, el precio de cada uno es algo que ha demostrado ser muy difícil de solucionar. Se podría conseguir fabricándolos en serie; pero muchos componentes debe ser confeccionados a medida.
  • El tiempo para entrar y salir: la cantidad y la precisión de ajustes que necesita el traje, lo voluminoso y delicado de sus componentes y todos las comprobaciones que necesita hacen que la operación de vestirse pueda superar la media hora o incluso más.
  • La incomodidad: pese a los esfuerzos el traje espacial no deja de ser un globo hinchable, lo que lo vuelve grande y aparatoso. Se han estudiado trajes de formas duras; pero por el momento no son una alternativa. También resulta muy difícil de resolver la sensibilidad, sobre todo en las manos.

Publicado noviembre 30, 2011 por sbabri en Tecnología espacial