TRANSBORDADORES ESPACIALES

TRANSBORDADORES ESPACIALES


Este artículo se refiere a los transbordadores espaciales estadounidenses. Existió un proyecto cancelado de transbordador espacial ruso cuyas características pueden consultarse en: Transbordador Buran, y otro proyecto cancelado de transborador europeo que puede consultarse en: Hermes (transbordador).
El sistema de Transbordador espacial de la NASA (en inglés: Space Transport System, STS o Space Shuttle) es 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 tiene una vida útil proyectada de 100 lanzamientos. Fue diseñado para ser el sistema bandera de exploración espacial tripulada de EE.UU., al menos durante los años 80, y para hacer realidad el sueño de construir y mantener una estación espacial; el conjunto de transbordadores espaciales, junto con vehículos soviéticos, ha transportado las partes de la Estación Espacial Internacional y lleva suministros, con lo cual el sueño se ha hecho realidad.
Contenido[ocultar]
1 Historia
1.1 La decisión de construir el Transbordador
1.2 Desarrollo
2 Datos técnicos
3 Flota de transbordadores espaciales de la NASA
4 El futuro de los transbordadores espaciales
5 Enlaces externos
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Historia [editar]

La decisión de construir el Transbordador [editar]
Durante la década de 1960, la NASA había delineado una serie de proyectos en papel sobre vehículos espaciales reutilizables para reemplazar los sistemas de uso único como el Proyecto Mercury, el Proyecto Gemini y el Programa Apollo. La Fuerza Aérea de los EE.UU. (USAF) también tenía interés en sistemas más pequeños, con mayor capacidad de maniobrabilidad y estaba realizando su propio proyecto de avión espacial, llamado X-20 Dyna-Soar. Para poder elaborar un estado del arte en la materia, ambos equipos trabajaron juntos.
En la segunda mitad de la década de los 60, el esfuerzo para mejorar el Apollo se estaba diluyendo, y la NASA empezó a buscar el futuro del programa espacial. Su visión fue la de un programa ambicioso que contemplaba el desarrollo de una enorme estación espacial que se lanzara con grandes cohetes, y que fuera mantenida por un "transbordador espacial" reutilizable que pudiera dar servicio a una colonia lunar permanente y que eventualmente pudiera transportar personas a Marte.
Sin embargo, la realidad era 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. Eventualmente solo se pudo salvar uno de ellos, que fue el transbordador por razones económicas y logísticas, ya que sin ese sistema no se podría construir una estación espacial.
A continuación se propusieron una cantidad de diseños, muchos de ellos complejos y diferentes entre ellos. Maxime Faget, diseñador de la cápsula del Mercury, entre otros, creó el "DC-3", un pequeño avión capaz de llevar una carga de 20.000 lb o menos, cuatro tripulantes, aunque con maniobrabilidad limitada. El DC-3 se constituyó en la plataforma básica con la cual 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
Con la desesperación de ver su último proyecto salvado, la NASA pidió la bendición de la Fuerza Aérea Estadounidense. La agencia hizo la solicitud de que los futuros lanzamientos de la USAF se hicieran con el transbordador en vez de los lanzadores descartables que se estaban usando, como el cohete Titan II. Como retribución, la USAF vería 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 para permitirle lanzar sus satélites espías proyectados. Estos eran grandes, con un peso aproximado de 40.000 lb, y tendrían que ponerse en órbitas polares, lo cual necesita más energía que la que se requiere para poner un objeto en órbita baja (LEO). El vehículo también tendría que tener la habilidad 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 AFB 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 lograr lo anterior, 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 poderosos. De pronto, el sistema había crecido hasta ser más alto que el Saturn VI y sus costos 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 que irían en cohetes Titan II-M, de la USAF. El costo sería probablemente menor, y alcanzaría el objetivo de la estación internacional más pronto.
La respuesta no se hizo esperar: un transbordador reusable pagaría con creces el costo 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 del 70 que cualquier reposición del costo del desarrollo tenía que ser rápida. Se necesitaba entonces una tasa de lanzamientos para hacer que el sistema fuera plausible 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 costo 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 plausibilidad 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 y la Guerra de Vietnam 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 dibujo. 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. Por lo menos cuatro soluciones se propusieron, y se optó finalmente por la que contemplaba dos cohetes sólidos (en vez de uno grande), debido a menores costos de diseño (aspecto que estuvo permanentemente presente en el diseño del transbordador).

Desarrollo [editar]

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 reusable, de bajo costo. Debido a los topes de 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 de rebautizar al orbitador como "Enterprise". Con bombo y platillos, el Enterprise hizo su primer carreteo 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 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 83 segundos después de su lanzamiento, y la tripulación de siete personas perdió la vida. 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 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 realizo sin haber solucionado por completo el próblema del tanque externo, el Discovery regreso a casa el 9 de agosto de 2005 en la Base Edwards en California. La siguiente misión de Transbordadores está programada para julio de 2006 con el lanzamiento del Discovery. La misión comprende un viaje a la Estación Espacial Internacional y pruebas de seguridad.

Datos técnicos [editar]
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 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 [editar]

Los cinco transbordadores funcionales de la NASA durante algunos lanzamientos
Vehículo de prueba, no apto para vuelos orbitales:
Enterprise (1977-1985)
Perdidos en accidentes:
Columbia (1981-2003)
Challenger (1983-1986)
Actualmente en servicio:
Discovery (desde 1984)
Atlantis (desde 1985)
Endeavour (desde 1992)

El futuro de los transbordadores espaciales [editar]
Tras la paralización de los vuelos de transbordadores americanos y la prevista retirada de los mismos del servicio el 2010, 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 la familia Soyuz y en el prototipo creado por Dassault para la ESA, el Proyecto Hermes.