Enciclopedia NASA

Exploración Espacial - Cuarta Parte

Estaciones Espaciales

Una estación espacial es un lugar en donde las personas pueden vivir y trabajar por largos periodos en el espacio. Orbita la Tierra, usualmente a una altura entre los 300 y los 480 kilómetros (200 a 300 millas). Una estación espacial puede servir como observatorio, laboratorio, fábrica, taller, almacén y depósito de combustible. Las estaciones espaciales son mucho más grandes que las naves espaciales piloteadas, y de esta forma pueden brindar mucho más confort. Además, naves espaciales piloteadas pueden transportar personas entre la Tierra y la estación espacial. Y naves no tripuladas pueden abastecer a la estación con comida, agua, equipamiento y correo.

Pequeñas estaciones espaciales pueden ser construidas en la Tierra y lanzadas a la órbita a través de grandes cohetes. Sin embargo, las grandes estaciones espaciales deben ser ensambladas en el espacio. Cohetes o transbordadores espaciales transportan módulos (secciones) de la estación espacial al espacio, donde los astronautas los añaden a la estación espacial en construcción. Los módulos obsoletos pueden ser reemplazados o nuevos módulos se pueden añadir a la estación para expandirla.

Una estación espacial posee como mínimo un puerto de acoplamiento con el cual una nave espacial visitante puede acoplarse a la estación. La mayoría de los puertos de acoplamiento consisten en una portezuela especial que conecta con una estructura similar en la nave visitante para constituir un conducto sellado herméticamente. Cuando las dos portezuelas se abren forman un túnel presurizado entre la estación y la nave espacial visitante.

Las principales tareas de la tripulación de una estación espacial involucran investigaciones científicas. Por ejemplo, el análisis de los efectos de la microgravedad sobre diferentes materiales, la investigación de la superficie terrestre, o el estudio de las estrellas y los planetas.

Los astronautas en la estación espacial también dedican mucho de su tiempo para el ensamble de equipos y la expansión de las funciones de la estación. Esto incluye colocar vigas, conectar líneas eléctricas y de gas, y soldar juntas permanentes entre las secciones de la estación. La tripulación debe también reparar o reemplazar los equipos dañados.

Salyut y Skylab

En la década de 1960, las misiones a la luna fueron prioritarias en los programas espaciales norteamericanos y soviéticos. Pero ambos países también desarrollaron estaciones espaciales simples durante este periodo. Estas primitivas estaciones tenían forma cilíndrica, con un puerto de acoplamiento en uno de sus extremos y paneles solares adheridos a los costados. Las estaciones fueron diseñadas para cargar suficiente aire, comida y agua para un periodo de abastecimiento que iba de los seis a los doce meses. Las naves espaciales originalmente diseñadas para un vuelo lunar (la nave Apollo norteamericana y la Soyuz soviética) fueron modificadas para transportar personas a las estaciones espaciales.

Salyut

La Unión Soviética lanzó la primera estación espacial, Salyut (Saludo) 1, el día 19 de abril de 1971. Consistía en un módulo individual con un puerto de acoplamiento. El 7 de junio de 1971, tres cosmonautas, Georgi T. Dobrovolsky, Victor I. Patsayev y Vladislav N. Volkov, unieron su nave espacial Soyuz 11 con la Salyut 1. Ellos pasaron 23 días a bordo de la estación espacial, realizando observaciones médicas y experimentos. Lamentablemente, en un trágico accidente, el aire escapó de la nave espacial Soyuz 11 durante la jornada de retorno, matando a los tres cosmonautas.

En 1974, Salyut 3 hospedó a una misión de 15 días que fotografió la Tierra. Salyut 4 recibió dos misiones en 1975. La segunda duró 63 días. En 1976, Salyut 5 repitió la misión fotográfica de la Salyut 3.

En 1977, la Unión Soviética lanzó Salyut 6. Esta estación poseía dos puertos de acoplamiento, uno en cada extremo del módulo principal. Este nuevo diseño permitió que la tripulación de una estación espacial pudiese recibir una visita de una segunda tripulación o un vehículo de abastecimiento. Una nave no tripulada Soyuz, llamada Progress, comenzó a entregar nuevas provisiones y equipos a la Salyut 6 en enero de 1978. De este modo, se convirtió en la primera estación espacial en ser reabastecida. Estas capacidades extendieron enormemente el tiempo de vida útil de las estaciones espaciales y permitieron que las tripulaciones las reparasen y modernizasen. Partes de repuesto e instrumentos más avanzados podrían ser enviados a las estaciones a medida que fuese necesario. Salyut 6 operó por casi cinco años. En este periodo recibió la visita de 16 tripulaciones, quienes pasaron más de seis meses en órbita. Entre 1982 y 1986, Salyut 7 albergó expediciones de más de ocho meses de duración.

Skylab

La primera estación espacial norteamericana fue la Skylab, lanzada a la órbita por un cohete Saturno 5 el día 14 de mayo de 1973. Skylab fue construida con la tercera etapa vacía del Saturno 5, con un módulo de aire sellado, un puerto de acoplamiento y un telescopio solar.

Los astronautas Pete Conrad, Joseph P. Kerwin y Paul J. Weitz arribaron a la Skylab el 25 de mayo. La estación sufrió daños durante el lanzamiento, perdiendo la mayor parte de su aislamiento térmico y uno de sus dos paneles solares. Además, los restos de este panel solar atascaron al otro, de tal forma que no podía desplegarse. La tripulación trabajó en el exterior muchas veces para liberar el panel atascado. El éxito obtenido por esta misión de 28 días probó la necesidad de personas en el espacio para reparar y mantener las estaciones espaciales.

La estación espacial Mir en 1996. Crédito: NASA.

Dos tripulaciones más llevaron a cabo misiones en Skylab. Estos astronautas continuaron la operación de la estación mientras conducían experimentos médicos, fotografiaban la Tierra, y observaban el sol. La segunda misión duró 59 días, y la tercera 84.

Estados Unidos tenía la esperanza de mantener a Skylab en órbita el tiempo suficiente como para albergar a una misión del transbordador espacial. Sin embargo, la estación cayó de su órbita en julio de 1979 y se destruyó en la atmósfera. Los fragmentos de la estación aterrizaron en el oeste de Australia y en el Océano Indico.

Mir

La estación espacial soviética Mir (Paz) fue lanzada el 20 de febrero de 1986. Mir tenía dos puertos de acoplamiento, uno en cada extremo, y cuatro portezuelas adicionales. Estas últimas fueron diseñadas para el acoplamiento de módulos con función de laboratorio, con la Mir original sirviendo como eje y los módulos como los rayos de una rueda. Mir también tenía equipo moderno y paneles solares mejorados.

Luego del lanzamiento de la Mir, la Unión Soviética envió tres módulos laboratorio a la órbita, en donde fueron acoplados con el módulo central. Muchos cosmonautas pasaron varios meses en el espacio. A partir de 1987, cada tripulación fue relevada por una nueva para vivir en la Mir, excepto por un periodo de pocos meses en 1989.

Rusia se encargó de las operaciones de la Mir luego de que la Unión Soviética se disolviera en 1991. En 1994, Rusia privatizó las empresas estatales encargadas de la Mir y otros proyectos espaciales. El negocio tomó entonces el nombre de Energia Rocket and Space Corporation. En 1995, los transbordadores espaciales norteamericanos comenzaron a acoplarse con la Mir. Rusia conectó un módulo científico adicional a la Mir en 1995 y otro en 1996, completando la estación.

Un peligroso accidente ocurrió en junio de 1997. Un cosmonauta practicaba maniobras que acoplarían una nave de abastecimiento con la estación, pero la nave colisionó con un módulo de la Mir llamado Spektr. Este choque abrió un pequeño agujero en el Spektr y dañó uno de sus cuatro paneles solares. Entonces el Spektr comenzó a perder aire. La tripulación rápidamente desconectó los cables de poder que eran conducidos a través de un portal que conectaba al Spektr con el resto de la Mir. Luego la tripulación cerró la portezuela, dejando al Spektr fuera de servicio.

La Mir continuó operando con la energía reducida. En julio de 1997, Rusia envió provisiones de emergencia y equipos a la estación.

En marzo de 2001, Rusia destruyó la Mir guiándola hacia la atmósfera. La mayor parte de la estación ardió, y el resto cayó en el Océano Pacífico [N. T.: Y no cayó sobre París como anunciaba un trastornado].

La Estación Espacial Internacional

Dos módulos de la Estación Espacial Internacional fueron lanzados y ensamblados en 1998 por los Estados Unidos y Rusia. Crédito: NASA.

En 1984. El Presidente Ronald Reagan autorizó la construcción de una estación espacial permanente "en menos de una década". Los diseños para la nueva estación espacial cambiaron muchas veces y los costos estimados se incrementaron. Y la fecha prometida para la terminación del proyecto se fue retrasando y retrasando, hasta que en 1993, el Presidente Bill Clinton ordenó a la NASA rediseñar la estación espacial propuesta para reducir los costos y la cantidad de tiempo que llevaría construirla. Los Estados Unidos, Brasil, Canadá, Japón, Rusia y la ESA se convirtieron en socios en un programa para construir la rediseñada estación espacial. La Estación Espacial Internacional (EEI, o ISS por su definición en inglés: International Space Station) sería construida con varios módulos presurizados y paneles solares.

La construcción comenzó en 1998. Rusia lanzó el primer módulo, llamado Zarya, en noviembre de ese año. Un mes más tarde, el trasbordador espacial Endeavour transportó el módulo Unity a la órbita, el cual se acopló con el Zarya. Una tripulación de un astronauta norteamericano y dos cosmonautas rusos ingresaron a la estación en el 2000.

Transbordadores espaciales

Durante las décadas de 1950 y 1960, los investigadores en aviación trabajaron para desarrollar cohetes aviones. Ellos abogaron por el diseño de aeroplanos espaciales dotados de alas apuntando a que tales vehículos pudiesen aterrizar en aeropuertos ordinarios. Añadiendo alas a una nave espacial se incrementaba el peso del vehículo, pero las alas harían que los aterrizajes fuesen más fáciles y baratos de implementar que los descensos en el mar. Los amarizajes requieren muchos barcos y aviones para el rescate, y el agua salada del mar usualmente daña la estructura de las naves espaciales.

La NASA comenzó el desarrollo de transbordadores espaciales reutilizables cuando el programa Apollo fue archivado. En 1972, el presidente norteamericano Richard M. Nixon firmó un decreto que oficialmente inició el proyecto del transbordador espacial. Los transbordadores fueron diseñados para despegar como un cohete y aterrizar como un aeroplano, pudiendo realizar más de cien misiones.

El sistema del transbordador espacial consiste de tres partes: (1) un orbitador, (2) un tanque externo, y (3) dos cohetes de combustible sólido. La proa del orbitador con alas alberga la cabina presurizada para la tripulación. Dentro de la cabina de vuelo, los pilotos pueden observar el exterior a través de ventanillas laterales y frontales. La cabina media, localizada detrás de la cabina de vuelo, contiene asientos adicionales, armarios con equipos, sistemas de suministro de alimento, dispositivos para dormir y un pequeño compartimiento para el excusado. Una esclusa sellada une la cabina media con la bahía de carga, el área donde se transporta la carga útil. La popa del orbitador alberga los motores principales y un pequeño conjunto de propulsores utilizados para maniobrar en el espacio.

El tanque externo es adherido al vientre del orbitador. Contiene el propelente líquido usado por los motores principales. Dos cohetes son sujetados a los costados del tanque externo. Estos últimos contienen propelente sólido.

Los diseñadores del transbordador espacial tuvieron que vencer un gran número de desafíos tecnológicos. El motor principal del transbordador debía ser reutilizable en muchas misiones. El transbordador necesitaba un sistema de control computarizado flexible pero a la vez robusto. Y requería, además, un nuevo tipo de escudo térmico que resistiese las numerosas reentradas en la atmósfera terrestre.

La era del transbordador comienza

En 1977, la NASA condujo vuelos de prueba con el primer transbordador espacial, Enterprise [N. T.: Originalmente, este transbordador se llamaría Constitution, pero los fanáticos de la serie televisiva Star Trek iniciaron una campaña para que se lo renombrase Enterprise], con un jumbo jet 747 modificado. El jet transportó el orbitador en el aire y aterrizó con él en numerosas ocasiones, en otras lo soltó en pleno vuelo, con el objeto de testear el desempeño aerodinámico del transbordador.

El transbordador espacial Columbia fue lanzado por primera vez en 1981. En 2003, se destruyó mientras reentraba a la atmósfera terrestre, y sus siete tripulantes murieron. Un transbordador puede aterrizar como un avión pero debe ser lanzado adherido a dos cohetes y un tanque de combustible externo. Crédito: NASA.

La primera misión orbital del transbordador comenzó el 12 de abril de 1981. Ese día, el transbordador Columbia fue lanzado, con los astronautas John W. Young y Robert L. Crippen en los controles. La misión de 54 horas concluyó perfectamente. Siete meses más tarde, el vehículo realizó un segundo vuelo orbital, probando que una nave espacial podía ser reutilizada.

Si bien los primeros cuatro vuelos del transbordador transportaron cado uno a sólo dos pilotos, el número de tripulantes se expandió pronto a cuatro miembros, y luego a siete u ocho. Además de los dos pilotos, la tripulación de un transbordador incluye especialistas de la misión (expertos en la operación del transbordador) y especialistas en las investigaciones científicas que habrán de llevarse a cabo.

La gran capacidad del transbordador espacial ha abierto la posibilidad de incluir otros pasajeros además de los científicos y astronautas de la NASA. Los ciudadanos que han participado en misiones del transbordador incluyen representantes de las compañías encargadas de manufacturar la carga útil y miembros del Congreso norteamericano.

Sally K. Ride se convirtió en la primera mujer norteamericana en el espacio el 18 de junio de 1983. En esta fotografía, Ride aparece almorzando en el transbordador Challenger durante su segundo vuelo en transbordador en octubre de 1984. Crédito: NASA.

En 1984, la NASA creó un programa especial denominado "Participante del Vuelo Espacial" para ofrecer la oportunidad del viaje espacial a más norteamericanos. El presidente Reagan anunció que el primer participante sería un maestro escolar. Posteriores vuelos transportarían periodistas, artistas y otros civiles interesados en el espacio.

Los diversos tipos de misiones en transbordador

Los transbordadores espaciales transportan satélites artificiales, sondas espaciales y otras cargas pesadas mientras orbita alrededor de la Tierra. Además de las operaciones de lanzamiento, los transbordadores pueden alcanzar satélites artificiales que necesiten servicio. Los astronautas a bordo del transbordador pueden reparar los satélites y luego ponerlos de nuevo en órbita. Las tripulaciones de los transbordadores pueden también conducir muchos tipos de experimentos y observaciones científicas.

Lanzamiento de satélites comerciales

El primer lanzamiento de carga útil para un cliente tuvo lugar en noviembre de 1982. El transbordador espacial Columbia lanzó dos satélites de comunicaciones. Cohetes de combustible sólido ayudaron a los satélites a alcanzar sus órbitas designadas. Estos lanzamientos fueron seguidos por muchos lanzamientos más. La NASA descubrió que usar transbordadores espaciales para lanzar satélites era mucho más flexible que lo esperado. Sin embargo, el tiempo requerido para que cada transbordador espacial estuviese listo para un nuevo lanzamiento era más grande que lo previsto por los planificadores y algunas veces esto causaba costosos retrasos.

Misiones militares

Aproximadamente, una de cada cuatro misiones del transbordador durante la década de 1980 tenía propósitos militares. Los astronautas de estas misiones lanzaron satélites especiales para la observación y probaron varios instrumentos militares. Para prevenir el descubrimiento de información relacionada con las capacidades de estos satélites, un secreto inusual rodeaba las misiones. La NASA no reveló los horarios de lanzamiento de las misiones en progreso ni publicó las conversaciones entre el control de la misión y los astronautas en el espacio. En los comienzos de la década de 1990, los Estados Unidos dejaron de usar los transbordadores para tales misiones y reanudaron el uso de cohetes simples.

Los astronautas del transbordador han realizado muchas misiones peligrosas en el espacio. En 1992, tres astronautas trabajaron en el exterior del transbordador Endeavour para capturar un satélite de comunicaciones. Crédito: NASA.

Misiones de reparación

Los transbordadores espaciales permiten que los astronautas atrapen, reparen y relancen satélites dañados. Esta importante capacidad fue demostrada por primera vez en 1984, cuando dos astronautas del transbordador Challenger repararon el satélite Solar Maximum Mission (Misión para el estudio del Máximo Solar), el único observatorio solar en órbita. Este éxito subrayó la flexibilidad y capacidad de los seres humanos en el espacio. Desde entontes, los astronautas han reparado muchos otros satélites en el espacio.

En 1993, una tripulación del transbordador Endeavour reparó el Telescopio Espacial Hubble. Luego de que el telescopio fuera lanzado en 1990, los ingenieros de la NASA descubrieron un error en uno de sus espejos primarios. Los astronautas del Endeavour instalaron equipo óptico que canceló el efecto del error. La tripulación también reemplazó algunos instrumentos científicos, los paneles solares y los giróscopos, dispositivos utilizados para dirigir el telescopio.

Misiones Spacelab

Spacelab (el famoso "laboratorio espacial") fue un módulo proyectado para permitir que las tripulaciones del transbordador realizasen una amplia variedad de experimentos científicos en el espacio. Fue construido como una parte del transbordador espacial por la Agencia Espacial Europea (ESA, European Space Agency). La primera misión Spacelab fue lanzada en 1983 en el transbordador espacial Columbia. En 1998, el mismo transbordador transportó el Spacelab para su última misión. Cada una de estas misiones se enfocó sobre la investigación en un área particular de la ciencia o la tecnología, tales como la astronomía, biología y microgravedad.

Spacelab consistía de un laboratorio espacial tripulado y diversas plataformas separadas denominadas paletas. El laboratorio presurizado fue conectado al compartimiento de la tripulación mediante un túnel. Este laboratorio tenía dispositivos para que los científicos llevasen a cabo experimentos en fabricación de nuevos materiales, medicina, producción de compuestos biológicos y otras áreas. Las paletas transportaban grandes instrumentos científicos que fueron usados para realizar experimentos en astronomía y otros campos. Los científicos operaban los instrumentos desde el laboratorio, desde la cabina del transbordador o desde la tierra. Los instrumentos científicos fueron compartidos entre la ESA y los Estados Unidos.

El desastre del Challenger

La tripulación del último vuelo del transbordador espacial Challenger estaba compuesta por, en la fila de atrás desde la izquierda, Ellison Onizuka, Christa McAuliffe, Gregory Jarvis y Judith Resnik; y en la fila de adelante desde la izquierda, Michael Smith, Francis Scobee y Ronald McNair. Los siete miembros de la tripulación murieron el 28 de enero de 1986, cuando el transbordador se destruyó en el aire poco después de despegar. Crédito: NASA.

El décimo lanzamiento del transbordador Challenger fue programado como la misión número 25 de un transbordador espacial. Francis R. (Dick) Scobee fue el comandante de la misión. La tripulación incluía a Christa McAuliffe, una profesora de escuela superior de New Hampshire. Los cinco miembros restantes eran Gregory B. Jarvis, Ronald E. McNair, Ellison S. Onizuka, Judith A. Resnik y Michael J. Smith.

Luego de varias demoras en el lanzamiento, los oficiales de la NASA anularon la incumbencia de los ingenieros y ordenaron el despegue en la fría mañana del 28 de enero de 1986. La misión terminó en tragedia. El Challenger se desintegró en una bola de fuego. El accidente ocurrió a los 73 segundos de vuelo, a una altitud de 14.020 metros (46.000 pies) y a aproximadamente dos veces la velocidad del sonido.

Estrictamente hablando, el Challenger no explotó. En lugar de ello, varias fallas estructurales causaron la rotura de la nave espacial. Aunque el Challenger se estaba desintegrando sin dar casi ningún tipo de alarma, la tripulación puede haber sido consciente de que algo malo ocurría. La cabina de la tripulación fue, literalmente, arrancada del resto del transbordador y se elevó en el aire; casi tres minutos después cayó en las aguas del Océano Atlántico, donde la fuerza del impacto mató a los siete miembros de la tripulación.

A raíz de esto, todas las misiones en transbordadores fueron detenidas mientras una comisión especial designada por el Presidente Reagan determinaba la causa del accidente y lo que podría hacerse para evitar que tales desastres ocurriesen de nuevo. En junio de 1986, la comisión reportó que el accidente había sido causado por una falla de los anillos O en el cohete de combustible sólido del costado derecho del transbordador. Estos anillos de goma sellaban la juntura entre dos segmentos inferiores del cohete. Errores de diseño de la juntura y un extremo tiempo frío durante el lanzamiento causaron que los anillos O permitieran el escape de gases calientes a través de la juntura. Las flamas provenientes del interior del cohete atravesaron también el sello defectuoso y expandieron rápidamente el pequeño agujero. Los gases ardientes entonces practicaron un agujero en el tanque de combustible externo del transbordador. Las flamas también cortaron una de las vigas de soporte que mantenía adherido el cohete a uno de los costados del tanque externo, provocando que el cohete se desprendiera violentamente del transbordador rompiendo el tanque externo. Los propelentes del tanque formaron una bola de fuego gigante que terminó por destrozar el vehículo espacial.

La comisión dijo que la decisión de la NASA de lanzar el transbordador fue errónea. Los agentes de decisión de alto rango no fueron informados de los problemas con las junturas, los anillos O y los posibles efectos de un clima frío sobre la estructura del transbordador.

Los diseñadores del transbordador hicieron varias modificaciones técnicas, incluyendo un anillo O mejorado y la adición de un equipo de rescate para la tripulación. Aunque un sistema de este tipo no trabajaría en todos los casos, podría salvar las vidas de los miembros de la tripulación en ciertas situaciones. Los cambios de procedimiento incluyeron medidas de seguridad más estrictas y condiciones de lanzamiento más controladas.

De vuelta en el espacio

El transbordador espacial reanudó los vuelos el 29 de septiembre de 1988, con el lanzamiento del transbordador rediseñado Discovery. El principal propósito de la misión de cinco tripulantes fue colocar un satélite de comunicaciones en órbita. En pocos años después de este lanzamiento, muchas misiones retrasadas fueron llevadas a cabo. Los astronautas lanzaron sondas espaciales no tripuladas, como Galileo, Magellan y Ulysses. Grandes satélites de investigación científica como el Telescopio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope), el Observatorio de Rayos Gamma Compton (Compton Gamma Ray Observatory) y el Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior (Upper Atmosphere Research Satellite) fueron puestos en órbita. En 1993, la tripulación de un transbordador voló hasta el telescopio Hubble y reparó su sistema óptico.

La NASA también realizó mejoras en la flota de transbordadores. Nuevas computadoras y equipos de soporte de vida fueron instalados. Un paracaídas y nuevos frenos hicieron más fácil el control de los transbordadores. Y el sistema de control computarizado de vuelo automático fue mejorado.

Acoplando con la Mir

Un histórico acoplamiento ocurrió en 1995, cuando el transbordador espacial Atlantis, a la izquierda, se convirtió en la primera nave espacial norteamericana en acoplarse con la estación espacial rusa Mir, a la derecha. La estación había estado en órbita desde 1986. Una cámara montada en la nave espacial Soyuz tomó esta fotografía. Crédito: NASA.

Las naves espaciales de Estados Unidos y Rusia reanudaron las operaciones de acople en 1995, veinte años después de la misión Apollo-Soyuz. El 29 de junio, luego de tres años de negociaciones, planeamiento y misiones de práctica, el transbordador espacial Atlantis se acopló con la estación espacial rusa Mir.

El Atlantis transportó una tripulación de relevo de tres cosmonautas rusos hacia la Mir y trajo de vuelta a la Tierra la antigua tripulación. Entre la tripulación que regresaba a la Tierra se encontraba el astronauta norteamericano Norman Thagard, quien viajó en un cohete ruso hasta la Mir el 14 de marzo de 1995. Thagard pasó 115 días en el espacio, quebrando el anterior récord norteamericano de 84 días en el espacio.

El 22 de marzo de 1995, los tres cosmonautas que se encontraban a bordo de la Mir cuando Thagard arribó hicieron su viaje de retorno a la Tierra. Entre ellos estaba Valery Polyakov, quien estableció un récord internacional de 438 días en el espacio.

A diferencia de la misión simbólica Apollo-Soyuz, el acoplamiento Atlantis-Mir fue el primero en una serie de misiones. Los astronautas comenzaron a visitar regularmente la Mir, transportados en los transbordadores. Los transbordadores entregaron partes de repuesto, equipo científico, agua, comida y aire. Además, los astronautas y los cosmonautas comenzaron a probar las técnicas que se utilizarían para construir y mantener la Estación Espacial Internacional.

El 15 de julio de 1996, la astronauta Shannon Lucid, a bordo de la Mir, rompió el récord de Thagard al pasar 116 días consecutivos en el espacio. Lucid fue lanzada a bordo del Atlantis el 22 de marzo de 1996 y vivió en la Mir desde el 23 de marzo. El 7 de septiembre rompió el récord femenino de 168 días consecutivos en el espacio. Ese récord había sido establecido por la cosmonauta Yelena Kondakova en 1995. El 26 de septiembre, Lucid retornó a la Tierra a bordo del Atlantis, luego de pasar 188 días consecutivos en el espacio.

El transbordador espacial soviético

La Unión Soviética llevó a cabo su propio programa de transbordadores en gran secreto durante la década de 1980. El transbordador soviético, Buran (Tormenta de nieve), se asemejaba al transbordador norteamericano, pero los ingenieros soviéticos realizaron muchas modificaciones con respecto al modelo americano. Por ejemplo, Buran no tenía motores principales a bordo. En lugar de ello, un cohete desechable proveía todo la potencia durante el lanzamiento.

El 15 de noviembre de 1988, un cohete poderoso llamado Energia transportó al Buran a la órbita, pero sin tripulación. Un sistema de control automático de vuelo dirigió el vuelo de dos órbitas. Buran aterrizó en una pista de aterrizaje en el Cosmódromo Baikonur, en Kazajstán.

A comienzos de 1989, la escasez de fondos causó largas demoras en el desarrollo avanzado del programa Buran. Finalmente, en 1993, el programa fue cancelado.

El desastre del Columbia

La tripulación del último vuelo del transbordador espacial Columbia estaba compuesta por, de izquierda a derecha, David M. Brown, Rick D. Husband, Laurel B. Clark, Kalpana Chawla, Michael P. Anderson, William C. McCool y Ilan Ramon, el primer astronauta israelí. Los siete miembros de la tripulación murieron el 1 de febrero de 2003, cuando el transbordador se destrozó en su reentrada en la atmósfera. Crédito: NASA.

El desastre golpeó a la flota de transbordadores nuevamente el 1 de febrero de 2003, cuando el Columbia, el transbordador más viejo de la flota, se destrozó sobre el sudoeste de Estados Unidos mientras reingresaba a la atmósfera. El último vuelo del Columbia fue su vuelo número 28 y la misión 113 de la flota. El accidente ocurrió aproximadamente 16 minutos antes de que el transbordador aterrizara. Sus siete tripulantes murieron, incluyendo a Rick D. Husband, el comandante de la misión, y a Ilan Ramon, el primer astronauta israelí. Los cinco restantes miembros de la tripulación eran Michael P. Anderson, David M. Brown, Kalpana Chawla, Laurel Blair Salton Clark y William C. McCool.

Luego del desastre, la NASA detuvo los vuelos de transbordadores y designó una comisión independiente para investigar el accidente. Los investigadores recolectaron centenares de piezas de los restos del transbordador que cayeron a Tierra luego del accidente. También estudiaron las comunicaciones, las lecturas de los sensores, grabaciones de video y otros registros de la misión, probaron el equipo del transbordador y entrevistaron a empleados de la NASA.

En agosto, la comisión reportó que el accidente había sido causado por un pequeño trozo del aislamiento de espuma que se desprendió del tanque de combustible externo y golpeó una de las alas del Columbia a gran velocidad luego del despegue. Los investigadores concluyeron que el impacto creó un agujero en los paneles térmicos que protegen las alas de las altas temperaturas durante la reentrada. Cuando el transbordador reingresó a la atmósfera terrestre, el agujero permitió que aire súper calentado entrara en el ala y dañara su estructura interna. Eventualmente, el ala dañada se destruyó y el transbordador perdió el control y se destrozó.

El reporte de la comisión aconsejó que la NASA desarrollara sistemas para inspección y reparación de las tejas y paneles térmicos mientras el transbordador está en órbita. También recomendaron reforzar los paneles o prevenir el desprendimiento del aislamiento en el tanque de combustible externo.

El reporte también criticó los procedimientos de seguridad de la NASA. Los investigadores dijeron que la presión por satisfacer presupuestos y alcanzar la terminación de los trabajos en plazos prefijados contribuyó a declinar la seguridad del programa del transbordador. El reporte recomendó a la NASA mejorar sus procedimientos de seguridad y crear una Autoridad de Planeamiento Técnico independiente para vigilar y reforzar los estándares de seguridad.

En 2004, el Presidente George W. Bush anunció planes para retirar la flota de transbordadores espaciales en el 2010, luego de completar el armado de la Estación Espacial Internacional. Bush ha propuesto reemplazar los transbordadores con una nueva nave espacial diseñada para transportar astronautas a la luna y, eventualmente, a Marte.

Otras naciones en el espacio

Además de Estados Unidos y Rusia, otras naciones han desarrollado cohetes y programas espaciales. Estos programas son más pequeños que sus contrapartes rusas o norteamericanas, la mayoría de estos programas se concentran en aplicaciones simples como el lanzamiento de satélites científicos.

Naciones europeas

Varias naciones europeas han construido cohetes para lanzar pequeños satélites de investigación científica. En 1965, Francia se convirtió en la primera nación de Europa occidental en lanzar un satélite. El Reino Unido envió otro satélite a la órbita en 1971.

En 1975, la Agencia Espacial Europea (ESA) fue organizada. Las naciones del oeste de Europa, miembros de la ESA, combinaron sus recursos económicos y científicos en el desarrollo de naves espaciales, instrumentos y experimentos. La ESA supervisó la construcción de Spacelab, lanzó la sonda Giotto hacia el cometa Halley y construyó la sonda solar Ulysses. La ESA también desarrolló la serie de cohetes Ariane para lanzar satélites de comunicaciones para empresas privadas. A finales de la década de 1980, los cohetes Ariane lanzaron más cohetes comerciales que los cohetes norteamericanos. Las naves espaciales de la ESA despegan desde Kourou en la Guyana Francesa, al norte de América del Sur.

Además de sus actividades como miembro de la ESA, Alemania en forma independiente ha construido dos sondas solares llamadas Helios. Una sonda fue lanzada en 1974, y la otra en 1976. Estas sondas volaron a 45 millones de kilómetros (28 millones de millas) del sol, más cerca que cualquier otra sonda.

Japón

Japón se convirtió en la cuarta nación en el espacio cuando lanzó un satélite en febrero de 1970. Su programa espacial floreció en la década de 1980. En 1985, Japón lanzó dos sondas hacia el comenta Halley. Dos programas diferentes desarrollaron una familia de pequeños y eficientes cohetes. El cohete H-1, un propulsor de tamaño medio con hidrógeno líquido como combustible, también llegó a ser operacional. En 1990, Japón lanzó una sonda lunar.

En 1994, Japón lanzó su primer cohete pesado, el H-2. En 1996, un H-2 elevó el Satélite Avanzado para Observación Terrestre (Advanced Earth Observing Satellite). El satélite comenzó a colectar datos sobre el suelo terrestre, los mares y la atmósfera.

Japón ha enviado pequeños satélites de investigación científica a la órbita desde el Centro Espacial Kagoshima en la isla Kyushu. Los cohetes transportando grandes satélites despegan desde el Centro Espacial Tanegashima en la isla Tanega. Actualmente, Japón está desarrollando un módulo laboratorio para la Estación Espacial Internacional.

China

En abril de 1970, China envió su primer satélite al espacio a bordo de un lanzador CZ-1. En la década de 1980, China desarrolló una imponente tecnología espacial que incluía motores de hidrógeno líquido, poderosos cohetes Long March y satélites recuperables. China posee tres centros de lanzamiento, en Jiuquan, Taiyuan y Xichang.

En la década de 1990, China comenzó a desarrollar el Shenzhou, una nave espacial diseñada para transportar astronautas. El Shenzhou se asemeja a la cápsula rusa Soyuz. En octubre de 2003, China se convirtió en la tercera nación en lanzar una persona al espacio. El astronauta chino Yang Liwei orbitó la Tierra a bordo de la nave Shenzhou durante 21 horas antes de aterrizar a salvo. Los astronautas en el programa espacial chino son llamados a veces taikonautas.

India

La India lanzó un satélite en julio de 1980. La Organización de Investigación Espacial India construye cohetes. La India lanza los cohetes desde la isla Sriharikota, frente a su costa oriental.

Canadá

Canadá tiene un activo programa de investigación espacial y un programa de satélites de comunicaciones. Esta nación tomó parte en el programa norteamericano para el transbordador, diseñando y construyendo un brazo robótico para el transbordador. Canadá también construyó un gran brazo robótico que fue instalado en la Estación Espacial Internacional.

Otras naciones

Israel envió su primer satélite a la órbita en 1988. Australia ha lanzado cohetes norteamericanos modificados desde Woomera, en Australia central. Italia ha lanzado cohetes norteamericanos desde la plataforma San Marco en el Océano Indico, frente a las costas de Kenia. Varios países más, incluyendo a Brasil, Suiza y Sudáfrica, han enviado cohetes sonda científicos al espacio.

Planes para el futuro

A comienzos de la década del 2000, científicos e ingenieros comenzaron a desarrollar nuevos tipos de naves espaciales y cohetes más eficientes. Los investigadores industriales trabajan en la fabricación de técnicas que podrían usar el medio espacial para el desarrollo. Animados por los potenciales usos comerciales de las actividades espaciales, compañías privadas han comenzado a proveer servicios de lanzamiento.

Desarrollando una nueva nave espacial

Diversas organizaciones han desarrollado tecnologías para una nave que podría reemplazar a los transbordadores espaciales luego del año 2010. Estas organizaciones incluyen a la NASA, la ESA, la Agencia de Desarrollo Espacial de Japón y algunas compañías privadas. Su principal objetivo es recortar los costos de vuelo.

Una vía para alcanzar este objetivo podría ser el desarrollo de un vehículo de lanzamiento reutilizable (RLV, por sus siglas en inglés). Todas las partes principales de un RLV serían reutilizadas, otorgando a la nave una ventaja sobre el transbordador. El tanque de combustible principal de un transbordador cae al mar después de ser usado y debe ser reemplazado en cada vuelo. En un diseño RLV, un aeroplano especial transportaría una nave espacial hasta una gran altitud y ahí la soltaría. La nave espacial entonces encendería sus propios cohetes para llegar a la órbita. Luego de completar su misión, la nave aterrizaría como lo hace un aeroplano. Otro tipo de RLV sería una nave orbital de etapa única (single-stage-to-orbit (SSTO)), un vehículo que podría despegar por sí mismo y no desechar ninguno de sus componentes. Dependiendo del diseño de un SSTO, la nave podría despegar y aterrizar verticalmente, como lo hace un cohete, o horizontalmente, como un aeroplano.

A comienzos de la década del 2000, los oficiales de la NASA decidieron que un RLV para reemplazar al transbordador presentaría demasiadas dificultades para su desarrollo antes del 2010. Por esto es que la agencia se ha concentrado en el desarrollo de un Planeador Espacial Orbital (Orbital Space Plane (OSP)), una nave espacial reutilizable que podría transportar tripulación y cargas livianas hacia, y desde, la EEI. Un cohete desechable transportaría el OSP hasta el espacio.

Desarrollando cohetes más eficientes

Científicos e ingenieros trabajan sobre alternativas para los combustibles de los cohetes. Dos opciones principales son (1) cohetes de iones y (2) un cohete nuclear. Para una determinada cantidad de combustible, ambas alternativas crean como mínimo dos veces más aceleración que los motores actuales. Por añadidura, ambas opciones pueden operar por un gran periodo de tiempo antes de quedarse sin combustible. Sin embargo, ni los cohetes de iones ni los cohetes nucleares harán despegar la nave espacial de la tierra, ellos crearán empuje luego de que los cohetes normales hayan realizado su tarea.

Un cohete iónico es un dispositivo eléctrico. La energía eléctrica calienta un combustible, convierte sus átomos en iones (átomos cargados eléctricamente), y expele estos iones para crear empuje. Los diseñadores ya han utilizado pequeños cohetes iónicos para mantener en posición satélites de comunicaciones sobre la Tierra. Un cohete iónico también ha propulsado una sonda espacial llamada Deep Space 1 en una misión a asteroides y cometas.

Por otro lado, un cohete nuclear utiliza el calor proveniente de un reactor nuclear para convertir el combustible líquido en gas, el cual es expelido para crear la propulsión. Este tipo de cohete no sería práctico como un lanzador porque algunos materiales radiactivos podrían escapar a la atmósfera. Sin embargo, un pequeño cohete nuclear que cree empuje continuamente podría decrementar el tiempo de viaje de misiones a otros planetas.

Expandiendo las actividades espaciales

Dos grandes áreas de utilización del espacio han sido la recolección y distribución de la información. Por ejemplo, los satélites que monitorean el clima terrestre y las sondas espaciales que recogen información de otros planetas y el sol. Y desde la década de 1960, los satélites de comunicaciones han retransmitido regularmente señales de televisión entre diversos puntos de la superficie terrestre.

La próxima gran área de la utilización espacial podría ser la manufactura de productos medicinales e industriales. Los fabricantes podrían usar la baja gravedad y el alto vacío del espacio para crear substancias que sean más puras o fuertes que las producidas en la Tierra. Estas substancias incluirían drogas, semiconductores y aleaciones especiales. A medida que lucrativos procesos de manufactura sean desarrollados, las compañías podrían construir y operar "fábricas orbitales".

El vuelo espacial privado

Muchas empresas privadas han comenzado a desarrollar servicios de lanzamiento para competir con las organizaciones nacionales e internacionales. Una de estas firmas, Sea Launch Company, elevó un satélite de comunicaciones desde una plataforma flotante en el Océano Pacífico en octubre de 1999. La compañía utilizó un cohete Zenit de construcción ucraniana para lanzar el satélite. La propiedad de Sea Launch está repartida entre corporaciones norteamericanas, rusas, noruegas y ucranianas.

En 1996, un grupo de entusiastas del vuelo espacial anunció la creación del Premio X (X Prize). El grupo ofreció un premio de 10 millones de dólares para el primer equipo con financiamiento privado que construyese y lanzase al espacio una nave capaz de transportar un piloto y dos pasajeros. Para calificar para el premio, la nave debería poder volar a una altitud de 100 kilómetros (62 millas), aterrizar a salvo, y repetir el vuelo dentro de un plazo de dos semanas. El premio fue más tarde renombrado como Ansari X Prize por una familia que donó una gran porción del dinero para el premio.

El 21 de junio de 2004, uno de los competidores del Premio X, Scaled Composites de Mojave, California, se convirtió en la primera compañía privada en llevar una persona al espacio. El cohete de la compañía, llamado SpaceShipOne, transportó al piloto de prueba norteamericano Michael Melvill a más de 100 kilómetros sobre la Tierra en un breve vuelo suborbital. El cohete fue lanzado desde un aeroplano diseñado especialmente, bautizado White Knight. SpaceShipOne obtuvo el Premio X con los exitosos lanzamientos del 29 de septiembre y 4 de octubre de 2004.

Autor: James Oberg, M.S., Spaceflight Engineer; author, UFOs and Outer Space Mysteries.
Traducido al español por Leonardo Montero Flores
Fuente: http://www.nasa.gov/worldbook/