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31 de enero de 2013

X Aniversario del accidente del 'Columbia': Lecciones de una tragedia

Los siete astronautas del 'Columbia' murieron en el accidente.| NASA

Los siete astronautas del 'Columbia' murieron en el accidente.| NASA
El desprendimiento de un fragmento de gomaespuma de pocos gramos de peso provocó que el imponente transbordador 'Columbia' de la NASA se desintegrara en el aire. Pese a las advertencias de los ingenieros, que detectaron la avería durante el viaje de ida a la Estación Espacial Internacional (ISS), el problema técnico no se resolvió.

Dos semanas después, durante el vuelo de regreso a la Tierra, la nave hizo explosión. El resultado: la muerte de los siete astronautas que conformaban la tripulación y la conmoción de todo un país, que asistía con incredulidad a un nuevo accidente mortal de otro transbordador, uno de los orgullos nacionales. Y es que sólo algunos años antes, en 1986, el 'Challenger' había sufrido la misma suerte, aunque en aquella ocasión la explosión y la muerte de sus siete astronautas se produjo durante el despegue. Exactamente 73 segundos después del lanzamiento.

Una década después de la pérdida del 'Columbia', los transbordadores ya forman parte de la Historia y los vehículos que sobrevivieron (el 'Endeavour', el 'Discovery', el 'Enterprise' y el 'Atlantis') se exhiben en los museos de EEUU. Aunque estas naves espaciales volvieron a volar en 2005, una vez que se esclarecieron las causas del accidente y se revisaron las normas de seguridad, las dos tragedias pusieron de manifiesto los riesgos del 'shuttle', que además tenía unos costes de mantenimiento muy altos.
¿Un accidente inevitable?
Eran las 8.59 horas (en Florida) del 1 de febrero de 2003 cuando el centro de control de la NASA dejó de tener comunicación con el 'Columbia', cuando se encontraba a 70 kilómetros de altura y le faltaba muy poco para aterrizar. Como dijo el entonces presidente de EEUU, George W. Bush, durante su discurso de despedida, "su misión ya casi se había completado, y los perdimos muy cerca de casa".

Los restos de la nave quedaron repartidos por una amplia zona. Los equipos de salvamento lograron recuperar decenas de piezas que hicieron posible la 'autopsia' del 'shuttle'. La caja negra de la nave reveló también que el problema técnico se había originado en el ala izquierda.

El 'Columbia' durante una de sus misiones antes del accidente.| NASA

El 'Columbia' durante una de sus misiones antes del accidente.| NASA

¿Por qué se infravaloró el peligro que podía suponer el desprendimiento de aquel trozo de espuma aislante que recubría el soporte que unía el morro de la nave con el depósito externo de combustible? Los ingenieros de la NASA compararon este episodio con otros sucedidos anteriormente y aunque recomendaron que se realizara un paseo espacial de emergencia para inspeccionar el ala izquierda, oficialmente la dirección de la NASA concluyó que no había razones para la alarma.

Sin embargo, Carlos González Pintado, ex jefe de Operaciones de la NASA en el Complejo de Comunicaciones con el Espacio Profundo de Madrid (MDSCC), en Robledo de Chavela (Madrid), afirma que en realidad no era posible reparar la avería. De hecho, González se muestra convencido de que tanto los siete astronautas como los trabajadores del centro de control de Houston eran conscientes de la gravedad del problema y sabían que habría un accidente. "No había posibilidad de que arreglaran la avería, porque los astronautas no llevaban trajes para hacer una caminata espacial y repararla. Por otro lado, el transbordador no llevaba el módulo de acoplamiento a la ISS, así que tampoco era posible que se trasladaran a la plataforma y esperaran junto a los otros astronautas a que otra nave les trajera a la Tierra", explica en conversación telefónica.

González recuerda la preocupación que se vivía en la base madrileña de la NASA durante los días previos al vuelo de regreso: "Estábamos muy preocupados por el desprendimiento de la pieza del transbordador, aunque no sabíamos cuál era el alcance de la avería", señala. "Los astronautas fueron muy profesionales. Sabían que estaban condenados a morir. Hasta cierto punto, fue un accidente inevitable", sostiene el ingeniero.
Un fragmento de gomaespuma
Dibujo de un niño en recuerdo de los astronautas.| NASA

Dibujo de un niño en recuerdo de los astronautas.| NASA

Según recuerda Giles Sparrow en su libro 'Astronáutica, la historia desde el Sputnik al transbordador y más allá' (Editorial Akal), la investigación posterior a la tragedia reveló que el fragmento que se desprendió era mayor que en cualquier otra misión anterior y golpeó la nave a mucha más velocidad y con un ángulo distinto. Asimismo, el impacto afectó a un borde del ala, que es una zona que soporta mucho calor durante la reentrada a la atmósfera y, por lo tanto, era especialmente sensible.

Tras el accidente del 'Columbia' los siguientes vuelos programados del 'shuttle' se cancelaron y se paralizó la construcción de la Estación Espacial Internacional (ISS). Las únicas naves que volaron durante un par de años fueron las rusas 'Soyuz', que se encargaron de trasladar a los astronautas y enviar los suministros a la ISS.

Mientras tanto, se introdujeron nuevas medidas de seguridad. Desde el accidente se empezaron a realizar de manera rutinaria caminatas espaciales para inspeccionar el estado de las losetas localizadas en zonas claves para asegurarse de que cualquier incidencia era resuelta ante de emprender el viaje de vuelta. Por tanto era obligatorio que llevaran un kit de reparación y un traje adecuado para salir de la nave.
Del espacio al museo
Estatua en Texas en homenaje al astronauta William McCool. | NASA

Estatua en Texas en homenaje al astronauta William McCool. | NASA

En julio de 2005 se reiniciaron los vuelos del 'shuttle', aunque su vida ya tenía los días contados. Y es que un año después de la tragedia, en 2004, el Gobierno anunció que los transbordadores serían retirados cuando se completara la construcción de la ISS. La NASA construiría un nuevo vehículo para llevar a sus astronautas al espacio, poniendo fin a una etapa que comenzó el 12 de abril de 1981, cuando se lanzó el primer transbordador, que fue precisamente el 'Columbia'

Sin embargo, poco después de llegar a la Casa Blanca, Barack Obama, aconsejado por una comisión de expertos, emprendió una reforma de la NASA que incluyó la retirada de la flota de transbordadores antes de que la nave que iba a sustituir al 'shuttle' estuviera lista. El último 'shuttle' aterrizó en julio de 2011. En la actualidad, los astronautas estadounidenses dependen de las naves rusas para viajar al espacio y hasta dentro de unos años no estará lista la cápsula 'Orion', en cuya construcción también participa la Agencia Espacial Europea (ESA). Con esta nave, EEUU planea explorar el espacio profundo y preparar la misión a Marte, prevista para el año 2030.

"Explorar y descubrir no es una opción que podamos elegir, sino un deseo grabado en el corazón de los seres humanos. Somos parte de la creación que busca comprender la creación. Elegimos a los mejores de entre nosotros, los enviamos hacia la oscuridad, sin un mapa, y rezamos para que regresen", afirmó el presidente Bush durante el homenaje a las víctimas del 'Columbia'.

Los estadounidenses Rick Husband, William McCool, Michael Anderson, Laurel Clark, David Brown, Kalpana Chawla y el israelí Ilan Ramon pasaron así a engrosar la lista de los héroes que contribuyeron a hacer realidad el sueño de conquistar el espacio pero nunca despertaron.


Fuente:

El Mundo Ciencia

7 de septiembre de 2012

Los astronautas de la ISS arreglan una avería con un cepillo de dientes


Las 'herramientas' utilizadas por los astronautas. | NASA
Las 'herramientas' utilizadas por los astronautas. | NASA
En pocos lugares como el espacio hay que echar mano de la imaginación para resolver cualquier contratiempo. Lo han demostrado una vez más los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS), que esta semana han conseguido arreglar una avería eléctrica utilizando cepillos de dientes.
Sunita Williams. | NASA
Sunita Williams. | NASA
La estadounidense Sunita Williamsy el japonés Akihiko Hoshidellevaron a cabo esta operación durante dos jornadas fuera de la plataforma orbital, situada a unos 400 kilómetros de distancia de la Tierra. En total, tardaron alrededor de 15 horas en arreglar la avería. Los astronautas lograron sujetar un conmutador de energía eléctrica que reemplazó una unidad estropeada.
Durante los primeros minutos fuera de la ISS, los dos astronautas dispusieron cuidadosamente de las herramientas, algunas de ellas improvisadas a bordo de la estación, incluida una fabricada con un cepillo de dientes. Y es que las sofisticadas herramientas con las que cuentan no servían para retirar unas pequeñas virutas de metal que taponaban uno de los tornillos.
Durante cinco horas Hoshide y Williams emplearon sus instrumentos y un tubo de nitrógeno presurizado para quitar las virutas, lubricaron un perno de repuesto y lo atornillaron a mano hasta que quedó en la posición correcta. La combinación de labor paciente, tecnología avanzada y meros empujones tradicionales finalmente ubicó el conmutador en las ranuras y los pernos en sus orificios.
La agencia espacial estadounidense NASA indicó que, además de la sujeción exitosa del conmutador, los astronautas instalaron una cámara en el brazo robótico.

Récord femenino fuera del espacio

Tras esta operación, Sunita Williams, de 46 años, se ha convertido en la mujer que más horas ha pasado trabajando fuera de una nave espacial. Williams, que ahora tiene en su haber 44 horas y 2 minutos de labores flotando en el espacio, es capitana de la Marina de Guerra. La anterior marca femenina la había establecido en noviembre de 2009 la astronauta Peggy Whitson, con 39 horas y 46 minutos.
Durante su carrera militar, Sunita Williamsha ha pilotado y sido instructora en el manejo de helicópteros de combate. En 1998, cuando cumplía servicio a bordo del portaaviones 'Saipan' fue elegida para su instrucción como astronauta.
Fuente:

30 de noviembre de 2011

Los gusanos procrean y crecen en el espacio como en la Tierra

Imagen microscópica del gusano 'Caenorhabditis elegans'. | AFP

Imagen microscópica del gusano 'Caenorhabditis elegans'. | AFP

  • 4.000 ejemplares de 'C. elegans' fueron enviados en 2006 a la Estación Espacial
  • El objetivo era investigar los efectos de la gravedad en los organismos
  • El estudio concluye que estos gusanos procrean y crecen como en la Tierra
  • Los científicos los usan para preparar misiones tripuladas de larga misión

Durante su viaje a la Estación Espacial Internacional (ISS) en diciembre de 2006, los astronautas del 'Discovery' tuvieron como acompañantes 4.000 gusanos microscópicos de la especie 'Caenorhabditis elegans' ('C. elegans'). Durante 90 días se observó su comportamiento reproductivo para averiguar los efectos que la microgravedad causaba en 12 generaciones de gusanos.

Según aseguran los científicos de la Universidad de Nottingham (Reino Unido) que organizaron el experimento, estos gusanos se reproducen en el espacio igual que en la Tierra. Además, afirman que no encontraron diferencias ni en su nacimiento ni en su desarrollo hasta convertirse en adultos. Las conclusiones de este experimento han sido publicadas en 'Journal of the Royal Society Interface'

Los experimentos con gusanos son habituales en la ISS, ya que uno de los principales objetivos de la carrera espacial es estudiar los efectos de la microgravedad en los organismos y mejorar los mecanismos de adaptación de los seres vivos al espacio de cara a futuras misiones de larga duración.

El transbordador 'Columbia', que se desintegró en 2003 durante su reentrada en la atmósfera matando a sus siete tripulantes, también llevaba a bordo cientos de gusanos, que sobrevivieron al accidente y fueron encontrados en un contenedor entre los restos de la nave.

El experimento llevado a cabo en 2006 y cuyos resultados recoge este estudio fue completado en noviembre de 2009 con más gusanos, que viajaron a la ISS a bordo del 'Atlantis'.

Semejanzas con los humanos

Los científicos creen que la especie 'Caenorhabditis elegans' es biológicamente parecida a los seres humanos por lo que es una de las favoritas para este tipo de investigaciones. Estos gusanos miden menos de un milímetro así que prácticamente son sólo visibles con un microscopio. Cada adulto puede poner entre 200 y 300 huevos y su ciclo de vida es corto (su esperanza de vida es de entre dos y tres semanas). Son fáciles de transportar y el coste de estos experimentos es relativamente bajo.

Aunque resulte sorprendente, Nathaniel Szewczyk, autor principal del estudio, asegura gran parte de los cambios biológicos que ocurren durante un vuelo espacial afectan a los astronautas y a los gusanos de una forma similar: "Hemos demostrado que los gusanos pueden crecer y reproducirse en el espacio durante un periodo de tiempo lo suficientemente largo como para llegar a otro planeta y monitorizar su estado de salud remotamente", asegura en una nota de prensa.

'C. elegans' fue el primer organismo multicelular del que se secuenció su genoma. Según señalan los investigadores que firman este estudio, muchos de sus 20.000 genes desempeñan las mismas funciones que los de los humanos. Por ejemplo, 2.000 genes están relacionados con las funciones musculares.

"Los gusanos nos permiten detectar cambios en el crecimiento, en el desarrollo, en su reproducción así como su respuesta a las condiciones que se dan en su entorno", explica Szewczyk.

Aunque con anterioridad a 2006 se habían realizado experimentos con gusanos en la ISS, se trata de las primeras observaciones del comportamiento reproductivo de 'Caenorhabditis elegans' en órbita terrestre de baja altura (LEO). La mayor parte de las misiones tripuladas llevadas a cabo hasta ahora, con la excepción de los vuelos de las naves 'Apollo' a la Luna, han sido en la órbita terrestre baja.

Los efectos de un viaje a Marte

En la actualidad, los esfuerzos están enfocados en preparar un viaje a Marte, un destino mucho más lejano que obligaría a los astronautas a permanecer casi dos años fuera de la Tierra. Uno de los principales retos antes de emprender una misión de esta envergadura (y que según el presidente de EEUU, Barack Obama, podría llevarse a cabo hacia 2035), es averiguar cómo proteger la salud de los astronautas de la altísima radiación y de la microgravedad a la que estarían expuestos.

A pesar de los obstáculos que hay que resolver, Nathaniel Szewczyk señala que un buen número de científicos cree que en el futuro será posible colonizar otros planetas: "Aunque parezca ciencia ficción, si la humanidad quiere evitar la extinción tenemos que buscar la manera de vivir en otros planetas. Afortunadamente, la mayor parte de las agencias espaciales mundiales están comprometidas con este objetivo común", señala el investigador.

En los próximos meses los científicos mostrarán más resultados de los experimentos con gusanos en la ISS. Por ejemplo, en breve publicarán un estudio sobre un mecanismo que permite que los músculos dañados puedan autorregenerarse.

Fuente:

El Mundo Ciencia

8 de septiembre de 2011

La ISS como plataforma para explorar el Sistema Solar

Especial: Astronomía

"¿Por qué no usamos la estación espacial internacional como una nave interplanetaria?". Esta es quizás una de las preguntas más habituales que se suele escuchar en los círculos de aficionados a la astronáutica. En realidad, la ISS nunca fue diseñada para viajar más allá de la órbita baja (LEO), así que mejor nos olvidamos de emplear la mayor estructura espacial creada por el hombre para trasladarnos por el Sistema Solar. O quizás no. Puede que después de todo sí que seamos capaces de buscarle algún uso de cara a los viajes interplanetarios.

¿Podríamos usar la ISS como astillero espacial en órbita baja? (NASA).

Tras la cancelación del Programa Constellation, la NASA lleva años buscando posibles objetivos para misiones fuera de la órbita baja que no requieran el uso de grandes naves con enormes cantidades de combustible. Eso deja fuera la superficie lunar o la marciana, pero a cambio podríamos enviar misiones tripuladas a los puntos de Lagrange, a un asteroide cercano o a la órbita de Marte.

Requisitos para alcanzar los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna (NASA/Michael Raftery).

Pese a ser objetivos modestos, este tipo de misiones requiere el uso de lanzadores enormes -y caros- similares al SLS o al desaparecido Ares V. Una forma de evitar el cuello de botella de los cohetes gigantes es utilizar la ISS para montar parte de nuestra nave interplanetaria empleando solamente cohetes de potencia media como el Protón ruso o el Atlas V norteamericano. Una vez la nave esté lista, podremos unirle un módulo de propulsión solar eléctrica con motores iónicos y ya está. El diseño más simple estudiado por la NASA requeriría solamente seis módulos con una masa total de 55 toneladas. Los elementos principales consistirían en un bloque central basado en los nodos de la ISS, un módulo hábitat -diseñado a partir de los MPLM- con víveres y sistemas de soporte vital y otro módulo de servicio con una esclusa y paneles solares. Por último se acoplaría una estación rusa de tipo DOS similar al módulo Zvezdá de la ISS. El módulo ruso aportaría sistemas redundantes, además de motores para maniobrar todo el conjunto. Acopladas a este complejo tendríamos dos naves para el transporte de tripulaciones, una Soyuz TMA y una Orión/MPCV.

Nave para el espacio cislunar montada a partir de elementos de la ISS (NASA/Skip Hatfield).

El nodo sería el primer elemento en ser lanzado y utilizaría un Atlas V con un módulo de propulsión para alcanzar la ISS (NASA/Skip Hatfield).

El módulo hábitat tendría en su interior los camarotes de la tripulación, sistemas de soporte vital y víveres (NASA/Skip Hatfield).

El módulo de servicio incluiría radiadores, paneles solares y una esclusa para acceder al espacio exterior (NASA/Skip Hatfield).

Diseño modular para la plataforma de propulsión eléctrica solar con motores iónicos encargada de sacar el conjunto de LEO (NASA/Michael Raftery).

Los módulos de diseño norteamericano se ensamblarían en la ISS usando lanzadores Atlas V. Una vez finalizada esta etapa, se acoplaría una nave Orión y el conjunto se separaría de la ISS para permitir el acoplamiento del módulo ruso. Entonces se uniría la etapa de propulsión solar eléctrica de 400 kW que habría sido lanzada previamente. Poco después, la nave pondría rumbo al espacio cislunar o a un asteroide cercano.

Los módulos norteamericanos se unen al módulo ruso en LEO (NASA/Skip Hatfield).

La etapa de propulsión eléctrica sería el último elemento en acoplarse al conjunto (NASA/Skip Hatfield).

La nave cislunar lista (NASA/Skip Hatfield).

El primer objetivo de una misión de este tipo podrían ser los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna, muy fáciles de visitar si empleamos una órbita de baja energía. Este tipo de trayectoria requiere a cambio aumentar la duración del tiempo de vuelo de forma considerable (semanas o meses en vez de días), pero podemos aprovechar esta circunstancia a nuestro favor con el fin de probar la tecnología necesaria para viajes tripulados interplanetarios, incluyendo sistemas de soporte vital avanzados y medidas activas contra la radiación. La etapa de propulsión eléctrica podría regresar a la ISS para ser cargada de combustible antes de regresar otra vez al espacio profundo para recoger a la estación cislunar (o bien se podría emplear una segunda etapa de propulsión eléctrica).

Órbitas de halo alrededor de los puntos de Lagrange Tierra-Luna (NASA/Michael Raftery).


Trayectoria para alcanzar los puntos de Lagrange EML-1 y EML-2 usando propulsión eléctrica (ESA).


Tiempo de vuelo a los puntos de Lagrange lunares usando propulsión eléctrica en función de la masa y de la potencia del sistema (ESA).

Esquema de exploración de la Luna usando la etapa eléctrica (NASA/Michael Raftery).

La ISS ya cuenta con algunos sistemas de soporte vital redundantes que podrían ser utilizados en una misión interplanetaria, como es el caso de los aparatos que generan oxígeno a partir del agua no potable (Elektron) o los que se emplean eliminar el dióxido de carbono (Vozdukh). No obstante, habría que desarrollar nuevas tecnologías menos dependientes de los suministros terrestres, además de estudiar los efectos de la microgavedad en el ser humano a largo plazo, una línea de investigación que desgraciadamente ha sido abandonada (el récord de permanencia en el espacio sigue en posesión de Valeri Poliákov después de 16 años).

Sistemas de la ISS para generar oxígeno (NASA/Michael Raftery).

Sistemas de la ISS encargados de eliminar el dióxido de carbono (NASA/Michael Raftery).

Si queremos viajar a los asteroides cercanos (NEOs) o a la órbita marciana, se podría emplear la misma tecnología como punto de partida, aunque habría que crear sistemas de propulsión más potentes y ampliar el número de módulos de nuestra nave. En este caso, debemos tener en cuenta que estamos hablando de misiones con una duración de uno a varios años.

Modelo de módulo hinchable para misiones interplanetarias (NASA/Michael Raftery).

Ejemplo de misión a un NEO de un año de duración con un módulo más grande y una etapa de propulsión eléctrica adicional (NASA/Michael Raftery).

Una hipotética misión a Marte empleando esta tecnología (NASA/Michael Raftery).

Posible calendario para este tipo de misión (NASA/Skip Hatfield).

Por supuesto, estos planes son en la actualidad una quimera, pero lo importante es que nos demos cuenta de la facilidad con la que podríamos viajar por todo el espacio cislunar utilizando tecnología que tenemos al alcance de la mano. Sin embargo, la idea de emplear la ISS como astillero orbital tiene sus inconvenientes, por supuesto. Por ejemplo, la puesta en órbita de la etapa de propulsión iónica requeriría numerosos lanzamientos de cohetes convencionales, por lo que este tipo de misión no sale "gratis" en términos energéticos, ni mucho menos. Pero nadie dijo que salir de nuestro planeta fuese una tarea fácil...

Fuente:

Eureka Blog
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