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¡Adiós Atlantis! ¡Adiós transbordadores!: la aportación de Astrium

Cuando la nave espacial Atlantis, sea lanzada desde el centro espacial de Cabo Cañaveral el próximo 8 de julio para su última misión, habrá llegado el fin a la flota de transbordadores espaciales. Porque el vuelo STS-135 será al mismo tiempo el último de un transbordador espacial.

Durante tres décadas, los vehículos orbitales de la NASA han transportado al espacio instalaciones experimentales, plataformas tecnológicas, satélites, sondas y telescopios, además del laboratorio espacial Spacelab y el módulo Columbus de la Estación Espacial Internacional (ISS), construído bajo la dirección de Astrium, el líder de las empresas espaciales europeas.

 

También en su último viaje, el Atlantis transportará muestras destinadas al laboratorio de ciencias de materiales MSL a bordo de la ISS, donde se fundirán en el horno espacial SQF construido por Astrium. Y es una patente de Astrium de Ottobrunn (Alemania), la que permitirá suficiente empuje para el lanzamiento; la patente es esencial para los motores principales del Shuttle, que fueron diseñados a mediados de los años sesenta.

1966: Una patente de propulsión

A mediados de los años sesenta, la NASA retomó con intensidad la idea de desarrollar una nave espacial recuperable para reducir los costes de transporte e impulsar la comercialización de los viajes espaciales. Ya desde entonces datan los contactos existentes de Astrium con la NASA y con el programa del transbordador espacial. El sistema de propulsión principal SSME (Space Shuttle Main Engine) fue desarrollado conjuntamente entre la antigua empresa MBB (actualmente Astrium en Ottobrunn) y Rocketdyne/ North American Aviation.

En 1966 presentaron una oferta común a la Fuerza Aérea estadounidense. El objeto del programa conjunto era demostrar el dominio de la tecnología de cámaras de combustión de cobre, provistas de canales de refrigeración fresados, adecuadas para presiones de combustión muy altas. Como propulsante optaron por una mezcla de hidrógeno y oxígeno líquidos.

El diseño y la fabricación del motor demostrador estuvieron a cargo de MBB, de acuerdo con la patente propia de la empresa (USP 3,595,025). Dado que por entonces sólo Rocketdyne disponía de bancos de prueba apropiados, los ensayos tuvieron lugar en California, en el polígono de pruebas de Rocketdyne en Santa Susana. El nombre elegido para el programa germanonorteamericano de alta presión fue BORD 1 (BOelkow/Rocketdyne Division).

Las expectativas se cumplieron sobradamente, de modo que fue posible generar presiones de 283 bar en la cámara de combustión, lo que constituye un récord mundial aún imbatido en materia de propulsantes a base de mezclas de hidrógeno y oxígeno.

Este éxito pionero fue el fundamento de la decisión de la NASA, que concedió  a Rocketdyne el contrato para el desarrollo del sistema criogénico de propulsión principal del transbordador espacial. La NASA pagó los derechos de licencia por el uso de la patente.

El 15 de marzo de 1972 se estableció de forma oficial el diseño del transbordador, que se desglosó en tres partes: vehículo orbital, depósito exterior de combustible y motor. Cinco meses más tarde arrancó la construcción.

1981: vuelo libre del SPAS

Las cuatro primeras misiones de la nave espacial Columbia en los años 1981 y 1982 sirvieron para ensayar el transbordador en el espacio. A partir de 1983 se dispuso de un segundo transbordador, el Challenger. Ya en el vuelo STS-7 (Challenger, en junio de 1983), un satélite desarrollado por Astrium, el SPAS-01, pudo volar libremente en el espacio. La abreviatura SPAS (Shuttle Pallet Satellite) ya dice por sí misma que se trataba de un diseño hecho especialmente a la medida de las necesidades del transbordador para permitir llevar cargas útiles al espacio.

Luego, en los años 1984 y 1991 siguieron las misiones SPAS-01A y SPAS-02. Entre 1993 y 1997, el programa científico alemán Astro-SPAS lanzó a órbita dos veces en cada caso una versión mejorada (STS-51, STS-66, STS-80, STS-85) con “objetivos intercambiables” ORFEUS (espectrómetro ultravioleta) y CRISTA (telescopio criogénico de infrarrojos para la atmósfera).

Desde 1983: Un laboratorio para el Espacio

Tras el éxito logrado por el SPAS-01 en junio de 1983, toda la atención de los ingenieros espaciales se centró en el lanzamiento de la nave Columbia en noviembre de 1983. En su bodega de carga transportaba por primera vez el laboratorio espacial Spacelab construido por Astrium (la anterior ERNO). Seguirían después 21 vuelos con el laboratorio espacial, el último en abril de1998, también en el transbordador Columbia (STS-90).

Del mismo modo, Astrium estuvo involucrada en vuelos espaciales tripulados con el desarrollo y construcción del sistema vital del Spacelab y una gran cantidad de dispositivos experimentales (centrifugadoras, hornos, invernaderos, instalaciones de refrigeración y de manipulación) para investigación científica en condiciones de ingravidez y microgravedad.

La puntería del IPS

Astrium desarrolló el IPS (Instrument Pointing System) para la bodega de carga de los transbordadores espaciales, una unidad de seguimiento destinada especialmente a telescopios e instalaciones de radar, La unidad servía para enfocar los aparatos situados en las plataformas hacia un punto determinado (estrella) y guiarlos durante un tiempo prolongado (STS-35; STS 51-F).

1989: De viaje por el sistema solar – La mirada puesta en el espacio profundo

También la flota de naves espaciales desempeñó un papel central en el transporte y lanzamiento de grandes satélites y de sondas interplanetarias con la participación de Astrium: la sonda de Júpiter (octubre de 1989), provista de un sistema de propulsión; la sonda solar Ulysses de la ESA (octubre de 1990) y el telescopio espacial Hubble con la cámara para objetos de luz débil FOC (abril de 1990), llegaron todos al espacio en un transbordador. Varias misiones de mantenimiento se encargaron de reparar y renovar completamente el Hubble. Los astronautas del STS-109, en marzo de 2002, trajeron la cámara FOC, que había prestado servicio durante más de diez años, de vuelta a la Tierra. Ahora, la unidad de vuelo está expuesta en el Museo Dornier, cerca del centro de Astrium de Friedrichshafen, en Alemania.

EURECA: La primera plataforma científica completamente automática de vuelo libre

En el verano de 1992, la nave Atlantis “dejó escapar” al espacio la plataforma de satélite EURECA desarrollada por Astrium. EURECA era una plataforma científica sin tripulación, de vuelo autónomo, destinada a experimentos en condiciones de ingravidez. Un año más tarde, los astronautas del vuelo STS-57 del transbordador Endeavour la recuperaron y la trajeron de nuevo a tierra.

Del radar del transbordador al TerraSAR-X

También en tres misiones de observación de la Tierra en los años 1994 y 2000 tuvo el Endeavour un papel central. Toda la bodega de carga del vehículo orbital estaba repleta de radares espaciales (Space Radar Lab) y asimismo el radar de banda X desarrollado por Astrium viajaba a bordo. Y también se encontraba, incluso repetido, en la misión SRTM (STS-99) a principios del milenio: uno en la bodega de carga y otro montado en un brazo desplegable. Estas misiones sirvieron de base para la familia de satélites de radar de Astrium, modelo TerraSAR-X, que actualmente presta servicio en órbita.

2008: Columbus y la ISS

Desde el 11 de febrero de 2008 gira en torno a la Tierra (STS-122; Atlantis) el sucesor del Spacelab: el laboratorio científico europeo Columbus. Numerosas disciplinas utilizan este laboratorio científico europeo acoplado a la Estación Espacial Internacional desde hace más de tres años para trabajos de investigación básica. Dado que fue necesario transportarlo en la bodega de carga del transbordador espacial, por sus dimensiones es similar al gran módulo de presión de su antecesor, el Spacelab. El módulo cilíndrico del Columbus tiene una longitud de 6,87 metros y un diámetro de 4,48 metros. 41 empresas europeas fabricaron los diferentes subsistemas. Después, Astrium se encargó de integrarlos para lograr un laboratorio completo y listo para funcionar. A fecha de hoy, existen ocho instalaciones multiusuario de Astrium a bordo de la ISS.

2008: ATV – proveedor de la ISS

Desde hace tres años Europa dispone de su propio vehículo automático de transporte espacial. El emocionante vuelo inaugural del ATV (Automated Transfer Vehicle), desarrollado y construido en Astrium, tuvo lugar en marzo de 2008. Este carguero espacial, lanzado en un cohete Ariane 5, puede transportar hasta 7,5 toneladas de carga útil a la órbita cercana a la Tierra. Los ATV abastecen a los astronautas y a la ISS de agua, oxígeno, víveres, ropa, combustible y objetos personales. Lo que hace especial al ATV es la aproximación a la Estación y el atraque completamente automáticos. Finalizada la era de los transbordadores espaciales, el ATV adquiere aún mayor importancia, ya que será el vehículo espacial más grande abasteciendo la ISS.

El carguero espacial ATV no sólo transporta equipamiento a la ISS, sino que permanece hasta seis meses unido a ella, controlando durante ese tiempo con sus motores la posición en órbita de la misma. Porque debido a la fricción causada por la atmósfera residual es necesario elevarla a intervalos regulares. De vez en cuando se han de efectuar maniobras para evitar colisiones con residuos espaciales.

Del SPAS-01 al vuelo de despedida de la nave Atlantis, la contribución de Astrium durante estos 30 años a las misiones de transporte de la flota espacial de la NASA ha sido substancial. Y el futuro es prometedor  con el reto aún más fascinantede cerrar el círculo en el transporte espacial. Las ideas de Astrium para continuar con la evolución del ATV están ya a punto, en apoyo a la Agencia Espacial Europea ESA, dentro del marco de las acciones coordinadas de ESA/NASA.