Lanzamiento de la Soyuz TMA-13M

mayo 29, 2014

Lanzamiento de la Soyuz TMA-13M

Ya tenemos otros tres cosmonautas a bordo de la estación espacial inetrnacional (ISS). El 28 de mayo a las 19:57 UTC despegó un cohete Soyuz-FG desde la Rampa Número 5 (PU-5 o 17P32-5, Gagarinski Start o ‘Rampa de Gagarin’) del Área 1 del Cosmódromo de Baikonur con la nave Soyuz TMA-13M (1F732A47 Nº 713, también conocida como 39S según la NASA). La tripulación estaba formada por Maksim Surayev (Roscosmos), Reid Wiseman (NASA) y Alexander Gerst (Alemania/ESA). La órbita inicial fue de 200,68 x 243,37 kilómetros y 51,65º de inclinación.

La Soyuz TMA-13M acoplada a la ISS (NASA).

Después de cuatro órbitas y 5 horas y 45 minutos, la Soyuz TMA-13M, con un peso al lanzamiento de 7220 kg, se acopló con el módulo Rassvet del segmento ruso de la ISS a las 01:44 UTC del 29 de mayo. Tras abrir las escotillas a las 03:52 UTC, los tres pasaron al interior del laboratorio orbital como miembros de la Expedición 40 de la ISS junto con Aleksandr Skvortsov, Oleg Artemyev y Steve Swanson. Por su parte, Alexander Gerst llevará a cabo la misión Blue Dot de la agencia europea del espacio (ESA). Surayev, Wiseman y Gerst permanecerán 167 días en el espacio. Durante su estancia supervisarán el acoplamiento de las naves Cygnus Orb-2 (20 de junio), la Progress M-24M (24 de julio), el ATV-5 Georges Lemaître (12 de agosto), Soyuz TMA-14M (25 de septiembre), Dragon SpX-4 (septiembre), Cygnus Orb-3 (3 de octubre) y Progress M-25M (29 de octubre).

Además Reid Wiseman y Alexander Gerst realizarán dos actividades extravehiculares (EVA-28 y 29) desde el segmento norteamericano en agosto. Previamente, Wiseman llevará a cabo la EVA-27 junto con Swanson. En octubre Surayev y Samokutyaev saldrán al espacio desde el segmento ruso en la EVA-40. El 11 de septiembre Swanson, Skvortsov y Artemyev regresarán a la Tierra a bordo de la Soyuz TMA-12M y Surayev pasará a ser el comandante de la nueva Expedición 41.

Soyuz-TMA-13M-Mission-Patch — Emblema de la Soyuz TMA-13M (Roscosmos).

223 — La tripulación delante de El Pescador de Baikonur (NASA).

El indicativo en radio de la tripulación era Cefeo. El logo de la Soyuz TMA-13M era un homenaje a la famosa escultura ‘Ingravidez’ (o ‘El pescador’) situada a la entrada de Baikonur. El ‘indicador de aceleración’ de la misión era una pequeña jirafa de peluche propiedad de la hija de Wiseman. La tripulación de reserva estaba formada por Anton Shkaplerov (Roscosmos), Terry Virts (NASA) y Samantha Cristoforetti (Italia/ESA), que volarán en la Soyuz TMA-15M el próximo 24 de noviembre.

Blue_Dot_mission_logo — Emblema de la misión Blue Dot de la ESA (ESA).

ISS_Expedition_40_Patch — Emblema de la Expedición 40 a la ISS (NASA).

Tripulación:

Maksim Víktorovich Surayev / Максим Викторович Сураев (24 de mayo de 1972, 42 años): comandante de la Soyuz TMA-13M, ingeniero de vuelo de la Expedición 40 y comandante de la Expedición 41. En 1994 se graduó de la academia de pilotos de la fuerza aérea rusa de Kacha y en 1997 hizo lo propio en la famosa Academia de Zhukovsky. Tiene más de 700 horas de vuelo en aviones del tipo L-39 o Sujói Su-27 y ha efectuado más de cien saltos en paracaídas. En 1997 fue nombrado candidato a cosmonauta y comenzó su entrenamiento en el centro de entrenamiento TsPK Yuri Gagarin. En 1999 se graduó del TsPK y participó en varias misiones de reserva. El 30 de septimbre de 2009 partió al espacio en la Soyuz TMA-19 y permaneció 169 días a bordo de la ISS. También realizó un paseo espacial de 5 horas y 44 minutos. Ha sido nombrado Héroe de la Federación Rusa y éste es su segundo vuelo espacial.

Gregory Reid Wiseman (11 de noviembre de 1975, 38 años): ingeniero de vuelo de la Soyuz TMA-13M y de las Expediciones 40 y 41. En 1997 se graduó como ingeniero informático en el Rensselaer Polytechnic Institute de Nueva York. Ese mismo año ingresó en la armada de los EEUU y en 1999 se graduó como aviador en la academia de la US Navy en Pensacola. Tras participar en la Guerra de Irak, en 2004 se graduó como piloto de pruebas. Ha pilotado todo tipo de aeronaves, como el F-14 Tomcat, el F/A-18F Super Hornet o el F-35 Lightning II. En agosto de 2009 fue seleccionado candidato a cosmonauta de la NASA y finalizó su entrenamiento en 2011. Ésta es su primera misión espacial.

Alexander Gerst (3 de mayo de 1976, 38 años): ingeniero de vuelo de la Soyuz TMA-13M y de las Expediciones 40 y 41. En 2003 obtuvo el título de geofísico en la Universidad de Karlsruhe y un máster en ciencias de la Tierra por la Universidad de Wellington, Nueva Zelanda. En 2010 se doctoró en ciencias naturales por la Universidad de Hamburgo. En mayo de 2009 fue seleccionado como candidato a astronauta de la ESA. Ésta será su primera misión espacial.

Soyuz TMA-13M (Ficha del vuelo) — Tripulación de la Soyuz TMA-13M (www.sputnik87.wordpress.com).

Nave Soyuz

La Soyuz TMA es una nave de unos 7200 kg y una longitud de 7,48 metros, con un diámetro máximo de 2,72 metros y una envergadura con los paneles desplegados de 10,7 metros. Tiene capacidad para tres cosmonautas y posee un volumen habitable de nueve metros cúbicos.

IM 2011-11-14 a las 00.56.37 — Nave Soyuz TMA (ESA).

La nave está dividida en tres módulos:

Módulo orbital o de vivienda (BO, Бытовой Отсек): tiene una masa de 1300 kg y unas dimensiones de 2,98 x 2,26 metros, con un volumen habitable de 5 metros cúbicos. Tiene una única ventanilla frontal que antes se empleaba durante los acoplamientos. Dispone de dos escotillas, una lateral que se emplea en la rampa de lanzamiento para el acceso de la tripulación a la nave y otra frontal de 80 cm. Está conectado al SA mediante 12 pernos explosivos. Sobre esta escotilla frontal está instalado el sistema de acoplamiento desmontable. La escotilla está rodeada por un anillo de acoplamiento con conexiones eléctricas e hidráulicas con la ISS. En su interior se almacenan los víveres para los dos días de viaje hasta la ISS, además de contar con sistemas de soporte vital similares a los del SA. En el exterior del BO se localizan las antenas de radar del sistema de acoplamiento automático Kurs.

Módulo de descenso (SA, Спускаемый Аппарат): tiene una masa de 2900 kg y unas dimensiones de 2,24 x 2,17 metros, con un volumen habitable de 3,5 metros cúbicos. En su interior pueden viajar hasta un máximo de tres cosmonautas durante el lanzamiento y la reentrada. Está dotado de un escudo térmico de ablación que se separa antes del aterrizaje y es la única parte de la nave que regresa a al Tierra. Se conecta con el BO mediante una escotilla de 80 centímetros de diámetro. Dispone de dos ventanillas y un periscopio para facilitar las maniobras de acoplamiento. Para poder maniobrar durante la reentrada y reducir la deceleración, dispone de ocho pequeños propulsores de 10 kgf de peróxido de hidrógeno. Tiene dos paracaídas, uno principal y otro de reserva, cada uno de ellos compuesto a su vez por cuatro cúpulas (dos paracaídas pilotos, uno de frenado y otro principal). En su base hay seis pequeños cohetes de combustible sólido (DMP) que frenan el descenso. Es capaz de amerizar en caso de emergencia.

Módulo de servicio o de propulsión (PAO, Приборно-Агрегатный Отсек):tiene unas dimensiones de 2,26 x 2,15 metros y 2600 kg. A su vez está dividido en tres partes. Primero tenemos el módulo intermedio o PKhO (переходной отсек, ПхО), una sección no presurizada que une el PAO con el SA por 10 puntos (cinco con pernos explosivos) y donde se encuentran algunos motores de maniobra. Una sección de instrumentación presurizada, PO (приборный отсек, ПО) donde se encuentra la aviónica de la nave, incluyendo el ordenador central. Por último está la sección de propulsión (AO, агрегатный отсек) donde se encuentran los tanques de combustible hipergólico (900 kg de UDMH y tetróxido de nitrógeno), el motor principal, las baterías, los paneles solares (con un área de 10 m² y una envergadura de 10,6 m) y el radiador de 8 m². El motor principal es parte del sistema SKD, que a su vez pertenece al sistema KTDU (o KDU, Комбинированная Двигательная Установка, КДУ, “Instalación Propulsora Combinada”). El motor recibe la denominación de KTDU-80 y tiene un empuje de 316 kgf. Este motor se puede encender un total de 40 veces con una Delta-V total de 390 m/s. Además del KTDU, el PAO incluye 16 motores DPO-B de 13,3 kgf y 12 DPO-M de 2,7 kgf para control de actitud del vehículo.

Soyuz1 — Partes de una Soyuz TMA (RKK Energía).

soyuz-tma_2 — Módulos de la Soyuz (Roscosmos).

IM 2012-05-15 a las 20.18.03 — Traje Sokol-KV2 (RKK Energía).

Secuencia del lanzamiento de un cohete Soyuz-FG:

El cohete Soyuz-FG (11A511U-FG) es un cohete de tres etapas basado en el Soyuz-U y fabricado por TsSKB Progress en la ciudad de Samara. Esta versión del mítico Semyorka fue introducido en 2001. Tiene unas dimensiones de 49,5 x 10,3 m, una masa al lanzamiento de 305 t y una capacidad en LEO (200 km) de 7,13 toneladas. Quema queroseno (RP-1) y oxígeno líquido en todas sus etapas.

La primera etapa está formada por cuatro bloques aceleradores (Bloques B, V, G y D) de 19,6 x 2,68 m y 43,4 toneladas al lanzamiento que cuentan con motores de cuatro cámaras y dos vernier RD-107A (14D22, derivados de los RD-107). Cada RD-107A tiene un empuje de 838,5-1021,3 kN y un impulso específico de 263,3-320,2 s. La primera etapa funciona durante 118 s.

La segunda etapa o etapa central (Bloque A), de 27,1 x 2,95 m y 99,5 toneladas al lanzamiento, emplea un RD-108A (14D21, derivado del RD-108) con cuatro vernier. Este motor tiene un empuje de 792,48-990,18 kN y un Isp de 257,7-320,6 s. Funciona durante 288 s. La primera y la segunda etapa reciben la designación conjunta de 11S59.

La tercera etapa (Bloque I), de 6,7 x 2,66 m y 25,3 t, usa un RD-0110, con un empuje de 297,93 kN y 326 s de Isp. Funciona durante 250 s.

soyuz-fg — Cohete Soyuz-FG (Paco Arnau).

Fases del lanzamiento:

T-6 horas: se instalan las baterías del cohete.
T-5:30 h: la comisión estatal autoriza el lanzamiento.
T-5:15 h: la tripulación llega al edificio MIK-KA (Área 254).
T-5 h: comienza la carga de queroseno en el Soyuz FG.
T-4:20 h: la tripulación comienza a vestirse con las escafandras Sokol KV2.
T-4 h: comienza la carga de oxígeno líquido en el cohete.
T-3:10 h: la tripulación es autorizada al lanzamiento por la comisión estatal en una ceremonia fuera del MIK-KA. T-3:05 h: la tripulación se traslada a la rampa de lanzamiento.
T-3 h: finalización de la carga de propergoles en el cohete.
T-2:35 h: la tripulación llega a la rampa.
T-2:30 h: la tripulación se introduce en la Soyuz a través del módulo orbital (BO).
T-2 h: la tripulación está ya sentada en el interior de la cápsula (SA). Se retira la tapa del filtro de hidróxido de litio para eliminar el dióxido de carbono. Se cierran las escotillas del BO y el SA.
T-1:45: pruebas de los equipos del SA. Comienza la ventilación de los trajes Sokol.
T-1:30 h: se comprueba la hermetización del módulo orbital de la Soyuz.
T-1 h: se activan los giróscopos del cohete.
T-45 minutos: se retiran las dos estructuras de servicio principales.
T-40 m: finalizan los chequeos de los sistemas de la nave. Se comprueba la presurización de los trajes Sokol.
T-30 m: se arma la torre de escape.
T-25 m: las torres de servicio completamente bajadas.
T-15 m: finaliza la comprobación de presurización de los trajes.
T-10 m: los giróscopos están listos. La tripulación activa los grabadores de vuelo.
T-7 m: finalización de las operaciones anteriores al lanzamiento.
T-6:15 m: se da la orden de listos para el lanzamiento y se activan los sistemas automáticos para el despegue.
T-6 m: todas las instalaciones están listas para el lanzamiento.
T-5:30 m: separación de las conexiones eléctricas e hidráulicas de la Soyuz (Сброс ШО объекта).
T-5 m: los sistemas del cohete y la nave pasan a control interno. Se activan los controles del comandante y la tripulación cierra los visores de los cascos. Se introduce la llave de lanzamiento en el búnker: orden kliuch na start (Ключ на старт). Comienza la secuencia automática de lanzamiento.
T-4:10 m: comienzo de la telemetría del cohete. Orden Protyazhka 1 (Протяжка 1).
T-4 m: se purga con nitrógeno las cámaras de combustión de la primera y segunda etapa del cohete (para evitar explosiones). Orden Produvka (Продувка).
T-3:15 m: purga con nitrógeno de los motores completada.
T-3:10 m: comienzo de la emisión de la telemetría de la Soyuz. Orden Protyazhka 2 (Протяжка 2).
T-2:30 m: comienza la presurización con nitrógeno de los tanques de combustible.
T-2:15 m: se cierran las válvulas de seguridad de los tanques de propergoles. Se finaliza el llenado de oxígeno líquido y nitrógeno. Orden Kliuch na drenazh (Ключ на дренаж).
T-1:25 m: los tanques se encuentran presurizados. Orden Nadduv (Наддув).
T-1 m: el cohete pasa a alimentarse de sus baterías y se separa la primera torre de umbilicales eléctricos e hidráulicos de la primera etapa. Orden Zemlyá-bort (Земля-борт).
T-40 s: se separa la torre de los umbilicales eléctricos de la tercera etapa.
T-20 s: se encienden todos los motores del cohete. Orden Pusk (Пуск, “lanzamiento”).
T-15 s: se separa la segunda torre de umbilicales conectados a la primera etapa.
T-10 s: las turbobombas de los motores giran a la máxima velocidad.
T-5 s: los motores de la primera etapa a máxima potencia.
T-0 s: se retiran las cuatro torres principales del “tulipán” que mantienen al cohete en su posición. Orden Kontakt Podyoma (Контакт подъёма).

Despegue

T+20 s: comienza la maniobra de cabeceo del cohete a 800 m de altura.
T+65 s: máxima presión dinámica (Q max), 11,1 km de altura y 455 m/s.
T+1:53,38 m: separación de la torre de escape.
T+1:57,8 m: separación de los cuatro bloques de la primera etapa (“cruz de Korolyov”). 41,5 km y 1560 m/s.
T+2:37,48 m: separación de la cofia.
T+4:47,30 m: separación de la segunda etapa a 170 km de altura y 21600 km/h.
T+4:57,05 m: separación de la sección trasera de la tercera etapa.
T+8:44,96 m: apagado de la tercera etapa.
T+8:48,26 m: separación de la Soyuz. Despliegue de las antenas y paneles solares. Traslado del control de la misión al TsUP, en la ciudad de Korolyov (afueras de Moscú).