Columbus es un laboratorio científico que forma parte de la Estación Espacial Internacional (ISS) y es la mayor contribución individual a la ISS realizada por la Agencia Espacial Europea (ESA).
Al igual que los módulos Armonía y Tranquilidad , el laboratorio Columbus fue construido en Turín , Italia por Thales Alenia Space . El equipo funcional y el software del laboratorio fue diseñado por EADS en Bremen , Alemania . También se integró en Bremen antes de volar al Centro Espacial Kennedy (KSC) en Florida en un Airbus Beluga . Fue lanzado a bordo del transbordador espacial Atlantis el 7 de febrero de 2008 en el vuelo STS-122 . Está diseñado para diez años de funcionamiento. El módulo está controlado por el Centro de Control de Columbus , ubicado en el Centro de Operaciones Espaciales Alemán , parte del Centro Aeroespacial Alemán en Oberpfaffenhofen cerca de Munich , Alemania.
La Agencia Espacial Europea ha gastado € 1,4 mil millones (alrededor de US $ 2 mil millones) en la construcción de Columbus , incluyendo los experimentos que desarrolla y la infraestructura de control en tierra necesarios para su funcionamiento. [1]
Descripción
El laboratorio es un módulo cilíndrico, fabricado en acero inoxidable, kevlar y aluminio endurecido, con dos conos terminales. Tiene 4,477 m (14 pies 8,3 pulg.) De diámetro externo y 6,871 m (22 pies 6,5 pulg.) De longitud total, sin incluir los bastidores de experimentos externos que sobresalen. Su forma es muy similar a la de los Módulos Logísticos de Propósitos Múltiples (MPLM), ya que ambos fueron diseñados para caber en la bodega de carga de un transbordador espacial orbitador . El cono del extremo de estribor contiene la mayoría de las computadoras de a bordo del laboratorio. El cono del extremo del puerto contiene el mecanismo de atraque común .
Construcción
La ESA eligió a EADS Astrium Space Transportation como contratista principal para la fabricación de Columbus . El módulo fue probado en el Centro Europeo de Tecnología e Investigación Espacial . La estructura de vuelo de Columbus , el sistema de protección de micro-meteoritos, el control térmico activo y pasivo, el control ambiental, el arnés y todo el equipo de apoyo en tierra relacionado fueron diseñados y calificados por Alcatel Alenia Space en Turín , Italia , según lo definido por el PICA - Principio (para obtener una definición, consulte la historia a continuación); el hardware relacionado fue preintegrado y enviado como PICA en septiembre de 2001 a Bremen. El laboratorio fue construido y calificado a nivel de sistema en las instalaciones de EADS Astrium Space Transportation en Bremen , Alemania. [2]
Lanzamiento, atraque y equipamiento
En noviembre de 2007, Columbus se trasladó fuera de la instalación de procesamiento de la estación espacial KSC y se instaló en la bahía de carga útil del orbitador Atlantis para su lanzamiento en el vuelo de montaje de la ISS 1E ( STS-122 ). [3] [4]
Retrasos en el lanzamiento de STS-122
Durante el llenado criogénico del tanque externo del transbordador espacial (ET) con hidrógeno líquido y oxígeno líquido antes del primer intento de lanzamiento el 6 de diciembre de 2007, dos de los cuatro sensores LH2 ECO fallaron una prueba. Las reglas de la misión exigían que al menos tres de los cuatro sensores estuvieran en condiciones de funcionamiento para que se realizara un intento de lanzamiento. Como resultado de la falla, el director de lanzamiento, Doug Lyons, pospuso el lanzamiento, inicialmente durante 24 horas. Más tarde, esto se modificó con una demora de 72 horas, lo que resultó en un próximo intento de lanzamiento programado para el domingo 9 de diciembre de 2007. Este intento de lanzamiento se eliminó cuando uno de los sensores ECO volvió a fallar durante el repostaje.
El conector externo de los sensores ECO se cambió en el tanque externo del transbordador espacial, lo que provocó un retraso de dos meses en el lanzamiento. Columbus finalmente se lanzó con éxito en el tercer intento a las 2:45 pm EST, 7 de febrero de 2008. [5]
Atraque
Una vez en la estación, Canadarm2 sacó a Columbus de la bahía de carga del transbordador atracado y lo conectó a la escotilla de estribor de Harmony (también conocida como Nodo 2), con el cilindro apuntando hacia afuera el 11 de febrero de 2008. [6]
Actividades de investigación y cargas útiles
Las actividades en el laboratorio son controladas en tierra por el Centro de Control de Columbus (en DLR Oberpfaffenhofen en Alemania) y por los Centros de Operaciones de Soporte al Usuario asociados en toda Europa.
El laboratorio puede acomodar diez racks de carga útil estándar internacional (ISPR) activos para cargas útiles científicas. Los acuerdos con la NASA asignan a la ESA el 51% del uso del Laboratorio Columbus . [7] Por tanto, a la ESA se le asignan cinco ubicaciones de rack activas, y las otras cinco se asignan a la NASA. Cuatro ubicaciones de estanterías activas están en el lado delantero de la plataforma, cuatro en el lado de popa y dos están en ubicaciones superiores. Tres de los estantes de la cubierta están llenos de sistemas de enfriamiento y soporte vital. La rejilla de cubierta restante y las dos rejillas superiores restantes son rejillas de almacenamiento.
Además, se pueden conectar cuatro plataformas de carga útil sin presión fuera del cono de estribor, en la instalación de carga útil externa de Columbus (CEPF). [8] Cada carga útil externa está montada en un adaptador capaz de acomodar pequeños instrumentos y experimentos por un total de hasta 230 kilogramos (507 libras). [9]
Los siguientes ISPR europeos se instalaron inicialmente dentro de Columbus :
- Laboratorio de ciencia de fluidos (FSL)
- Módulos europeos de fisiología (EPM)
- Biolab
- Estante de cajón europeo (EDR)
- Estante de estiba europeo [10]
Las primeras cargas útiles externas fueron montadas en Columbus por miembros de la tripulación de la misión STS-122. Las tres cargas útiles montadas son:
- La plataforma European Technology Exposure Facility (EuTEF), que admite nueve instrumentos: TRIBOLAB, PLEGPAY, MEDET, EUFIDE, DEBIE-2, FIPEX, EUTEMP, EXPOSE, DOSTEL y Earth Viewing Camera. [11]
- Observatorio de Monitoreo Solar (SOLAR)
- MISSE-6 (carga útil de la NASA)
Cargas útiles externas adicionales planificadas:
- Conjunto de reloj atómico en el espacio (ACES)
- EXPORTAR
- Monitor de interacción atmósfera-espacio (ASIM)
- Terminal de comunicaciones por satélite europeo de retransmisión de datos (EDRS), banda Ka [12]
Ver también:
- Transportista europeo (ISS Facility) (ETC)
- Columbus - Instalación de carga útil externa (Columbus-EPF)
- Instalación de Bartolomeo
En 2014 se instaló el instrumento ISS-RapidScat , que estuvo en funcionamiento hasta finales de 2016. [13] ISS-RapidScat fue transportado a ISS por el vuelo espacial SpaceX CRS-4 . [14]
Historia
Columbus se planeó originalmente como parte del programa Columbus, un programa de la ESA para desarrollar una estación espacial autónoma con tripulación que podría usarse para una variedad de experimentos de microgravedad. El programa se ejecutó de 1986 a 1991 e incluyó tres componentes: un elemento de vuelo libre atendido por el hombre (MTFF) atendido por el transbordador Hermes , un módulo presurizado adjunto (APM) y una plataforma polar ( PPF ). Después de varios recortes presupuestarios y la cancelación del transbordador Hermes, todo lo que quedó en el programa Columbus fue el APM, finalmente rebautizado como Columbus .
Cuando solo quedaba la APM en el programa, no había suficientes tareas para los dos principales contribuyentes, Alemania e Italia, representados por MBB - ERNO y Alenia respectivamente. Como compromiso, se inventó el principio PICA (Pre Integrated Columbus APM), lo que significa una responsabilidad dividida en la que Alenia, como coprimaria, es responsable de la configuración general de Columbus, los sistemas mecánicos y térmicos / de soporte vital, HFE y diseño / fabricación de arneses, mientras que EADS Astrium Space Transportation es responsable del diseño general de Columbus y de todos los sistemas de aviónica, incluido el diseño y el software de los arneses eléctricos. [15] Se consideró que separar la responsabilidad de la ingeniería de sistemas y el diseño del cableado en contratos separados de precio fijo no era ventajoso con respecto a la eficiencia y la rápida toma de decisiones, ya que los razonamientos financieros predominaron en la última fase de desarrollo y verificación.
La estructura utilizada para Columbus se basa en el módulo MPLM construido para la NASA por Thales Alenia Space. En 2000, el contratista coprimero Alenia entregó el módulo preintegrado (estructura que incluye arnés y tubos) a Bremen en Alemania. La integración final y las pruebas del sistema fueron realizadas por el contratista principal general EADS Astrium Space Transportation, después de que se integró la carga útil inicial y se verificó el complemento general. [ cita requerida ]
El 27 de mayo de 2006, Columbus fue trasladado desde Bremen , Alemania al Centro Espacial Kennedy a bordo de un Airbus Beluga.
El cronograma final fue mucho más largo de lo planeado originalmente debido a problemas de desarrollo (varios causados por la compleja división de responsabilidades entre el contratista principal y el contratista principal general) y los cambios de diseño introducidos por la ESA, pero siendo asequibles debido a los problemas del transbordador que retrasaron el lanzamiento del Columbus. por muchos años. El principal cambio de diseño fue la incorporación de la instalación de carga útil externa (EPF), impulsada por las diferentes organizaciones europeas de carga útil que estaban más interesadas en el espacio exterior que en los experimentos internos. También se estudió la adición de un terminal para comunicaciones directas desde / hacia tierra, que podría haber sido utilizado también como respaldo para el sistema ISS , pero no se implementó por razones de costo. [ cita requerida ]
Especificaciones
- Longitud: 7 m (23 pies)
- Diámetro: 4,5 m (15 pies)
- Masa total: 10,300 kg (22,708 lb)
- Masa de carga útil total 2500 kg (5512 lb)
- Masa total en órbita 12,800 kg (28,219 lb)
- Detalles de construcción:
- Espesor de pared 4 mm [16]
- conos extremos soldados [16]
- materiales: acero inoxidable, kevlar, aluminio [ cita requerida ]
Referencias
- ^ Harwood, William (11 de febrero de 2008). "El brazo de la estación saca el módulo Columbus del compartimento de carga" . Spaceflightnow.com . Archivado desde el original el 7 de mayo de 2016 . Consultado el 7 de agosto de 2009 .
- ^ "Puesto avanzado orbital Columbus construido por Airbus en Europa: 10 años en el espacio" . Airbus . Archivado desde el original el 22 de octubre de 2020 . Consultado el 6 de mayo de 2020 .
- ^ "Misión del transbordador espacial STS-122: el viaje de Colón" . NASA . Archivado desde el original el 26 de julio de 2011 . Consultado el 13 de noviembre de 2007 .
- ^ "Lanzamiento del transbordador ahora dirigido al 2 de enero" . Diciembre de 2007. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 10 de diciembre de 2007 .
- ^ NASA (2007). "NASA pospone el lanzamiento del transbordador espacial Atlantis; apunta para el viernes" . NASA. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 7 de diciembre de 2007 .
- ^ "Animación de instalación de Nodo 2, Columbus, Módulo de Experimento Japonés y Manipulador de Destreza de Propósito Especial (SPDM)" . NASA. 2007-01-26. Archivado desde el original el 21 de abril de 2019 . Consultado el 28 de enero de 2007 .
- ^ Giuseppe Reibaldi; et al. (Mayo de 2005). "Las cargas útiles de la ESA para Columbus: un puente entre la ISS y la exploración" (PDF) . ESA . Archivado (PDF) desde el original el 1 de febrero de 2020 . Consultado el 27 de enero de 2007 .
- ^ "Utilización de ISS: SOLAR y EuTEF - cargas útiles externas en el laboratorio de Columbus" . eoPortal. Archivado desde el original el 26 de julio de 2011.
- ^ Steve Feltham y Giacinto Gianfiglio (marzo de 2002). "Cargas útiles externas ISS de la ESA" (PDF) . ESA . Archivado (PDF) desde el original el 1 de febrero de 2020 . Consultado el 7 de febrero de 2007 .
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 18 de febrero de 2013 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "EUTEF - European Technology Exposure Facility" . Espacio Carlo Gavazzi. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007.
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 22 de octubre de 2020 . Consultado el 2 de junio de 2020 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2018 . Consultado el 21 de diciembre de 2016 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2018 . Consultado el 21 de diciembre de 2016 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ MBB-ERNO pasó a llamarse Deutsche Aerospace, luego Daimler-Benz Aerospace, luego DaimlerChrysler Aerospace, luego Astrium, luego EADS SPACE Transportation y finalmente EADS Astrium Space Transportation.
- ^ a b "Un nuevo laboratorio científico europeo en órbita terrestre" (PDF) . Octubre de 2007.
enlaces externos
- ESA: Laboratorio Columbus
- ESA: Especificaciones técnicas del Laboratorio Columbus
- ESA: Se completa la estructura de Columbus
- "Un nuevo laboratorio científico europeo en órbita terrestre" (PDF) . Octubre de 2007.