Kvant-1

Módulo Kvant-1 ( Mir )

Kvant-1 en 1995
Estadísticas del módulo
Nombre de la misión	Mir
Lanzamiento	31 de marzo de 1987 00:06:16 UTC LC-200/39 , Cosmódromo de Baikonur , URSS
Vehículo de lanzamiento	Protón-K
Atracado	9 de abril de 1987 00:35:58 UTC
Reentrada	23 de marzo de 2001 05:50:00 UTC
Tiempo en órbita	5106 días, 5 horas [1]
Longitud	5.3 metros
Diámetro	4,35 m [2]
Lanzamiento de masa (incluye FSM):	20.600 kg [3]
Masa del módulo	11.000 kg (en el lanzamiento) [3]
Masa FSM	9.600 kg (en el lanzamiento) [3]
Volumen habitable	40 m 3

Kvant-1 ( Ruso : Квант-1 ; Inglés : Quantum-I / 1 ) (37KE) fue el primer módulo que se adjuntó en 1987 al Módulo Mir Core , que formó el núcleo de la estación espacial soviética Mir . Permaneció unido a Mir hasta que toda la estación espacial fue desorbitada en 2001. ^[4]

El módulo Kvant-1 contenía instrumentos científicos para observaciones astrofísicas y experimentos de ciencia de materiales. Se utilizó para realizar investigaciones sobre la física de galaxias activas, quásares y estrellas de neutrones y se ubicó en una posición única para los estudios de la Supernova SN 1987A . Además, apoyó experimentos biotecnológicos en preparaciones y fracciones antivirales. Algunas adiciones a Kvant-1 durante su vida útil fueron los paneles solares y las vigas Sofora y Rapana .

El módulo Kvant-1 se basó en la nave espacial TKS y fue la primera versión experimental de una serie planificada de módulos de tipo '37K'. Los módulos 37K presentaban un módulo de propulsión tipo TKS-E, también llamado Módulo de Servicio Funcional (FSM). El sistema de control de Kvant-1 había sido desarrollado por NPO "Electropribor" ( Kharkiv , Ucrania ). ^[5]

Después de pruebas de ingeniería anteriores con las estaciones espaciales Salyut 6 y Salyut 7 (y módulos de estación espacial derivados de TKS adjuntos temporalmente como Kosmos 1267 , Kosmos 1443 y Kosmos 1686 ), se convirtió en el primer módulo de estación espacial que se adjuntó de manera semipermanente a la primera estación espacial modular en la historia de los vuelos espaciales. ^{[3] El} Kvant-1 se planeó originalmente para ser acoplado a la estación espacial Salyut 7, sin embargo, los planes evolucionaron para lanzarse a Mir , inicialmente considerado a bordo del transbordador espacial soviético Buran , que finalmente cambió a un lanzamiento a Mir por el Proton- Cohete K.

Antecedentes

Kvant-1 acoplado al módulo Mir Core , con Soyuz TM-3 acoplado a su puerto de popa.

La nave espacial Kvant representó el primer uso de un nuevo tipo de módulo de estación espacial soviética, designado 37K. El 17 de septiembre de 1979 se emitió una orden autorizando el inicio del desarrollo. El diseño básico del 37K consistía en un cilindro presurizado de 4,2 m de diámetro con un puerto de atraque en el extremo delantero. No estaba equipado con su propio sistema de propulsión. La autorización original era para un total de ocho 37K de varias configuraciones:

• Un 37KE experimental (usando un módulo FGB sobrante del ferry tripulado Chelomei TKS cancelado como remolcador) que estaría atracado en el puerto frontal de la estación espacial Salyut 7.
• Cuatro módulos 37KS para Mir. Estos serían entregados y acoplados a la estación por un nuevo remolcador FGO más liviano.
• Tres módulos de 37KB. Estos serían transportados en la bahía de carga útil del transbordador espacial Buran. Podrían permanecer unidos a la bahía o (modificados a la configuración 37KBI) acoplarse a las estaciones espaciales Mir o Mir-2 utilizando el brazo manipulador Buran.

El 37KE fue designado Kvant y estaba equipado con una carga útil de astrofísica. También utilizó la computadora de control de vuelo digital Salyut-5B y el sistema de orientación del volante Gyrodyne desarrollado para Almaz.. A medida que el módulo se acercaba a su finalización, Salyut 7 experimentó numerosos problemas técnicos y Kvant fue reorientado para un acoplamiento con Mir. Pero en ese momento se planeó que Mir estuviera en una órbita de 65 grados, y Kvant pesaba 800 kg demasiado para que el vehículo de lanzamiento de Proton lo colocara en tal órbita. En enero de 1985, la Mir se cambió a una órbita de 51,6 grados, lo que resolvió un problema. Pero ahora estaba planeado que Kvant se acoplaría al puerto trasero de Mir, requiriendo la adición de líneas para conducir el propulsor de cohetes desde la nave espacial Progress a los tanques de almacenamiento de Mir. Esto volvió a aumentar de peso, lo que obligó al FGB a tener su carga propulsora reducida al 60% en los tanques de alta presión y tanques de baja presión vacíos. Con un peso de lanzamiento total informado que varía entre 20.600 y 22.797 kilogramos (45.415 y 50.259 libras), ^{[3] [6]}Kvant-1 supuestamente era en ese momento la carga útil más pesada levantada por Proton, requiriendo modificaciones especiales especiales a su vehículo de lanzamiento. ^[6]

Descripción

Vista en corte de Kvant-1

Kvant-1 constaba de dos compartimentos de trabajo presurizados, un compartimento de experimentos sin presión y una pequeña esclusa de aire para acceder a los telescopios y cambiar y recuperar la película. También llevaba sistemas de soporte vital adicionales, incluido un generador de oxígeno Elektron y equipos para eliminar el dióxido de carbono del aire. ^[3]

El equipo científico a bordo del Kvant-1 incluyó: ^{[3] [6]}

• El conjunto de telescopios astronómicos de rayos X de Roentgen con cuatro instrumentos:
  • TTM, un espectrómetro de imágenes de máscara codificado / cámara gran angular (holandés / británico)
  • Sirene 2 , un espectrómetro proporcional de centelleo de gas (ESA)
  • HEXE, el experimento de rayos X de alta energía (alemán)
  • Pulsar X-1 , un detector de rayos X / rayos gamma (20-1300 keV)
• Glazar , un telescopio ultravioleta
• Mariya , un espectrómetro magnético
• Svetlana , una unidad de electroforesis
• y finalmente Arfa-E , instalado en el exterior del módulo en enero de 1990 para investigar la ionosfera y la magnetosfera de la Tierra.

Para permitir observaciones astronómicas, Kvant-1 llevaba, además de dos sensores de horizonte terrestre, dos sensores de estrellas y tres rastreadores de estrellas ^[6] , seis girodinas que permitían apuntar con extrema precisión todo el complejo Mir. Como las girodinas funcionaban con electricidad, también redujeron significativamente la cantidad de propulsor de control de actitud que necesitaban los propulsores de control del bloque base Mir, lo que ahorró 15 toneladas de propulsor en los dos primeros años. Sin embargo, utilizaron una gran cantidad de electricidad: el consumo medio del módulo Kvant-1 se estimó en 6,90 kW. ^{[3] [6]}

Ejecutar y acoplar

Ver también: Mir EO-2

Kvant-1 (a la izquierda) unido al remolcador orbital FSM.

Vista aislada de Kvant-1

Originalmente, Kvant-1 estaba destinado a ser lanzado y acoplado a Salyut 7 , pero los retrasos obligaron a lanzarlo a Mir. Kvant-1 no tenía ningún sistema de propulsión propio y para llegar a Mir, Kvant-1 estaba acoplado con un Módulo de Servicio Funcional (FSM), que transportaba sistemas eléctricos y de propulsión, para actuar como un remolcador espacial. El FSM se derivó de la nave espacial TKS , que luego formaría la base del Bloque de Carga Funcional de los módulos Kvant-2 , Kristall , Spektr y Priroda .

Kvant-1 y su FSM se lanzaron el 30 de marzo de 1987; en el momento del lanzamiento, la estación Mir estaba tripulada por la tripulación EO-2, que ya había atracado en el puerto frontal con la nave espacial Soyuz TM-2 . El 9 de abril, Kvant-1 logró un muelle suave con el puerto de popa en Mir. Sin embargo, el Kvant-1 no pudo lograr un acoplamiento rígido, lo que significaba que las dos naves espaciales solo estaban conectadas débilmente; en esta configuración, Mir no podía orientarse o de lo contrario se producirían daños.

La tripulación del EO-2 realizó un EVA de emergencia el 11 de abril para investigar el problema. La tripulación encontró un pedazo de escombros, probablemente una bolsa de basura, que fue dejado por Progress 28. Después de retirarlo, Kvant-1 finalmente pudo lograr un acoplamiento duro con la estación el mismo día. El Kvant-FSM, que contenía la propulsión ahora innecesaria del módulo Kvant-1, finalmente fue descartado el 12 de abril, revelando el puerto de acoplamiento trasero del Kvant-1. ^[3]

Operación inicial

Después de lograr finalmente el acoplamiento duro y el abandono del Kvant-FSM, se llevaron a cabo pruebas de los sistemas a bordo del Kvant-1 hasta finales de abril. El mes de mayo se dedicó a preparar la extensión de la energía eléctrica con actividades que requerían poca electricidad, como experimentos médicos y fotografía de recursos terrestres; la energía eléctrica adicional muy necesaria permitiría experimentos como el horno Korund 1-M, que se utilizó para realizar derretimientos duraderos. varios días y alimentan las girodinas de Kvant-1, necesarias para las observaciones astronómicas. Para ello, Kvant había llevado paneles solares almacenados, que se unieron al bloque de base Mir durante un EVA el 12 de junio. ^[3]

Con la finalización de las pruebas de Kvant-1, la instalación de paneles solares adicionales y la disponibilidad de las girodinas de Kvant, se logró un paso importante en la construcción de la estación espacial Mir. El telescopio de rayos X a bordo del Kvant-1 podría comenzar con una explosión: estaba en una ubicación única para estudiar la Supernova SN 1987A en la Gran Nube de Magallanes, el pico de su luz que alcanzó la Tierra en mayo de 1987. Los cosmonautas a bordo de Mir pudieron examinar la estrella en explosión durante 115 sesiones entre junio y septiembre de 1987. ^[3]

Modificaciones posteriores

En enero de 1991, se instalaron estructuras de soporte diseñadas para contener paneles solares en Kvant-1. En julio de 1991, la tripulación construyó la viga Sofora durante cuatro EVA. La viga Sofora fue diseñada para probar nuevas técnicas de construcción, montar una unidad de propulsión y actuar como un lugar para realizar experimentos fuera de la estación. En septiembre de 1992, la tripulación instaló la unidad de propulsión VDU en el extremo de la viga Sofora. Fue entregado antes por Progress M-14 . El VDU fue diseñado para aumentar la capacidad de control de actitud de la estación. La unidad de propulsión VDU de entonces seis años fue finalmente reemplazada en abril de 1998 por una nueva que fue entregada por Progress M-38.

En septiembre de 1993, se construyó la viga Rapana en Kvant-1 durante dos EVA. La viga Rapana fue diseñada para probar experimentos de ensamblaje de vigas para una posible estación espacial Mir 2. Posteriormente también se llevaron a cabo experimentos externos en la viga Rapana. En junio de 1996, la viga Rapana se amplió durante una EVA.

El 22 de mayo de 1995, uno de los paneles solares de Kristall se volvió a desplegar en Kvant-1. Durante mayo de 1996, la matriz solar cooperativa Mir, que se entregó con el módulo de acoplamiento Mir , se implementó en Kvant-1. En noviembre de 1997, se desechó el antiguo panel solar de Kristall que estaba conectado al Kvant-1 y en su lugar se colocó el panel solar ruso, que también se entregó con el módulo de acoplamiento.

1997 fuego

El 23 de febrero de 1997, un recipiente de oxígeno de combustible sólido de respaldo se incendió en el módulo Kvant-1. ^[7] El fuego arrojó metal fundido y la tripulación estaba preocupada de que pudiera derretirse a través del casco de la estación espacial. ^{[8] El} humo llenó la estación y la tripulación se puso respiradores para continuar respirando, aunque algunos respiradores estaban defectuosos y no suministraban oxígeno. Después de arder durante catorce minutos y utilizar tres extintores, el fuego se extinguió. ^{[8] [9]} El humo permaneció espeso durante cuarenta y cinco minutos después de que se extinguió el fuego. Después de que los respiradores se quedaron sin oxígeno y el humo comenzó a disiparse, la tripulación cambió a usar máscaras con filtro. ^{[8] [10]}

Referencias

1. Anikeev, Alexander . "Módulo" Kvant "de la estación orbital" Mir " " . Astronáutica tripulada. Archivado desde el original el 16 de febrero de 2007 . Consultado el 16 de abril de 2007 .
2. Zak, Anatoly . "Nave espacial: tripulada: Mir: módulo Kvant-1" . RussianSpaceweb.com . Consultado el 16 de abril de 2007 .
3. D.SFPortree (1995). "Herencia de hardware Mir" (PDF) . NASA . Archivado desde el original (PDF) el 3 de agosto de 2009 . Consultado el 15 de noviembre de 2010 .
4. "Barco de transporte TKS 11F72" . RussianSpaceWeb.com. Archivado desde el original el 17 de agosto de 2012 . Consultado el 30 de agosto de 2012 .
5. Krivonosov, Khartron: Computadoras para sistemas de guía de cohetes
6. "Kvant" . Enciclopedia Astronautica . Archivado desde el original el 15 de octubre de 2008 . Consultado el 28 de agosto de 2012 .
7. https://sma.nasa.gov/docs/default-source/safety-messages/safetymessage-2011-11-07-spacestationmironboardfire-vits.pdf?sfvrsn=a3ae1ef8_4 . Consultado el 14 de diciembre de 2020
8. Jerry Linenger (1 de enero de 2001). Fuera del planeta: sobrevivir a cinco peligrosos meses a bordo de la estación espacial Mir . Nueva York, Estados Unidos: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-137230-5.
9. Kerry Ellis - Soporte vital internacional - Revista Ask
10. David Harland (30 de noviembre de 2004). La historia de la estación espacial Mir . Nueva York: Springer-Verlag New York Inc. ISBN 978-0-387-23011-5.

Enlaces externos

• Web espacial rusa
• Enciclopedia Astronautica
• Página del espacio de Gunter: información sobre Kvant-1