De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Simulador de flotabilidad neutra
Tanque de simulador de flotabilidad neutral desde el exterior.jpg
Neutral Buoyancy Simulator se encuentra en Alabama
Simulador de flotabilidad neutra
Neutral Buoyancy Simulator se encuentra en los Estados Unidos
Simulador de flotabilidad neutra
LocalizaciónHuntsville , Alabama
Coordenadas34 ° 39′11 ″ N 86 ° 40′39 ″ W / 34,65306 ° N 86,67750 ° W / 34.65306; -86.67750 Coordenadas: 34 ° 39′11 ″ N 86 ° 40′39 ″ W  / 34,65306 ° N 86,67750 ° W / 34.65306; -86.67750
Construido1968
ArquitectoNASA
NRHP referencia  No.85002807
Fechas significativas
Agregado a NRHP3 de octubre de 1985 [1]
NHL designado3 de octubre de 1985 [2]

El simulador de flotabilidad neutral era una piscina de flotabilidad neutral ubicada en el Centro de Vuelo Espacial George C. Marshall (MSFC) de la NASA . Los ingenieros y astronautas desarrollaron hardware y practicaron procedimientos en este tanque desde su finalización en 1968 hasta su desmantelamiento en 1997. Marshall reconoció la necesidad de simulaciones submarinas de actividades extravehiculares (EVA) y desarrolló tres tanques sucesivamente más grandes para este propósito. El simulador de flotabilidad neutral contribuyó significativamente al programa espacial tripulado estadounidense. Skylab , el transbordador espacial , el telescopio espacial Hubble y la estación espacial internacionaltodos se han beneficiado del simulador de flotabilidad neutral. Hasta que el Centro Espacial Johnson construyó la Instalación de Pruebas del Ambiente ingrávido a mediados de la década de 1970, MSFC tenía la única instalación de prueba propiedad de la NASA que permitió a los ingenieros y astronautas familiarizarse con la dinámica del movimiento corporal en condiciones de ingravidez. [2] [3] : 1968–03 p.39 [4]

Se controló la temperatura del agua dentro del simulador , se recirculó y se filtró continuamente. Se integraron sistemas especiales en el tanque para audio y video subacuáticos, control ambiental con traje de presión y rescate y tratamiento de emergencia. Estos sistemas proporcionaron simultáneamente soporte vital para hasta cuatro sujetos con traje de presión. Los sistemas adicionales incluyeron adquisición y registro de datos, iluminación subacuática, operaciones especiales de energía eléctrica y neumática subacuática del motor, válvulas, controles e indicadores que se requieren para maquetas y entrenadores de ingeniería funcional y de alta fidelidad.

Principios de funcionamiento [ editar ]

La flotabilidad neutra simula el entorno ingrávido del espacio. [5] El primer equipo se baja a la piscina con una grúa puente . Luego, los astronautas equipados se suben al tanque y los buzos de apoyo agregan peso a los astronautas para que no experimenten fuerza de flotación ni momento de rotación alrededor de su centro de masa . [5]

Una desventaja de usar la flotabilidad neutra para simular la microgravedad es la cantidad significativa de resistencia que presenta el agua. [6] Generalmente, los efectos de arrastre se minimizan al realizar tareas lentamente en el agua. Otra desventaja de la simulación de flotabilidad neutra es que los astronautas no son ingrávidos dentro de sus trajes, por lo que el tamaño preciso del traje es fundamental.

Orígenes y primer tanque [ editar ]

Ver también: simulación de flotabilidad neutra como ayuda para el entrenamiento

La NASA ha realizado vuelos de gravedad cero en varios aviones durante muchos años. En 1959, los astronautas del Proyecto Mercury se entrenaron en un avión C-131 Samaritan , que fue apodado el " Cometa Vomit ". La ingravidez del avión se limita a 25 segundos a la vez, lo que dificulta los esfuerzos para practicar EVA que pueden durar horas. [7] [8]

Antes de mayo de 1960, la NASA reconoció la posibilidad de simulaciones de flotabilidad neutra bajo el agua y comenzó a probar su eficacia. La NASA contrató a Environmental Research Associates de Baltimore para probar primero simulaciones de flotabilidad neutra en una piscina cerca del Langley Research Center . Los visitantes y otros problemas perturbaron esos esfuerzos, y trasladaron la operación a la Escuela McDonogh, donde Scott Carpenter fue el primer astronauta en participar con traje. Luego, después de difíciles EVA a través de Gemini 11 a mediados de septiembre de 1966, el Centro de Naves Espaciales Tripuladas entendió completamente la importancia de los procedimientos de prueba bajo el agua y envió a la tripulación de Gemini 12 a entrenar en McDonogh. [9] [10][11] [12]

Mientras tanto, MSFC estaba mirando hacia el Programa de Aplicaciones Apolo, que involucraría EVA para convertir una etapa de cohete S-IVB casi vacía en una estación espacial, y las personas que diseñaban el hardware necesitaban una comprensión profunda de los desafíos de la ingravidez. Charlie Cooper en MSFC teorizó que los ejercicios de flotabilidad neutral podrían ayudar con la planificación de EVA mientras revisaba la película del Gemini 4 EVA. Él y Charles D. Stocks siguieron la idea con un par de trajes de buceo de la NASA y una piscina de 8 pies (2,4 m) de diámetro y 8 pies (2,4 m) de profundidad que se había utilizado anteriormente para formar piezas metálicas de forma explosiva . Las pruebas de noviembre de 1965 incluyeron la eliminación del ST-124 y un J-2Válvula de utilización de propulsante del motor: primeros pasos en una misión naciente de Skylab , entonces llamada taller orbital S-IVB. [3] : 1965-11 p. 18 [13] : pág. 189

Segundo tanque [ editar ]

Después de que se demostró la utilidad de la técnica, en enero de 1966, los trabajadores reutilizaron un tanque de formación de explosivos más grande para pruebas de flotabilidad neutra. La piscina más grande tenía 25 pies (7,6 m) de diámetro y 15 pies (4,6 m) de profundidad. Una sección corrugada Saturn V dañada de 10 pies (3,0 m) de alto y 35 pies (11 m) de diámetro con un techo cónico en la parte superior encerró la instalación ahora calentada con iluminación adecuada y más espacio para hardware más grande que el tanque inicial.

El presupuesto para el segundo tanque fue especialmente ajustado. Incluía un filtro de piscina de Sears y un grifo en una línea de vapor adyacente para calentar el agua. Las algas involucraron a los químicos durante casi un año para encontrar un equilibrio apropiado de sustancias químicas para este arreglo único. [13] : pág. 190

Las pruebas iniciales nuevamente se enfocaron en el taller S-IVB: entrada y salida de la esclusa de aire y remoción de la tapa de la escotilla S-IVB. [3] : 1966–01 p. 35 [13] : págs. 189, 90

El programa de Ingeniería de Fabricación mostró una intensa actividad desde principios de 1967 hasta más del año siguiente.

El segundo tanque vio a los astronautas entrenándose con trajes de presión comenzando con el Navy Mark IV . El laboratorio de Ingeniería de Fabricación (ME) de MSFC desarrolló una válvula de presión constante que "hizo posible mantener una flotabilidad neutra a cualquier profundidad". Los buzos probaron por primera vez el Mark IV en el tanque en julio de 1966, y Alan Beanpasó dos horas "ejecutando actividades típicas de astronautas" en el tanque el 6 de septiembre de 1966. Bean estaba "bastante entusiasmado y franco acerca de la flotabilidad neutra como uno de los métodos obligatorios de simulación para todos los experimentos del taller S-IVB", según Manufacturing Engineering director WR Kuers. Stocks, el controlador de ese ejercicio, informó que la inmersión de Bean comenzó con un guante con fugas, seguido de su traje Mark IV rasgándose debajo del brazo y requiriendo una evacuación asistida por buzos. Bean prosiguió con los ejercicios con el equipo de buceo normal. [3] : 1966–07 p. 79 [13] : pág. 190

El 14 de noviembre de 1967, Wernher von Braun (en la foto) se zambulló en un traje espacial. Mientras estaba bajo el agua, revisó el hardware del domo de popa S-IVB e instaló sellos de penetración. Al día siguiente, los astronautas Gordon Cooper , Jack Lousma y Bruce McCandless realizaron la misma tarea con equipo de buceo. Cuando se le informó de esto, von Braun comentó: "¡Engañoso! Con el equipo de buceo es muy fácil. ¡El traje presurizado es lo que lo hace difícil!" [3] : 1967-11 p. 72

A principios de 1967, el calendario del simulador estaba completo. Aunque Alan Bean había visitado y consultado sobre el proyecto, la intención del simulador no era el entrenamiento de astronautas, sino verificar que "el hardware desarrollado por MSFC es seguro, fácil de manejar, accesible y sin problemas", escribió F. Belew en su Informe del 13 de marzo a von Braun. En este momento, la atención se centró principalmente en el desarrollo temprano de procedimientos para el Programa de aplicaciones Apollo . Debido en gran parte al entusiasmo de Bean por el proyecto, el Centro de Naves Espaciales Tripuladas se coordinó con MSFC para proporcionar dos astronautas según sea necesario, apoyo médico, alojamiento para la tripulación y consultas de seguridad para simulaciones. [3] : 1967-03 pág. 26

En el mismo informe, Belew dijo que las personas consideraban necesario usar ambas manos para la mayoría de las tareas: una para hacer el trabajo y la otra para proporcionar palanca para el trabajo. También describió los planes para instalar un tercer tanque en el edificio 4706. [3] : 1967–03 p. 26

Cimientos para un tercer tanque [ editar ]

Desde el principio quedó claro que se necesitaba un simulador más grande para los procedimientos de prueba con Skylab (21,67 pies (6,61 m) de diámetro por 24,3 pies (7,4 m) de altura) y otro hardware en la tubería. También estaba claro que su construcción requeriría un financiamiento creativo y maniobras políticas. En su memorando del 12 de septiembre de 1966 a Wernher von Braun , Kuers reveló: "A Bean se le había informado aparentemente de nuestros planes con respecto al nuevo gran simulador de flotabilidad neutra, y en respuesta a sus preguntas en blanco al respecto, se le mostró con franqueza los planos de diseño por el personal de ME responsable. En consecuencia, Houston ahora está al tanto ". [3] : 1966–07 p. 79

No había presupuesto para instalaciones adicionales, por lo que los gerentes decidieron modificar una instalación existente construyendo un tanque dentro de ella utilizando fondos para herramientas y fabricantes internos. Stocks explicó: "Todo lo que teníamos eran los fondos Discrecionales del Director disponibles en ese momento. No se nos permitió construir un nuevo edificio para el tanque, por lo que se descubrió una fuga debajo del edificio modelo y prototipo. Esta fuga requirió aproximadamente [8 pies ( 2,4 m)] de hormigón debajo del suelo para reparar ". Así, se prepararon los cimientos del edificio 4706 en julio de 1967, para soportar un tanque que contenía 1.300.000 galones estadounidenses (4.900.000 l) de agua. [3] : 1967-01 p. 107, 1967–07 pág. 56 [13] : págs. 55, 190

Ed Buckbee escribió que las irregularidades en la financiación "provocaron una auditoría y una reprimenda de la GAO (Oficina de Responsabilidad del Gobierno) , pero contribuyeron a la tradición de Marshall de la creatividad y el pragmatismo para hacer el trabajo". [13] : pág. 55

Tercer tanque [ editar ]

La soldadura del nuevo tanque se llevó a cabo en octubre y noviembre de 1967, después de lo cual una piscina de 40 pies (12 m) de profundidad y 75 pies (23 m) de diámetro estaba casi lista. El trabajo restante, según el informe de Kuers del 20 de noviembre, incluyó la instalación de un "polipasto de dos toneladas, un sistema de aire respirable, un sistema de llenado de cilindros de buceo, una nueva cámara de recompresión, la instalación de la instrumentación en un remolque que se ubicará entre los edificios 4706 y 4705, la adquisición e instalación de una campana de buceo y una esclusa de aire y el diseño, adquisición e instalación de un ascensor para operar entre la planta baja y la plataforma superior y para ser utilizado para el movimiento de personas y equipos ". [3] : 1967-11 p. 72

La parte superior del tercer tanque tan cerca del techo planteó desafíos para insertar hardware de prueba grande.

Los preparativos finales para las pruebas tardaron varios meses más. Los ingenieros optaron por llenar el tanque lentamente para poder reparar cualquier fuga encontrada en el camino, y lo llenaron, encontrando y arreglando algunas fugas, entre el 29 de febrero y el 11 de marzo de 1968. Así preparados, los trabajadores comenzaron a instalar equipos de prueba. Los trabajadores tuvieron que desarrollar nuevas técnicas para ensamblar piezas bajo el agua debido al escaso espacio libre entre la parte superior del tanque y el techo del edificio circundante.

Con la perspectiva de que los astronautas se zambullen con trajes presurizados, el Centro de naves espaciales tripuladas (ahora Centro Espacial Johnson), introdujo un nuevo nivel de seguridad para MSFC en la forma de un comité de Inspección de Preparación Operativa (ORI) que evaluó la instalación por cuestiones de seguridad. El comité se formó en diciembre de 1967. Llevaron a cabo inspecciones y supervisó ejercicios para demostrar la preparación para una variedad de contingencias. Después de casi un año con el tanque lleno, los procedimientos estaban listos para los astronautas equipados. [3] : 1967-12 p. 37; 1968-03 págs. 15, 39; 1968-04 p. 82; 1968-07 p. 91; 1969-03 pág. 69

La primera inmersión de un astronauta en el nuevo tanque fue un ejercicio para desarrollar técnicas de recuperación de películas en el soporte del telescopio Apollo . Paul Weitz y Joseph Kerwin se pusieron los trajes Apollo A5L (predecesor del Apollo / Skylab A7L ) y practicaron la recuperación de películas tanto por rieles paralelos como por el sistema de carro mientras Edward Gibson observaba con equipo de buceo el 4 de marzo de 1969. Sus experiencias llevaron a una sujeción con correa sistema, intercambiador de calor en el suministro de aire del traje espacial, ajuste del umbilical para que flotara de manera neutra, ajustes en el sistema de ponderación del traje A5L y un nuevo diseño de sujeción para los pies. [3] : 1969-03 págs. 69, 91

Con la adición de remolques para control y vestidores entre los edificios 4705 y 4706, la combinación pasó a denominarse edificio 4705.

1969 a 1997 [ editar ]

Los ingenieros utilizaron el simulador de flotabilidad neutral para resolver problemas en los diseños, y los astronautas proporcionaron comentarios sobre sus experiencias en el simulador. Por ejemplo, el 6 y 7 de agosto de 1969, los astronautas Owen Garriott , Walter Cunningham y Rusty Schweickart evaluaron el sistema de recuperación de películas Apollo Telescope Mount EVA. [3] : 1969-08 p. 27

La cámara hiperbárica del simulador vio su primer uso para su propósito previsto la noche del 24 al 25 de septiembre de 1969, cuando un trabajador de TVA que sufría una enfermedad por descompresión cerca de Knoxville fue trasladado en avión a MSFC para recibir tratamiento, llegando alrededor de la medianoche. Los médicos de la NASA y la TVA asistieron a los tratamientos. La primera ronda de tratamiento proporcionó cierta mejoría para el buceador, pero la recuperación fue lenta a partir del 20 de octubre. El paciente había sufrido una lesión en la columna y la posterior parálisis de la cintura para abajo. La percepción sensorial estaba regresando, pero no la función motora. [3] : 1969-09 p. 125; 1969-10 p. 71

Los astronautas realizaron el entrenamiento Skylab en el Neutral Buoyancy Simulator a principios de la década de 1970. [14] Los astronautas Conrad y Kerwin se prepararon para sus misiones Skylab 2 EVA simulando sus requisitos en el Neutral Buoyancy Simulator antes de proceder con las reparaciones en el espacio exterior. [15]

La tripulación de la misión del transbordador espacial STS-41-C pasó meses entrenando para la captura, reparación y liberación del satélite Solar Max , incluida la práctica del uso de la Unidad de maniobras tripuladas . [dieciséis]

El Simulador de Flotabilidad Neutral fue declarado Monumento Histórico Nacional en 1985. [2] [17]

Los ingenieros continuaron desarrollando procedimientos y los astronautas continuaron entrenando en el simulador para las misiones del Telescopio Espacial Hubble y el ensamblaje de la Estación Espacial Internacional hasta el desmantelamiento del tanque en 1997.

Galería [ editar ]

  • Los astronautas practican el aparejo del blindaje protector en el Skylab en el simulador, 1972

  • Los astronautas practican el montaje de la Estación Espacial Internacional , 1985

  • Los científicos practican actividades en el simulador para comprender las complicaciones de trabajar en el espacio, 1974

  • Los científicos Carolyn Griner , que más tarde se convertiría en directora de MSFC, y Ann Whitaker entrenan.

  • Componentes principales resaltados.

  • Los astronautas se entrenan en el telescopio espacial Hubble

  • Los astronautas practican cómo cambiar la cámara planetaria de campo amplio del telescopio espacial Hubble.

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Sistema de información del registro nacional" . Registro Nacional de Lugares Históricos . Servicio de Parques Nacionales . 23 de enero de 2007.
  2. ^ a b c "Simulador espacial de flotabilidad neutra" . Listado resumido de Monumentos Históricos Nacionales . Servicio de Parques Nacionales. Archivado desde el original el 11 de enero de 2008 . Consultado el 28 de octubre de 2007 .
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n von Braun, Wernher (2010), Buckbee, Ed (ed.), The Rocket Man: Wernher von Braun: El hombre que llevó América a la Luna: Su semanario Notas: 1961-1969 (DVD) , Steward & Wise Music Publishing, ISBN  978-1-935001-27-0
  4. ^ "En los Estados Unidos: noticias de todos los estados" . USA Today . 10 de julio de 1997 . Consultado el 19 de febrero de 2012 . ... para los astronautas en el Marshall Space Flight Center ha sido declarado inactivo. El tanque, construido en el 68, fue el primer simulador de flotabilidad neutral de la NASA.
  5. ↑ a b Strauss S (julio de 2008). "Medicina espacial en la NASA-JSC, laboratorio de flotabilidad neutra". Aviat Space Environ Med . 79 (7): 732–33. PMID 18619137 . 
  6. ^ Pendergast D, Mollendorf J, Zamparo P, Termin A, Bushnell D, Paschke D (2005). "La influencia del arrastre en la locomoción humana en el agua" . Submarino Hyperb Med . 32 (1): 45–57. PMID 15796314 . Consultado el 27 de agosto de 2008 . 
  7. ^ "Astronautas de mercurio en vuelo ingrávido en aviones C-131" . Archivado desde el original el 13 de noviembre de 2011 . Consultado el 20 de febrero de 2012 .
  8. ^ Golightly, Glen (20 de octubre de 1999). "Volar el cometa Vomit tiene sus altibajos" . space.com . Archivado desde el original el 10 de marzo de 2006.
  9. ^ Levine, Raphael B .: simulación de gravedad nula. Documento presentado en la III Reunión Anual de la Asociación Médica Aeroespacial, del 9 al 11 de mayo de 1960.
  10. ^ Trucha, Otto F .; Loats, Harry L .; Mattingly, G. Samuel (enero de 1966). "Una técnica de inmersión en agua para el estudio de la movilidad de un sujeto adaptado a la presión en condiciones de gravedad equilibrada NASA TN D-3054" (PDF) . Representante de contratos de la NASA NASA CR . Archivado desde el original (PDF) el 25 de octubre de 2011.
  11. ^ Otto F. Trout, Jr., Harry L. Loats, Jr. y G. Samuel Mattingly ["Contrato NAS1-4059 de la NASA con acuerdos complementarios"], enero de 1966
  12. ^ Roylance, Frank D. (19 de julio de 2009). "Marca histórica" . Baltimore Sun . Consultado el 25 de febrero de 2012 .
  13. ↑ a b c d e f Buckbee, Ed (2009). 50 años de cohetes y naves espaciales . Morley, MO: Acclaim Press. pag. 224. ISBN 978-1-935001-17-1.
  14. ^ "Simulador de flotabilidad neutral - Entrenamiento Skylab" . NASA . Consultado el 26 de febrero de 2012 .
  15. ^ David J. Shayler, FBIS , Walking in Space , 2004, p. 213, Praxis Publishing Ltd.
  16. ^ "Prueba máxima solar del simulador de flotabilidad neutra" . NASA . Consultado el 26 de febrero de 2012 .
  17. ^ Butowsky, Harry A. (15 de mayo de 1984). "Registro Nacional de Inventario de Lugares Históricos-Nominación: Simulador espacial de flotabilidad neutral" (pdf) . Servicio de Parques Nacionales. Cite journal requires |journal= (help)y 7 fotos adjuntas, de 1984 y 1980.  (1,42 MB)