Programa del transbordador espacial

El programa del Transbordador Espacial fue el cuarto programa de vuelos espaciales tripulados llevado a cabo por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), que logró el transporte de rutina para la tripulación y la carga de la Tierra a la órbita de 1981 a 2011. Su nombre oficial, Sistema de Transporte Espacial ( STS ), se tomó de un plan de 1969 para un sistema de naves espaciales reutilizables del cual fue el único elemento financiado para su desarrollo. [1]

Programa del transbordador espacial
Shuttle Patch.svg
PaísEstados Unidos
OrganizaciónNASA
PropósitoVuelo orbital tripulado
EstadoTerminado
Historial del programa
CostoUS $ 196 mil millones (2011)
Duración1972–2011
Primer vuelo
  • ALT-12
  • 12 de agosto de 1977 ( 12 de agosto de 1977 )
Primer vuelo tripulado
  • STS-1
  • 12 de abril de 1981 ( 12 de abril de 1981 )
Último vuelo
  • STS-135
  • 21 de julio de 2011 ( 21 de julio de 2011 )
Éxitos133
Fracasos1 ( STS-51-L )
Fallos parciales1 ( STS-107 )
Sitio (s) de lanzamiento
Información del vehículo
Vehículo (s) con tripulaciónOrbitador del transbordador espacial
Lanzamiento de vehículosTransbordador espacial

El Transbordador Espacial —compuesto por un orbitador lanzado con dos propulsores de cohetes sólidos reutilizables y un tanque de combustible externo desechable— transportó hasta ocho astronautas y hasta 50,000 lb (23,000 kg) de carga útil a la órbita terrestre baja (LEO). Cuando su misión estuviera completa, el orbitador volvería a entrar en la atmósfera de la Tierra y aterrizaría como un planeador en el Centro Espacial Kennedy o en la Base de la Fuerza Aérea Edwards .

El Transbordador es la única nave espacial con tripulación alada que ha alcanzado la órbita y el aterrizaje, y el primer vehículo espacial con tripulación reutilizable que ha realizado múltiples vuelos a la órbita. [a] Sus misiones implicaban transportar grandes cargas útiles a varias órbitas, incluida la Estación Espacial Internacional (ISS), proporcionar rotación de tripulación para la estación espacial y realizar misiones de servicio en el Telescopio Espacial Hubble . El orbitador también recuperó satélites y otras cargas útiles (por ejemplo, de la ISS) de la órbita y los devolvió a la Tierra, aunque su uso en esta capacidad era poco común. Cada vehículo fue diseñado con una vida útil proyectada de 100 lanzamientos, o 10 años de vida operativa. Los puntos de venta originales de los transbordadores fueron más de 150 lanzamientos en un período operativo de 15 años con un 'lanzamiento por mes' esperado en el pico del programa, pero los grandes retrasos en el desarrollo de la Estación Espacial Internacional [2] nunca crearon tal máxima demanda de vuelos frecuentes.

Se habían explorado varios conceptos de lanzadera desde finales de la década de 1960. El programa comenzó formalmente en 1972, convirtiéndose en el único foco de las operaciones de vuelos espaciales tripulados de la NASA después de los programas Apollo , Skylab y Apollo-Soyuz en 1975. El transbordador fue originalmente concebido y presentado al público en 1972 como un 'camión espacial' que se utilizaría, entre otras cosas, para construir una estación espacial de los Estados Unidos en órbita terrestre baja durante la década de 1980 y luego sería reemplazada por un nuevo vehículo a principios de la década de 1990. Los planes estancados para una estación espacial estadounidense evolucionaron hasta convertirse en la Estación Espacial Internacional y fueron iniciados formalmente en 1983 por el presidente Ronald Reagan , pero la ISS sufrió largas demoras, cambios de diseño y costos excesivos [2] y forzó la vida útil de la El transbordador espacial se extenderá varias veces hasta 2011, cuando finalmente se retiró, sirviendo el doble de tiempo de lo que fue diseñado originalmente. En 2004, según la Visión para la Exploración Espacial del presidente George W. Bush , el uso del Transbordador Espacial se centraría casi exclusivamente en completar el montaje de la ISS, que en ese momento estaba muy atrasado.

El primer orbitador experimental Enterprise fue un planeador de gran altitud, lanzado desde la parte trasera de un Boeing 747 especialmente modificado, solo para las pruebas iniciales de aterrizaje atmosférico (ALT) . El primer vuelo de prueba de la Enterprise fue el 18 de febrero de 1977, sólo cinco años después de que se iniciara formalmente el programa Shuttle; que condujo al lanzamiento del primer transbordador espacial Columbia el 12 de abril de 1981 en STS-1 . El programa del Transbordador Espacial terminó con su última misión, STS-135 volada por Atlantis , en julio de 2011, retirando el Transbordador final de la flota. El programa del transbordador espacial terminó formalmente el 31 de agosto de 2011. [3]

Conceptos iniciales del transbordador espacial estadounidense

Antes del aterrizaje lunar del Apolo 11 en 1969 , la NASA comenzó a estudiar los diseños de los transbordadores espaciales en octubre de 1968. Los primeros estudios se denominaron "Fase A" y, en junio de 1970, "Fase B", que eran más detallados y específicos. El uso previsto principal del transbordador espacial era apoyar la futura estación espacial , transportando una tripulación mínima de cuatro y alrededor de 20,000 libras (9,100 kg) de carga, y capaz de moverse rápidamente para futuros vuelos.

Dos diseños surgieron como favoritos. Uno fue diseñado por ingenieros del Centro de vuelos espaciales tripulados y defendido especialmente por George Mueller . Este era un sistema de dos etapas con naves espaciales con alas delta y, en general, complejo. Se hizo un intento de volver a simplificar con el DC-3 , diseñado por Maxime Faget , quien había diseñado la cápsula Mercury entre otros vehículos. También se ofrecieron numerosas ofertas de una variedad de compañías comerciales, pero generalmente se quedaron en el camino ya que cada laboratorio de la NASA presionó para obtener su propia versión.

Todo esto estaba teniendo lugar en medio de otros equipos de la NASA que proponían una amplia variedad de misiones posteriores al Apolo, algunas de las cuales costarían tanto como Apolo o más [ cita requerida ] . A medida que cada uno de estos proyectos luchaba por obtener financiación, el presupuesto de la NASA estaba al mismo tiempo severamente limitado. Tres fueron finalmente presentados al vicepresidente Agnew en 1969. El proyecto del transbordador subió a la cima, en gran parte debido a la incansable campaña de sus partidarios [ cita requerida ] . En 1970, el transbordador había sido seleccionado como el único proyecto importante para el período de tiempo posterior al Apolo a corto plazo.

Cuando se cuestionó la financiación del programa, hubo preocupaciones de que el proyecto pudiera cancelarse. Esto llevó a un esfuerzo por interesar a la Fuerza Aérea de los EE. UU. En usar el transbordador también para sus misiones. La Fuerza Aérea estaba levemente interesada, pero exigía un vehículo mucho más grande, mucho más grande que los conceptos originales. Para reducir los costos de desarrollo de los diseños resultantes, se agregaron impulsores, se adoptó un tanque de combustible desechable y se realizaron muchos otros cambios que redujeron en gran medida la reutilización y aumentaron considerablemente los costos operativos y del vehículo. Con la ayuda de la Fuerza Aérea, el sistema emergió en su forma operativa.

El presidente Nixon (derecha) con el administrador de la NASA Fletcher en enero de 1972, tres meses antes de que el Congreso aprobara la financiación del programa Shuttle.
Tripulaciones de prueba de aproximación y aterrizaje de lanzadera, 1976

Todas las misiones del transbordador espacial se lanzaron desde el Centro Espacial Kennedy (KSC) en Florida. Se planearon algunas misiones de transbordadores espaciales circumpolares civiles y militares para Vandenberg AFB en California. Sin embargo, el uso de Vandenberg AFB para misiones de transbordadores espaciales fue cancelado después del desastre del Challenger en 1986. Los criterios climáticos utilizados para el lanzamiento incluyeron, pero no se limitaron a: precipitación, temperaturas, nubosidad, pronóstico de rayos, viento y humedad. [4] El transbordador no se lanzó en condiciones en las que podría haber sido alcanzado por un rayo .

El primer orbitador completamente funcional fue Columbia (designado OV-102), construido en Palmdale, California . Fue entregado a Centro Espacial Kennedy (KSC) el 25 de marzo de 1979, y fue lanzado por primera vez el 12 de abril, 1981- el 20 aniversario de Yuri Gagarin 's vuelo espacial -con un equipo de dos.

El Challenger (OV-099) fue entregado a KSC en julio de 1982, Discovery (OV-103) en noviembre de 1983, Atlantis (OV-104) en abril de 1985 y Endeavour en mayo de 1991. El Challenger se construyó y utilizó originalmente como un artículo de prueba estructural. (STA-099), pero se convirtió en un orbitador completo cuando se descubrió que era menos costoso que convertir el Enterprise de su configuración de Prueba de Aproximación y Aterrizaje en un vehículo espacial.

El 24 de abril de 1990, Discovery llevó el telescopio espacial Hubble al espacio durante STS-31 .

En el curso de 135 misiones voladas, dos orbitadores ( Columbia y Challenger ) sufrieron accidentes catastróficos, con la pérdida de todos los miembros de la tripulación, totalizando 14 astronautas.

Los accidentes dieron lugar a investigaciones a nivel nacional y un análisis detallado de por qué ocurrieron. [5] Hubo una pausa significativa en la que se realizaron cambios antes de que los transbordadores volvieran a volar. [5] El desastre de Columbia ocurrió en 2003, pero STS se tomó más de un año de descanso antes de regresar al vuelo en junio de 2005 con la misión STS-114. [5] La ruptura mencionada anteriormente fue entre enero de 1986 (cuando ocurrió el desastre del Challenger ) y 32 meses después, cuando se lanzó el STS-26 el 29 de septiembre de 1988. [6]

La misión del transbordador más larga fue la STS-80, que duró 17 días y 15 horas. El vuelo final del programa del transbordador espacial fue STS-135 el 8 de julio de 2011.

Desde la jubilación del Shuttle en 2011, muchas de sus funciones originales las realiza una variedad de embarcaciones gubernamentales y privadas. El vehículo de transferencia automatizado ATV europeo suministró a la ISS entre 2008 y 2015. El avión espacial sin tripulación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. , El X-37B, está realizando misiones militares clasificadas . [ cita requerida ] Para 2012, la carga a la Estación Espacial Internacional ya se estaba entregando comercialmente bajo los Servicios de Reabastecimiento Comercial de la NASA por la nave espacial Dragon parcialmente reutilizable de SpaceX , seguida por la nave espacial Cygnus de Orbital Sciences a fines de 2013. El servicio de tripulación a la ISS lo proporciona actualmente la Soyuz rusa mientras prosigue el trabajo en el programa de desarrollo de tripulaciones comerciales ; El primer vuelo tripulado de este fue el 30 de mayo de 2020 en el SpaceX Falcon 9 con la cápsula de tripulación Dragon 2 . [7] Para misiones más allá de la órbita terrestre baja , la NASA está construyendo el Sistema de Lanzamiento Espacial y la nave espacial Orion , parte del programa Artemis .

El administrador de la NASA se dirige a la multitud en la ceremonia de llegada del Spacelab en febrero de 1982. En el podio con él está el entonces vicepresidente George Bush, el director general de la Agencia Espacial Europea (ESA), Eric Quistgaard, y el director del Centro Espacial Kennedy, Richard G. Herrero
"El presidente Ronald Reagan conversa con los astronautas de la NASA Henry Hartsfield y Thomas Mattingly en la pista mientras la primera dama Nancy Reagan escanea la nariz del transbordador espacial Columbia luego de su aterrizaje en la Base de la Fuerza Aérea Edwards el 4 de julio de 1982". [8]
STS-3 aterriza en marzo de 1982

Galileo flotando libremente en el espacio después de su lanzamiento desde el transbordador espacial Atlantis , 1989
Transbordador espacial Endeavour acoplado a la Estación Espacial Internacional (ISS), 2011

Las misiones del transbordador espacial han incluido:

  • Misiones Spacelab [9] Incluidas:
    • Ciencia [9]
    • Astronomía [9]
    • Crecimiento de cristales [9]
    • Física espacial [9]
  • Construcción de la Estación Espacial Internacional (ISS)
  • Rotación de la tripulación y mantenimiento de la Mir y la Estación Espacial Internacional (ISS)
  • Misiones de servicio, como reparar el telescopio espacial Hubble (HST) y satélites en órbita
  • Experimentos humanos en órbita terrestre baja (LEO)
  • Llevado a la órbita terrestre baja (LEO):
    • El telescopio espacial Hubble (HST)
    • Componentes de la Estación Espacial Internacional (ISS)
    • Suministros en módulos Spacehab o módulos logísticos multipropósito
    • La facilidad de exposición de larga duración
    • El satélite de investigación de la atmósfera superior
    • El Observatorio de Rayos Gamma de Compton
    • El satélite de presupuesto de radiación de la Tierra
    • El nodo de acoplamiento de la lanzadera Mir
  • Satélites transportados con un amplificador, como el módulo de asistencia de carga útil (PAM-D) o la etapa superior inercial (IUS), hasta el punto donde el amplificador envía el satélite a:
    • Una órbita terrestre más alta ; estos han incluido:
      • Observatorio de rayos X Chandra
      • Los primeros seis satélites TDRS
      • Dos satélites de comunicaciones DSCS-III (Sistema de comunicaciones por satélite de defensa) en una misión
      • Un satélite del Programa de Apoyo a la Defensa
    • Una misión interplanetaria; estos han incluido:
      • Magallanes
      • Galileo
      • Ulises

  • US Shuttle Columbia aterrizando al final de STS-73 , 1995

  • Arte espacial para la misión Spacelab 2 , que muestra algunos de los diversos experimentos en la bahía de carga útil. Spacelab fue una importante contribución europea al programa del transbordador espacial

  • Los astronautas europeos se preparan para su misión Spacelab, 1984.

  • El hardware de SpaceLab incluía un laboratorio presurizado, pero también otros equipos que permitían al Orbiter servir como un observatorio espacial tripulado ( misión Astro-2 , 1995, mostrado)

  • Los astronautas Thomas D. Akers y Kathryn C. Thornton instalan ópticas correctivas en el telescopio espacial Hubble durante STS-61 .

El transbordador espacial Atlantis despega en la misión STS-27 el 2 de diciembre de 1988. El transbordador tardó unos 8,5 minutos en acelerar a una velocidad de más de 27.000 km / h (17.000 mph) y alcanzar la órbita.
Endeavour despliega un tobogán de arrastre mientras completa una misión de casi 17 días en el espacio en la Pista 22 en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en el sur de California. El aterrizaje ocurrió a la 1:46 pm (EST), 18 de marzo de 1995.

Al principio del desarrollo del Transbordador Espacial, la NASA había estimado que el programa costaría $ 7,45 mil millones ($ 43 mil millones en dólares de 2011, ajustando por inflación) en costos de desarrollo / no recurrentes, y $ 9,3 millones ($ 54 millones en dólares de 2011) por vuelo. [10] Las estimaciones iniciales del costo de entregar la carga útil a la órbita terrestre baja eran tan bajas como $ 118 por libra ($ 260 / kg) de carga útil ($ 635 / lb o $ 1400 / kg en dólares de 2011), según los costos de lanzamiento marginales o incrementales y asumiendo una capacidad de carga útil de 65.000 libras (30.000 kg) y 50 lanzamientos por año. [11] [12] Una proyección más realista de 12 vuelos por año para la vida útil de 15 años combinada con los costos de desarrollo iniciales habría resultado en una proyección de costo total para el programa de aproximadamente $ 54 mil millones (en dólares de 2011).

El costo total de la vida útil real de 30 años del programa Shuttle hasta 2011, ajustado por inflación, fue de $ 196 mil millones. [13] El desglose exacto en costos no recurrentes y recurrentes no está disponible, pero, según la NASA, el costo promedio para lanzar un transbordador espacial a partir de 2011 fue de aproximadamente $ 450 millones por misión. [14]

El presupuesto de la NASA para 2005 asignó el 30%, o $ 5 mil millones, a las operaciones del transbordador espacial; [15] esto se redujo en 2006 a una solicitud de $ 4,3 mil millones. [16] Los costos no relacionados con el lanzamiento representan una parte significativa del presupuesto del programa: por ejemplo, durante los años fiscales 2004 a 2006, la NASA gastó alrededor de $ 13 mil millones en el programa del Transbordador Espacial, [17] a pesar de que la flota quedó en tierra después de del desastre de Columbia y hubo un total de tres lanzamientos durante este período de tiempo. En el año fiscal 2009, el presupuesto de la NASA asignó 2.980 millones de dólares para cinco lanzamientos del programa, incluidos 490 millones de dólares para "integración de programas", 1.030 millones de dólares para "operaciones de vuelo y en tierra" y 1.460 millones de dólares para "hardware de vuelo" (que incluye el mantenimiento de orbitadores) , motores y el tanque externo entre vuelos).

Los costos por lanzamiento se pueden medir dividiendo el costo total durante la vida del programa (incluidos edificios, instalaciones, capacitación, salarios, etc.) por el número de lanzamientos. Con 135 misiones, y el costo total de 192 mil millones de dólares (en dólares de 2010), esto da aproximadamente 1.5 mil millones de dólares por lanzamiento durante la vida del programa Shuttle. [18] Un estudio de 2017 encontró que llevar un kilogramo de carga a la ISS en el Shuttle cuesta $ 272,000 en dólares de 2017, el doble del costo de Cygnus y tres veces el de Dragon. [19]

La NASA utilizó una filosofía de gestión conocida como gestión orientada al éxito durante el programa del Transbordador Espacial, que fue descrita por el historiador Alex Roland tras el desastre de Columbia como "esperar lo mejor". [20] Desde entonces, varios analistas del área han estudiado la gestión orientada al éxito. [21] [22] [23]

En el curso de 135 misiones voladas, dos orbitadores fueron destruidos, con la pérdida de tripulación por un total de 14 astronautas:

  • Challenger : perdió 73 segundos después del despegue, STS-51-L , 28 de enero de 1986
  • Columbia : perdió aproximadamente 16 minutos antes de su aterrizaje esperado, STS-107 , 1 de febrero de 2003

También hubo un aborto a la órbita y algunos accidentes fatales en tierra durante los preparativos del lanzamiento.

STS-51-L ( Challenger , 1986)

En 1986, el Challenger se desintegró un minuto y 13 segundos después del despegue.

Imágenes de video en primer plano del Challenger durante su lanzamiento final el 28 de enero de 1986 muestran claramente que los problemas comenzaron debido a una falla en la junta tórica en el propulsor de cohete sólido derecho (SRB). La columna de gas caliente que se escapaba de la junta averiada provocó el colapso del tanque externo, que luego resultó en la desintegración del orbitador debido a la alta tensión aerodinámica. El accidente resultó en la pérdida de los siete astronautas a bordo. El Endeavour (OV-105) fue construido para reemplazar al Challenger (usando repuestos estructurales originalmente destinados a los otros orbitadores) y entregado en mayo de 1991; se lanzó por primera vez un año después.

Después de la pérdida del Challenger , la NASA puso en tierra el programa del Transbordador Espacial durante más de dos años, realizando numerosos cambios de seguridad recomendados por el Informe de la Comisión Rogers , que incluyó un rediseño de la junta SRB que falló en el accidente del Challenger . Otros cambios de seguridad incluyeron un nuevo sistema de escape para usar cuando el orbitador estaba en vuelo controlado, neumáticos y frenos mejorados del tren de aterrizaje y la reintroducción de trajes de presión para los astronautas del transbordador (estos se habían descontinuado después de STS-4 ; los astronautas usaban solo overoles y oxígeno cascos desde ese momento hasta el accidente del Challenger ). El programa Shuttle continuó en septiembre de 1988 con el lanzamiento de Discovery en STS-26 .

Los accidentes no solo afectaron el diseño técnico del orbitador, sino también a la NASA. [6] Citando algunas recomendaciones hechas por la comisión post- Challenger Rogers: [6]

Recomendación I - Se deben cambiar la junta y el sello defectuosos del motor Solid Rocket. Este podría ser un nuevo diseño que elimine la junta o un rediseño de la junta y el sello actuales. ... el Administrador de la NASA debería solicitar al Consejo Nacional de Investigación que forme un comité de supervisión del diseño del motor de cohete sólido independiente para implementar las recomendaciones de diseño de la Comisión y supervisar el esfuerzo de diseño.
Recomendación II - Debería revisarse la estructura del programa Shuttle. ... La NASA debería fomentar la transición de astronautas calificados a puestos de gestión de agencias.
Recomendación III : la NASA y los contratistas primarios del transbordador deben revisar todos los elementos de Criticidad 1, 1R, 2 y 2R y los análisis de peligros.
Recomendación IV - La NASA debería establecer una Oficina de Seguridad, Confiabilidad y Garantía de Calidad dirigida por un Administrador Asociado, reportando directamente al Administrador de la NASA.
Recomendación VI : la NASA debe tomar medidas para mejorar la seguridad del aterrizaje. Es necesario mejorar el sistema de neumáticos, frenos y rueda de morro.
Recomendación VII - Hacer todo lo posible para proporcionar un sistema de escape de la tripulación para su uso durante el vuelo de planeo controlado.
Recomendación VIII - La dependencia de la nación del transbordador como su principal capacidad de lanzamiento espacial creó una presión implacable sobre la NASA para aumentar la velocidad de vuelo ... La NASA debe establecer una velocidad de vuelo que sea consistente con sus recursos.

STS-107 ( Colombia , 2003)

"> Reproducir medios
Video de los momentos finales de Columbia , filmado por el equipo.
El transbordador espacial Discovery se acerca a la Estación Espacial Internacional durante la STS-114 el 28 de julio de 2005. Esta fue la misión de "regreso al vuelo" del Transbordador después del desastre de Columbia.

El programa Shuttle operó sin accidentes durante diecisiete años después del desastre del Challenger , hasta que Columbia se rompió al volver a entrar , matando a los siete miembros de la tripulación, el 1 de febrero de 2003. La causa principal del accidente fue un trozo de espuma que se separó del tanque externo. momentos después del despegue y golpeando el borde de ataque del ala izquierda del orbitador, perforando uno de los paneles reforzados de carbono-carbono (RCC) que cubrían el borde del ala y lo protegían durante la reentrada. Cuando Columbia volvió a entrar en la atmósfera al final de una misión por lo demás normal, el gas caliente penetró en el ala y la destruyó de adentro hacia afuera, lo que provocó que el orbitador perdiera el control y se desintegre.

Después del desastre de Columbia , la Estación Espacial Internacional operó con una tripulación mínima de dos durante más de dos años y fue atendida principalmente por naves espaciales rusas. Si bien la misión STS-114 "Regreso al vuelo" en 2005 tuvo éxito, se desprendió una pieza similar de espuma de una parte diferente del tanque. Aunque los escombros no golpearon a Discovery , el programa fue puesto a tierra una vez más por esta razón.

La segunda misión "Regreso al vuelo", STS-121, se lanzó el 4 de julio de 2006 a las 14:37 (EDT). Dos lanzamientos anteriores fueron eliminados debido a tormentas eléctricas persistentes y fuertes vientos alrededor de la plataforma de lanzamiento, y el lanzamiento se llevó a cabo a pesar de las objeciones de su ingeniero jefe y jefe de seguridad. Una grieta de cinco pulgadas (13 cm) en el aislamiento de espuma del tanque externo era motivo de preocupación; sin embargo, el equipo de gestión de la misión dio el visto bueno al lanzamiento. [24] Esta misión aumentó la tripulación de la ISS a tres. El Discovery aterrizó con éxito el 17 de julio de 2006 a las 09:14 (EDT) en la Pista 15 del Centro Espacial Kennedy .

Tras el éxito de STS-121 , todas las misiones posteriores se completaron sin problemas importantes de espuma y se completó la construcción de la EEI (durante la misión STS-118 en agosto de 2007, el orbitador fue nuevamente golpeado por un fragmento de espuma durante el despegue, pero esto el daño fue mínimo en comparación con el daño sufrido por Columbia ).

La Junta de Investigación de Accidentes de Columbia , en su informe, señaló la reducción del riesgo para la tripulación cuando un transbordador voló a la Estación Espacial Internacional (ISS), ya que la estación podría usarse como un refugio seguro para la tripulación que espera el rescate en caso de que el daño al orbitador en ascenso lo hacía inseguro para el reingreso. La junta recomendó que para los vuelos restantes, el Shuttle siempre orbitara con la estación. Antes de STS-114, el administrador de la NASA Sean O'Keefe declaró que todos los vuelos futuros del Transbordador Espacial irían a la ISS, excluyendo la posibilidad de ejecutar la última misión de servicio del Telescopio Espacial Hubble que había sido programada antes del accidente de Columbia , a pesar de la hecho de que millones de dólares en equipos de actualización para Hubble estaban listos y esperando en los almacenes de la NASA. Muchos disidentes, incluidos los astronautas [ ¿quién? ] , pidió a la dirección de la NASA que reconsiderara la posibilidad de permitir la misión, pero inicialmente el director se mantuvo firme. El 31 de octubre de 2006, la NASA anunció la aprobación del lanzamiento de Atlantis para la quinta y última misión de servicio del transbordador al Telescopio Espacial Hubble, programada para el 28 de agosto de 2008. Sin embargo, SM4 / STS-125 finalmente se lanzó en mayo de 2009.

Un impacto de Columbia fue que los futuros vehículos de lanzamiento con tripulación, a saber, el Ares I , tenían un énfasis especial en la seguridad de la tripulación en comparación con otras consideraciones. [25]

La NASA mantiene extensos catálogos almacenados de piezas recuperadas de los dos orbitadores destruidos.

Atlantis being greeted by a crowd after its final landing
Atlantis después de su aterrizaje final y el del programa

El retiro del Transbordador Espacial se anunció en enero de 2004. [26] : III-347 El presidente George W. Bush anunció su Visión para la Exploración Espacial , que pedía el retiro del Transbordador Espacial una vez que completara la construcción de la ISS. [27] [28] Para garantizar que la ISS se ensamblara correctamente, los socios contribuyentes determinaron la necesidad de 16 misiones de ensamblaje restantes en marzo de 2006. [26] : III-349 En octubre de 2006 se aprobó una misión adicional de servicio del Telescopio Espacial Hubble. [ 26] : III-352 Originalmente, STS-134 iba a ser la última misión del Transbordador Espacial. Sin embargo, el desastre de Columbia resultó en la preparación de orbitadores adicionales para el lanzamiento cuando fuera necesario en caso de una misión de rescate. Mientras el Atlantis se preparaba para la misión final de lanzamiento por necesidad, se tomó la decisión en septiembre de 2010 de que volaría como STS-135 con una tripulación de cuatro personas que podría permanecer en la ISS en caso de emergencia. [26] : III-355 STS-135 se lanzó el 8 de julio de 2011 y aterrizó en el KSC el 21 de julio de 2011 a las 5:57  a.m.  EDT (09:57  UTC). [26] : III-398 Desde entonces hasta el lanzamiento de Crew Dragon Demo-2 el 30 de mayo de 2020, Estados Unidos lanzó a sus astronautas a bordo de la nave espacial rusa Soyuz. [29]

Después del vuelo final de cada orbitador, se procesó para que fuera seguro para su exhibición. Los sistemas OMS y RCS utilizados presentaban los principales peligros debido a su propulsor hipergólico tóxico , y la mayoría de sus componentes se eliminaron permanentemente para evitar cualquier desgasificación peligrosa. [26] : III-443 Atlantis está en exhibición en el Kennedy Space Center Visitor Complex , [26] : III-456 Discovery está en el Udvar-Hazy Center , [26] : III-451 Endeavour está en exhibición en California Science Center , [26] : III-457 y Enterprise se exhibe en el Intrepid Sea-Air-Space Museum . [26] : III-464 Los componentes de los orbitadores fueron transferidos a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, al programa ISS ya los gobiernos de Rusia y Canadá. Los motores se quitaron para ser utilizados en el Space Launch System , y se colocaron boquillas RS-25 de repuesto para fines de visualización. [26] : III-445

Descubrimiento del transbordador espacial en el museo Udvar Hazy

De los cinco transbordadores en órbita completamente funcionales construidos, quedan tres. Enterprise , que se usó para vuelos de prueba atmosféricos pero no para vuelos orbitales, tenía muchas partes extraídas para usarlas en los otros orbitadores. Más tarde se restauró visualmente y estaba en exhibición en el Museo Aeroespacial Nacional 's Steven F. Udvar-Hazy Center hasta el 19 de abril de 2012. Empresa se trasladó a la ciudad de Nueva York en abril de 2012 que se muestra en la parte Intrepid Sea, Aire y el Museo del Espacio , cuya transbordador espacial Pabellón abrió el 19 de julio de 2012. Descubrimiento reemplazado Empresa en el Aire y el Espacio Museo Nacional 's Steven F. Udvar-Hazy Center . Atlantis formó parte de la Exhibición del Transbordador Espacial en el complejo de visitantes del Centro Espacial Kennedy y ha estado en exhibición allí desde el 29 de junio de 2013 luego de su remodelación. [30]

El 14 de octubre de 2012, Endeavour completó un viaje sin precedentes de 19 km (12 millas) por las calles de la ciudad desde el Aeropuerto Internacional de Los Ángeles hasta el Centro de Ciencias de California , donde ha estado en exhibición en un hangar temporal desde finales de 2012. El transporte desde el aeropuerto tomó dos días y requirió cierres importantes de calles, la remoción de más de 400 árboles de la ciudad y un trabajo extenso para levantar líneas eléctricas, nivelar la calle y quitar temporalmente los letreros, postes de luz y otros obstáculos. Cientos de voluntarios y personal de bomberos y policía ayudaron con el transporte. Grandes multitudes de espectadores esperaban en las calles para ver el transbordador pasar por la ciudad. Endeavour , junto con el último tanque externo calificado para vuelo (ET-94), se encuentra actualmente en exhibición en el Pabellón Samuel Oschin del Centro de Ciencias de California (en una orientación horizontal) hasta la finalización del Centro Aéreo y Espacial Samuel Oschin (una adición planificada) al Centro de Ciencias de California). Una vez movido, se mostrará permanentemente en la configuración de lanzamiento, con propulsores de cohetes sólidos genuinos y un tanque externo. [31]

Imagen externa
image icon Módulo de pasajeros Rockwell 74
© Rockwell - anfitrión
Módulo Spacehab
Diez personas dentro del módulo Spacelab en la bahía del transbordador en junio de 1995, celebrando el acoplamiento del transbordador espacial y Mir.

Un área de las aplicaciones del transbordador espacial es una tripulación ampliada. [32] Tripulaciones de hasta ocho han volado en el Orbiter, pero podría haber tenido al menos una tripulación de diez. [32] También se hicieron varias propuestas para llenar la bahía de carga útil con pasajeros adicionales ya en 1979. [33] Una propuesta de Rockwell proporcionó asientos para 74 pasajeros en la bahía de carga útil del Orbiter, con soporte durante tres días en órbita terrestre. [33] Con un orbitador más pequeño de 64 asientos, los costos para fines de la década de 1980 rondarían los 1,5 millones de dólares por asiento por lanzamiento. [34] El módulo de pasajeros de Rockwell tenía dos cubiertas, cuatro asientos en la parte superior y dos en la parte inferior, incluido un pasillo de 63,5 cm (25 pulgadas) de ancho y espacio de almacenamiento adicional. [34]

Otro diseño fue la propuesta de Space Habitation Design Associates 1983 para 72 pasajeros en la bahía de carga útil del transbordador espacial. [34] Los pasajeros se ubicaron en 6 secciones, cada una con ventanas y su propia rampa de carga en el lanzamiento, y con asientos en diferentes configuraciones para el lanzamiento y el aterrizaje. [34] Otra propuesta se basó en los módulos de habitación Spacelab, que proporcionaban 32 asientos en la bahía de carga útil además de los del área de la cabina. [34]

Hubo algunos esfuerzos para analizar el funcionamiento comercial de STS. [35] Usando la cifra de la NASA para el costo promedio para lanzar un transbordador espacial a partir de 2011 a aproximadamente $ 450 millones por misión, [14] un costo por asiento para un módulo de 74 [36] [37] asientos previsto por Rockwell fue de menos de $ 6 millones, sin incluir la tripulación regular. Algunos módulos de pasajeros usaban hardware similar al equipo existente, como el túnel, [37] que también era necesario para Spacehab y Spacelab.

Durante las tres décadas de funcionamiento, se desarrollaron parcialmente, pero no se terminaron, varios seguimientos y reemplazos del transbordador espacial STS. [38]

Ejemplos de posibles futuros vehículos espaciales para complementar o suplantar a STS: [38]

  • Vehículo avanzado de tierra a órbita con tripulación
  • Shuttle II , concepto del Centro Espacial Johnson para una continuación, con 2 propulsores y 2 tanques montados en sus alas. [39]
  • Avión aeroespacial nacional (NASP)
    • Rockwell X-30 (no financiado)
  • VentureStar , concepto de carril espacial SSTO que utiliza un motor aerospike.
    • Lockheed Martin X-33 (cancelado en 2001)
  • Ares I (terminó con la cancelación de Constellation)
  • Programa de plano espacial orbital

Un esfuerzo en la dirección del transporte espacial fue el programa de vehículos de lanzamiento reutilizables (RLV), iniciado en 1994 por la NASA. [40] Esto llevó a trabajar en los vehículos X-33 y X-34. [40] La NASA gastó alrededor de mil millones de dólares en desarrollar el X-33 con la esperanza de que esté en funcionamiento en 2005. [40] Otro programa alrededor del cambio de milenio fue la Iniciativa de Lanzamiento Espacial , que fue una iniciativa de lanzamiento de próxima generación. [41]

El programa de la Iniciativa de Lanzamiento Espacial se inició en 2001 y, a finales de 2002, se convirtió en dos programas, el Programa de Avión Espacial Orbital y el programa de Tecnología de Lanzamiento de Próxima Generación. [41] OSP se orientó a proporcionar acceso a la Estación Espacial Internacional. [41]

Otros vehículos que habrían asumido algunas de las responsabilidades de los transbordadores fueron el sistema de lanzamiento de personal HL-20 o el X-38 de la NASA del programa de vehículos de retorno de la tripulación , que eran principalmente para hacer bajar a las personas de la ISS. El X-38 fue cancelado en 2002, [42] y el HL-20 fue cancelado en 1993. [43] Existían varios otros programas como el Módulo Alternativo de Retorno de la Tripulación de la Estación (SCRAM) y el Vehículo de Retorno Asegurado de la Tripulación (ACRV) [44]

Según la Visión para la Exploración Espacial de 2004, el próximo programa humano de la NASA sería el programa Constellation con sus vehículos de lanzamiento Ares I y Ares V y la nave espacial Orion ; sin embargo, el programa Constellation nunca se financió por completo y, a principios de 2010, la administración Obama pidió al Congreso que, en cambio, respaldara un plan con una fuerte dependencia del sector privado para la entrega de carga y tripulación a LEO.

El programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial (COTS) comenzó en 2006 con el propósito de crear vehículos de carga sin tripulación operados comercialmente para dar servicio a la ISS. [45] El primero de estos vehículos, SpaceX Dragón , entró en funcionamiento en 2012, y la segunda, Orbital Sciences 's Cygnus lo hizo en 2014. [46]

El programa Commercial Crew Development (CCDev) se inició en 2010 con el propósito de crear naves espaciales tripuladas operadas comercialmente capaces de llevar al menos cuatro miembros de la tripulación a la ISS, permanecer atracados durante 180 días y luego devolverlos a la Tierra. [47] Se esperaba que estas naves espaciales, como el Dragon 2 de SpaceX y el Boeing CST-100 Starliner entraran en funcionamiento alrededor de 2020. [48] En la misión Crew Dragon Demo-2 , el Dragon 2 de SpaceX envió astronautas a la EEI, restaurando los humanos de Estados Unidos. capacidad de lanzamiento. La primera misión operativa SpaceX se lanzó el 15 de noviembre de 2020 a las 7:27:17 p.m. ET, llevando cuatro astronautas a la ISS.

Aunque el programa Constellation fue cancelado, ha sido reemplazado por un programa Artemis muy similar . La nave espacial Orion se ha mantenido prácticamente sin cambios con respecto a su diseño anterior. El planeado cohete Ares V ha sido reemplazado por el Space Launch System (SLS) más pequeño , que está planeado para lanzar Orion y otro hardware necesario. [49] Exploration Flight Test-1 (EFT-1), un vuelo de prueba sin tripulación de la nave espacial Orion, lanzado el 5 de diciembre de 2014 en un cohete Delta IV Heavy . [50]

Está previsto que Artemis 1 sea ​​el primer vuelo del SLS y se lanzará como una prueba del sistema completo Orion y SLS. [51] Durante la misión, una cápsula Orion sin tripulación pasará 10 días en una órbita retrógrada distante de 60.000 kilómetros (32.000 millas náuticas) alrededor de la Luna antes de regresar a la Tierra. [52] Artemis 2 , la primera misión tripulada del programa, lanzará cuatro astronautas en 2023 [53] en un sobrevuelo de retorno libre de la Luna a una distancia de 8,900 kilómetros (4,800 millas náuticas). [54] [55] [56] Después de Artemis 2, se planea entregar el elemento de potencia y propulsión del Lunar Gateway y tres componentes de un módulo de aterrizaje lunar prescindible en múltiples lanzamientos de proveedores de servicios de lanzamiento comercial . [57] Está previsto que el Artemis 3 se lance en 2024 a bordo de un cohete SLS Block 1 y utilizará el Gateway minimalista y el módulo de aterrizaje prescindible para lograr el primer aterrizaje lunar tripulado del programa. Está previsto que el vuelo aterrice en la región del polo sur lunar , donde dos astronautas permanecerán allí durante aproximadamente una semana. [57] [58] [59] [60] [61]

Galería

  • Motor lineal aerospike para el X-33 cancelado

  • La nave espacial Dragon, uno de los varios sucesores del transbordador espacial, se ve aquí en su camino para entregar carga a la ISS.

  • Nave espacial Orion de la NASA para la misión Artemis 1 vista en Plum Brook el 1 de diciembre de 2019

  • el Core Stage para el cohete Space Launch System para Artemis I

  • Lanzamiento de la etapa principal del sistema de lanzamiento espacial de las instalaciones de Michoud para su envío a Stennis

  • La nave espacial Boeing CST-100 Starliner en el cohete Atlas V

  • El SpaceX Crew Dragon en proceso de acoplamiento a la Estación Espacial Internacional

Atlantis unos 30 minutos después del aterrizaje final

El programa del Transbordador Espacial ocupó más de 654 instalaciones, utilizó más de 1,2 millones de equipos y empleó a más de 5.000 personas. El valor total del equipo superó los $ 12 mil millones. Las instalaciones relacionadas con el transbordador representaron más de una cuarta parte del inventario de la NASA. Había más de 1.200 proveedores activos en el programa en todo Estados Unidos. El plan de transición de la NASA tenía el programa operando hasta 2010 con una fase de transición y retiro que duraba hasta 2015. Durante este tiempo, el Ares I y Orion , así como el Altair Lunar Lander iban a estar en desarrollo, [62] aunque estos programas han sido desde entonces cancelado.

En la década de 2010, dos programas principales para vuelos espaciales tripulados son el Programa de tripulación comercial y el programa Artemis . El Complejo de Lanzamiento 39A del Centro Espacial Kennedy se utiliza, por ejemplo, para lanzar Falcon Heavy y Falcon 9 .

La reutilización parcial del transbordador espacial fue uno de los principales requisitos de diseño durante su desarrollo inicial. [63] : 164 Las decisiones técnicas que dictaron el retorno y la reutilización del orbitador redujeron las capacidades de carga útil por lanzamiento. La intención original era compensar esta menor carga útil reduciendo los costos por lanzamiento y una alta frecuencia de lanzamiento. Sin embargo, los costos reales del lanzamiento de un transbordador espacial fueron más altos de lo que se predijo inicialmente, y el transbordador espacial no realizó las 24 misiones previstas por año como predijo inicialmente la NASA. [64] [26] : III – 489–490 El transbordador espacial fue pensado originalmente como un vehículo de lanzamiento para desplegar satélites, para lo cual se utilizó principalmente en las misiones antes del desastre del Challenger . El precio de la NASA, que estaba por debajo del costo, era más bajo que el de los vehículos de lanzamiento prescindibles; la intención era que el gran volumen de misiones del transbordador espacial compensara las pérdidas financieras iniciales. La mejora de los vehículos de lanzamiento desechables y la transición de las cargas útiles comerciales en el Transbordador Espacial dio como resultado que los vehículos de lanzamiento desechables se convirtieran en la opción de despliegue principal para los satélites. [26] : III – 109–112

Los desastres fatales del Challenger y Columbia demostraron los riesgos de seguridad del transbordador espacial que podrían resultar en la pérdida de la tripulación. El diseño del avión espacial del orbitador limitó las opciones de aborto, ya que los escenarios de aborto requerían el vuelo controlado del orbitador a una pista o permitir que la tripulación saliera individualmente, en lugar de las opciones de aborto de escape en las cápsulas espaciales Apollo y Soyuz . [65] Los primeros análisis de seguridad anunciados por los ingenieros y la gerencia de la NASA predijeron que la posibilidad de una falla catastrófica que resultara en la muerte de la tripulación iba desde 1 de cada 100 lanzamientos hasta tan poco común como 1 de cada 100.000. [66] [67] Luego de la pérdida de dos misiones del Transbordador Espacial, se reevaluaron los riesgos para las misiones iniciales, y se encontró que la posibilidad de una pérdida catastrófica del vehículo y la tripulación era tan alta como 1 en 9. [68] La gerencia de la NASA fue criticada posteriormente por aceptar un mayor riesgo para la tripulación a cambio de tasas de misión más altas. Tanto el informe del Challenger como el del Columbia explicaron que la cultura de la NASA no había logrado mantener segura a la tripulación al no evaluar objetivamente los riesgos potenciales de las misiones. [67] [69] : 195–203

Se utilizaron muchos otros vehículos en apoyo del programa del Transbordador Espacial, principalmente vehículos de transporte terrestre.

  • El transportador sobre orugas transportó la plataforma de lanzamiento móvil y el transbordador espacial desde el Edificio de Ensamblaje de Vehículos (VAB) hasta el Complejo de Lanzamiento 39 , originalmente construido para el Proyecto Apolo.
  • El Shuttle Carrier Aircraft (SCA) eran dos Boeing 747 modificados . Cualquiera podría volar un orbitador desde sitios de aterrizaje alternativos de regreso al Centro Espacial Kennedy . [70] : I-377, 382 Estos aviones fueron retirados al Joe Davies Heritage Airpark en el Armstrong Flight Research Center y Space Center Houston .
  • Un remolque de transporte de 36 ruedas, el Orbiter Transfer System, construido originalmente para las instalaciones de lanzamiento de la Fuerza Aérea de los EE. UU . En la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California (desde entonces convertido para cohetes Delta IV ) transportaría al orbitador desde la instalación de aterrizaje hasta el lanzamiento. pad, que permitía tanto el "apilamiento" como el lanzamiento sin utilizar un edificio de estilo VAB separado y una calzada de transporte sobre orugas. Antes del cierre de la instalación de Vandenberg, los orbitadores fueron transportados desde el OPF al VAB en sus trenes de aterrizaje, solo para ser elevados cuando el orbitador estaba siendo elevado para su conexión a la pila SRB / ET. El remolque permitió el transporte del orbitador desde el OPF al soporte SCA "Mate-Demate" o al VAB sin poner ningún estrés adicional en el tren de aterrizaje.
  • El vehículo de transporte de tripulación (CTV), un puente de reacción del aeropuerto modificado , se utilizó para ayudar a los astronautas a salir del orbitador después del aterrizaje. Al ingresar a la CTV, los astronautas podrían quitarse sus trajes de lanzamiento y reentrada y luego dirigirse a las sillas y camas para los controles médicos antes de ser transportados de regreso a las habitaciones de la tripulación en el Edificio de Operaciones y Checkout . Construido originalmente para el Proyecto Apollo.
  • El Astrovan se utilizó para transportar astronautas desde las habitaciones de la tripulación en el Edificio de Operaciones y Caja hasta la plataforma de lanzamiento el día del lanzamiento. También se utilizó para transportar a los astronautas de regreso desde el vehículo de transporte de tripulación en la instalación de aterrizaje del transbordador .
  • Se determinó que las tres locomotoras que sirven al ferrocarril de la NASA , utilizadas para transportar segmentos de los impulsores de cohetes sólidos del transbordador espacial , ya no eran necesarias para la operación diaria en el Centro Espacial Kennedy. En abril de 2015, la locomotora n. ° 1 se envió al puerto de la parroquia de Natchitoches y la n. ° 3 se envió al ferrocarril de Madison . La locomotora n. ° 2 se envió al Museo del Ferrocarril de Gold Coast en 2014. [71]
Transportador de orugas n. ° 2 ("Franz") en una prueba de carretera en diciembre de 2004 después del reemplazo de la zapata de pista
Atlantis se está preparando para acoplarse al Shuttle Carrier Aircraft usando el Dispositivo Mate-Demate después de STS-44 .
MV Freedom Star fue una nave de recuperación de la NASA para los impulsores de cohetes sólidos del transbordador espacial

Notas al pie

  1. ↑ El transbordador soviético Buran era muy similar y fue diseñado para tener las mismas capacidades, pero realizó solo un vuelo espacial sin tripulación antes de que fuera cancelado.

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  •  Este artículo incorpora  material de dominio público de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .

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  • Vehículos Orbiter
  • Financiamiento del programa Shuttle 1992-2002
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  • Sitio oficial de la misión de la NASA
  • Sitio del transbordador espacial del Centro Espacial Johnson de la NASA
  • Archivos oficiales de la misión del transbordador espacial
  • Galería multimedia y archivos del transbordador espacial de la NASA
    • Shuttle audio, video e imágenes : archivos con capacidad de búsqueda desde STS-67 (1995) hasta el presente
    • Galería de medios del Centro Espacial Kennedy: galería de videos / audio / fotos con capacidad de búsqueda
  • Informes del Servicio de Investigación del Congreso (CRS) sobre el transbordador espacial
  • Historia de los vuelos espaciales de EE. UU .: Programa del transbordador espacial
  • Criterios meteorológicos para el lanzamiento del transbordador
  • Manifiesto de lanzamiento consolidado: vuelos de transbordadores espaciales y secuencia de ensamblaje de la ISS
  • Publicación de USENET - Preguntas frecuentes sobre el espacio no oficial por Jon Leech