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El vuelo espacial (o vuelo espacial ) es una aplicación de la astronáutica para hacer volar naves espaciales hacia el espacio exterior o a través de él , con o sin humanos a bordo . Yuri Gagarin de la Unión Soviética fue el primer ser humano en realizar un vuelo espacial. Entre los ejemplos de vuelos espaciales tripulados se incluyen los programas de aterrizaje y transbordador espacial Apollo Moon de EE. UU. Y el programa ruso Soyuz , así como la actual Estación Espacial Internacional . Ejemplos de vuelos espaciales sin tripulación incluyen sondas espaciales que abandonan la órbita terrestre , así comosatélites en órbita alrededor de la Tierra, como satélites de comunicaciones . Estos operan por control telerobótico o son completamente autónomos .
Los vuelos espaciales se utilizan en la exploración espacial y también en actividades comerciales como el turismo espacial y las telecomunicaciones por satélite. Otros usos no comerciales de los vuelos espaciales incluyen observatorios espaciales , satélites de reconocimiento y otros satélites de observación de la Tierra .
Los vuelos espaciales se pueden lograr con diferentes tipos de sistemas de lanzamiento , convencionalmente mediante el lanzamiento de cohetes , que proporcionan el empuje inicial para vencer la fuerza de gravedad y propulsar una nave espacial desde la superficie de la Tierra. Una vez en el espacio, el movimiento de una nave espacial, tanto sin propulsión como cuando está en propulsión, está cubierto por el área de estudio llamada astrodinámica . Algunas naves espaciales permanecen en el espacio indefinidamente, algunas se desintegran durante la reentrada atmosférica y otras alcanzan una superficie planetaria o lunar para aterrizar o impactar.
Terminología [ editar ]
Hay varios términos que se refieren a un vuelo hacia o a través del espacio exterior .
Una misión espacial se refiere a un vuelo espacial destinado a lograr un objetivo. Objetivos para las misiones espaciales pueden incluir la exploración espacial , investigación espacial , y primicias nacionales en los vuelos espaciales.
El transporte espacial es el uso de naves espaciales para transportar personas o carga hacia el espacio exterior o a través de él. Esto puede incluir vuelos espaciales tripulados y vuelos de naves espaciales de carga .
Historia [ editar ]
La primera propuesta teórica de viajes espaciales utilizando cohetes fue publicada por el astrónomo y matemático escocés William Leitch , en un ensayo de 1861 "Un viaje por el espacio". [1] Más conocido (aunque no ampliamente fuera de Rusia) es el trabajo de Konstantin Tsiolkovsky , " Исследование мировых пространств реактивными приборами " ( The Exploration of Cosmic Space , publicado en 1903 por Means ).
El trabajo de cohetes de Tsiolkovsky no fue completamente apreciado en su vida, pero influyó en Sergey Korolev , quien se convirtió en el diseñador jefe de cohetes de la Unión Soviética bajo Joseph Stalin , para desarrollar misiles balísticos intercontinentales para transportar armas nucleares como una contramedida a los aviones bombarderos de Estados Unidos. Derivados de los misiles R-7 Semyorka de Korolev se utilizaron para lanzar el primer satélite terrestre artificial del mundo , Sputnik 1 , el 4 de octubre de 1957, y más tarde el primer humano en orbitar la Tierra, Yuri Gagarin en Vostok 1 , el 12 de abril de 1961. [2]
El vuelo espacial se convirtió en una posibilidad de ingeniería con el trabajo de la publicación de Robert H. Goddard en 1919 de su artículo A Method of Reaching Extreme Altitudes . Su aplicación de la boquilla de Laval a los cohetes de combustible líquido mejoró la eficiencia lo suficiente como para que los viajes interplanetarios fueran posibles. También demostró en el laboratorio que los cohetes funcionarían en el vacío del espacio; [ especificar ] sin embargo, su trabajo no fue tomado en serio por el público. Su intento de asegurar un contrato con el Ejército para un arma propulsada por cohetes en la Primera Guerra Mundial fue derrotado por el armisticio del 11 de noviembre de 1918 con Alemania.. Trabajando con apoyo financiero privado, fue el primero en lanzar un cohete de combustible líquido en 1926. Los artículos de Goddard fueron muy influyentes a nivel internacional en su campo.
En el transcurso de la Segunda Guerra Mundial, los primeros cohetes guiados, el V-2, fueron desarrollados y empleados como armas por el Tercer Reich . En un vuelo de prueba en junio de 1944, uno de esos cohetes alcanzó el espacio a una altitud de 189 kilómetros (102 millas náuticas), convirtiéndose en el primer objeto en la historia de la humanidad en hacerlo. [3] Al final de la Segunda Guerra Mundial, la mayor parte del equipo de cohetes V-2, incluido su jefe Wernher von Braun, se rindió a los Estados Unidos y fueron expatriados para trabajar en misiles estadounidenses en lo que se convirtió en la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército . Este trabajo en misiles como Juno I y Atlas permitió el lanzamiento del primer satélite estadounidense Explorer 1.el 1 de febrero de 1958, y el primer estadounidense en órbita, John Glenn en Friendship 7 el 20 de febrero de 1962. Como director del Centro Marshall de Vuelos Espaciales , Von Braun supervisó el desarrollo de una clase más grande de cohete llamado Saturno , que permitió a los EE. UU. enviar a los dos primeros humanos, Neil Armstrong y Buzz Aldrin , a la Luna y de regreso al Apolo 11 en julio de 1969. Al mismo tiempo, la Unión Soviética intentó en secreto, pero no pudo desarrollar el cohete N1 , destinado a darles la capacidad de aterrizar humanos en la Luna.
Fases [ editar ]
Lanzar [ editar ]
Los cohetes son el único medio actualmente capaz de alcanzar la órbita o más allá. Otros no cohete spacelaunch tecnologías aún no se han construido o se mantienen por debajo de las velocidades orbitales. El lanzamiento de un cohete para un vuelo espacial generalmente comienza desde un puerto espacial (cosmódromo), que puede estar equipado con complejos de lanzamiento y plataformas de lanzamiento para lanzamientos de cohetes verticales y pistas de despegue y aterrizaje de aviones portadores y naves espaciales aladas. Los puertos espaciales están situados lejos de la habitación humana por motivos de ruido y seguridad. Los misiles balísticos intercontinentales tienen varias instalaciones especiales de lanzamiento.
Un lanzamiento a menudo está restringido a ciertas ventanas de lanzamiento . Estas ventanas dependen de la posición de los cuerpos celestes y las órbitas en relación con el lugar de lanzamiento. La mayor influencia suele ser la rotación de la propia Tierra. Una vez lanzadas, las órbitas normalmente se ubican dentro de planos planos relativamente constantes en un ángulo fijo con el eje de la Tierra, y la Tierra gira dentro de esta órbita.
Una plataforma de lanzamiento es una estructura fija diseñada para enviar vehículos aéreos. Por lo general, consta de una torre de lanzamiento y una trinchera de llamas. Está rodeado de equipos que se utilizan para montar, alimentar y mantener vehículos de lanzamiento. Antes del lanzamiento, el cohete puede pesar varios cientos de toneladas. El transbordador espacial Columbia , en STS-1 , pesaba 2.030 toneladas (4.480.000 libras) al despegar.
Alcanzando el espacio [ editar ]
La definición más utilizada de espacio exterior es todo lo que se encuentra más allá de la línea de Kármán , que está a 100 kilómetros (62 millas) sobre la superficie de la Tierra. Estados Unidos a veces define el espacio ultraterrestre como todo lo que se encuentre más allá de las 50 millas (80 km) de altitud.
Los motores de cohetes son el único medio práctico de llegar al espacio en la actualidad. Los motores de avión convencionales no pueden llegar al espacio debido a la falta de oxígeno. Los motores de cohetes expulsan propelente para proporcionar un empuje hacia adelante que genera suficiente delta-v (cambio en la velocidad) para alcanzar la órbita.
Para los sistemas de lanzamiento con tripulación, los sistemas de escape de lanzamiento se instalan con frecuencia para permitir que los astronautas escapen en caso de emergencia.
Alternativas [ editar ]
Se han propuesto muchas formas de llegar al espacio distintas de los motores de cohetes. Ideas como el ascensor espacial , y los amarres intercambio de momento como motocultores o skyhooks requieren nuevos materiales mucho más fuertes que cualquiera actualmente conocido. Los lanzadores electromagnéticos, como los bucles de lanzamiento, podrían ser factibles con la tecnología actual. Otras ideas incluyen aviones / aviones espaciales asistidos por cohetes como los motores de reacción Skylon (actualmente en fase de desarrollo inicial), aviones espaciales propulsados por scramjet y aviones espaciales propulsados por RBCC. Se ha propuesto el lanzamiento de armas para carga.
Saliendo de la órbita [ editar ]
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Lograr una órbita cerrada no es esencial para los viajes lunares e interplanetarios. Los primeros vehículos espaciales soviéticos lograron con éxito alturas muy elevadas sin entrar en órbita. La NASA consideró lanzar misiones Apolo directamente en trayectorias lunares, pero adoptó la estrategia de entrar primero en una órbita de estacionamiento temporal y luego realizar una combustión separada varias órbitas más tarde en una trayectoria lunar. [5]
El enfoque de la órbita de estacionamiento simplificó enormemente la planificación de la misión Apolo de varias maneras importantes. Actuó como un "búfer de tiempo" y amplió sustancialmente las ventanas de lanzamiento permitidas . La órbita de estacionamiento les dio a la tripulación y a los controladores varias horas para revisar a fondo la nave espacial después de las tensiones del lanzamiento antes de enviarla a un largo viaje a la Luna. [5]
Las misiones Apolo minimizaron la penalización de rendimiento de la órbita de estacionamiento al mantener su altitud lo más baja posible. Por ejemplo, el Apolo 15 usó una órbita de estacionamiento inusualmente baja de 92.5 nmi × 91.5 nmi (171.3 km × 169.5 km) que no es sostenible por mucho tiempo debido a la fricción con la atmósfera de la Tierra , pero la tripulación solo pasaría tres horas antes de volver a encender el Tercera etapa del S-IVB para ponerlos en una trayectoria con destino a la luna. [6]
Las misiones robóticas no requieren una capacidad de aborto o minimización de la radiación, y debido a que los lanzadores modernos se encuentran habitualmente con ventanas de lanzamiento "instantáneas", las sondas espaciales a la Luna y otros planetas generalmente usan inyección directa para maximizar el rendimiento. Aunque algunos pueden deslizarse brevemente durante la secuencia de lanzamiento, no completan una o más órbitas de estacionamiento antes de la combustión que los inyecta en una trayectoria de escape de la Tierra.
La velocidad de escape de un cuerpo celeste disminuye con la altitud por encima de ese cuerpo. Sin embargo, es más económico que una nave queme su combustible lo más cerca posible del suelo; ver efecto Oberth y referencia. [7] Esta es otra forma de explicar la penalización de rendimiento asociada con el establecimiento del perigeo seguro de una órbita de estacionamiento.
Astrodinámica [ editar ]
La astrodinámica es el estudio de las trayectorias de las naves espaciales, particularmente en lo que se refiere a los efectos gravitacionales y de propulsión. La astrodinámica permite que una nave espacial llegue a su destino en el momento correcto sin un uso excesivo de propulsores. Un sistema de maniobra orbital puede ser necesaria para mantener o órbitas de cambio.
Non-cohetes métodos de propulsión orbital incluyen velas solares , velas magnéticas , sistemas magnéticos de burbujas de plasma , y el uso de tirachinas gravitacionales efectos.
Transferir energía [ editar ]
El término "energía de transferencia" significa la cantidad total de energía impartida por una etapa de cohete a su carga útil. Esta puede ser la energía impartida por una primera etapa de un vehículo de lanzamiento a una etapa superior más la carga útil, o por una etapa superior o un motor de propulsión de una nave espacial a una nave espacial . [8] [9]
Llegando a la estación espacial [ editar ]
Para llegar a una estación espacial , una nave espacial tendría que llegar a la misma órbita y acercarse a una distancia muy cercana (por ejemplo, dentro del contacto visual). Esto se realiza mediante un conjunto de maniobras orbitales llamadas encuentro espacial .
Después de reunirse con la estación espacial, el vehículo espacial atraca o atraca con la estación. El atraque se refiere a la unión de dos vehículos espaciales de vuelo libre separados, [10] [11] [12] [13] mientras que el atraque se refiere a las operaciones de acoplamiento en las que un vehículo inactivo se coloca en la interfaz de acoplamiento de otro vehículo espacial mediante el uso de un brazo robótico . [10] [12] [13]
Reingreso [ editar ]
Los vehículos en órbita tienen grandes cantidades de energía cinética. Esta energía debe descartarse si el vehículo va a aterrizar de forma segura sin vaporizarse en la atmósfera. Normalmente, este proceso requiere métodos especiales para proteger contra el calentamiento aerodinámico . La teoría detrás de la reentrada fue desarrollada por Harry Julian Allen . Según esta teoría, los vehículos de reentrada presentan formas contundentes a la atmósfera para su reentrada. Las formas romas significan que menos del 1% de la energía cinética termina como calor que llega al vehículo y el resto calienta la atmósfera.
Aterrizaje y recuperación [ editar ]
Las cápsulas de Mercurio , Géminis y Apolo cayeron al mar. Estas cápsulas fueron diseñadas para aterrizar a velocidades relativamente bajas con la ayuda de un paracaídas. Las cápsulas soviéticas / rusas para Soyuz utilizan un gran paracaídas y cohetes de frenado para aterrizar en tierra. Los aviones espaciales como el transbordador espacial aterrizan como un planeador .
Después de un aterrizaje exitoso, la nave espacial, sus ocupantes y la carga se pueden recuperar. En algunos casos, la recuperación se ha producido antes del aterrizaje: mientras una nave espacial todavía está descendiendo en su paracaídas, puede ser enganchada por una aeronave especialmente diseñada. Esta técnica de recuperación en el aire se utilizó para recuperar los botes de película de los satélites espías Corona .
Tipos [ editar ]
Desatornillado [ editar ]
Los vuelos espaciales sin tripulación son todas las actividades de vuelos espaciales sin una presencia humana necesaria en el espacio. Esto incluye todas las sondas espaciales, satélites y naves y misiones robóticas. Los vuelos espaciales sin tripulación son lo opuesto a los vuelos espaciales tripulados, que generalmente se denominan vuelos espaciales tripulados . Las subcategorías de vuelos espaciales sin tripulación son "naves espaciales robóticas" (objetos) y "misiones espaciales robóticas" (actividades). Una nave espacial robótica es una nave espacial sin tripulación sin humanos a bordo, que generalmente está bajo control telerobótico . En algunos casos, como en el caso de los helicópteros, es posible que una nave espacial deba actuar de forma autónoma durante cortos períodos de tiempo. [14] Una nave espacial robótica diseñada para realizar mediciones de investigación científica a menudo se denominasonda espacial .
Las misiones espaciales sin tripulación utilizan naves espaciales controladas a distancia . La primera misión espacial sin tripulación fue Sputnik , lanzada el 4 de octubre de 1957 para orbitar la Tierra. Las misiones espaciales en las que hay otros animales a bordo, pero no humanos, se consideran misiones sin tripulación.
Beneficios [ editar ]
Muchas misiones espaciales son más adecuadas para operaciones telerobóticas que con tripulación , debido a su menor costo y menores factores de riesgo. Además, algunos destinos planetarios como Venus o las proximidades de Júpiter son demasiado hostiles para la supervivencia humana, dada la tecnología actual. Planetas exteriores como Saturno , Urano y Neptunoestán demasiado lejos para alcanzarlos con la tecnología actual de vuelos espaciales tripulados, por lo que las sondas telerobóticas son la única forma de explorarlos. La telerobótica también permite la exploración de regiones que son vulnerables a la contaminación por microorganismos terrestres, ya que las naves espaciales pueden esterilizarse. Los seres humanos no se pueden esterilizar de la misma manera que una nave espacial, ya que coexisten con numerosos microorganismos, y estos microorganismos también son difíciles de contener dentro de una nave espacial o traje espacial.
Telepresencia [ editar ]
La telerobótica se convierte en telepresencia cuando el retardo de tiempo es lo suficientemente corto como para permitir el control de la nave espacial casi en tiempo real por parte de los humanos. Incluso el retraso de la velocidad de la luz de dos segundos para la Luna está demasiado lejos para la exploración de telepresencia desde la Tierra. Las posiciones L1 y L2 permiten retrasos de ida y vuelta de 400 milisegundos, lo que es lo suficientemente cercano para la operación de telepresencia. También se ha sugerido la telepresencia como una forma de reparar satélites en órbita terrestre desde la Tierra. El Simposio de Exploración de Telerobótica en 2012 exploró este y otros temas. [15]
Humano [ editar ]
El primer vuelo espacial humano fue Vostok 1 el 12 de abril de 1961, en el que el cosmonauta Yuri Gagarin de la URSS hizo una órbita alrededor de la Tierra. En los documentos oficiales soviéticos, no se menciona el hecho de que Gagarin se lanzó en paracaídas las últimas siete millas. [16] A partir de 2020, las únicas naves espaciales que se utilizan regularmente para vuelos espaciales tripulados son Soyuz , Shenzhou y Crew Dragon . La flota del transbordador espacial estadounidense operó desde abril de 1981 hasta julio de 2011. SpaceShipOne ha realizado dos vuelos espaciales suborbitales humanos.
Suborbital [ editar ]
En un vuelo espacial suborbital, la nave llega al espacio y luego regresa a la atmósfera después de seguir una trayectoria (principalmente) balística. Esto generalmente se debe a una energía orbital específica insuficiente , en cuyo caso un vuelo suborbital durará solo unos minutos, pero también es posible que un objeto con energía suficiente para una órbita tenga una trayectoria que se cruce con la atmósfera de la Tierra, a veces después de muchos años. horas. Pioneer 1 fue la primera sonda espacial de la NASA destinada a alcanzar la Luna. Una falla parcial hizo que en su lugar siguiera una trayectoria suborbital a una altitud de 113,854 kilómetros (70,746 millas) antes de volver a ingresar a la atmósfera de la Tierra 43 horas después del lanzamiento.
El límite del espacio más generalmente reconocido es la línea Kármán a 100 km (62 millas) sobre el nivel del mar. (La NASA define alternativamente a un astronauta como alguien que ha volado a más de 80 km (50 millas) sobre el nivel del mar). Generalmente, el público no reconoce que el aumento en la energía potencial requerida para pasar la línea de Kármán es solo alrededor del 3% de la energía orbital (potencial más energía cinética) requerida por la órbita más baja posible de la Tierra (una órbita circular justo por encima de la línea de Kármán). En otras palabras, es mucho más fácil llegar al espacio que permanecer allí. El 17 de mayo de 2004, el Equipo Civil de Exploración Espacial lanzó el cohete GoFast en un vuelo suborbital, el primer vuelo espacial amateur. El 21 de junio de 2004, SpaceShipOne se utilizó por primera financiación privada Vuelo espacial humano .
Punto a punto [ editar ]
El transporte punto a punto, o de Tierra a Tierra, es una categoría de vuelo espacial suborbital en el que una nave espacial proporciona un transporte rápido entre dos ubicaciones terrestres. [17] Una ruta aérea convencional entre Londres y Sydney , un vuelo que normalmente dura más de veinte horas , podría atravesarse en menos de una hora. [18] Si bien ninguna empresa ofrece este tipo de transporte en la actualidad, SpaceX ha revelado planes para hacerlo ya en la década de 2020 utilizando Starship . [19]El vuelo espacial suborbital sobre una distancia intercontinental requiere una velocidad del vehículo que es solo un poco más baja que la velocidad requerida para alcanzar la órbita terrestre baja. [20] Si se utilizan cohetes, el tamaño del cohete en relación con la carga útil es similar a un misil balístico intercontinental (ICBM). Cualquier vuelo espacial intercontinental tiene que superar problemas de calentamiento durante el reingreso a la atmósfera que son casi tan grandes como los que enfrentan los vuelos espaciales orbitales.
Orbital [ editar ]
Un vuelo espacial orbital mínimo requiere velocidades mucho más altas que un vuelo suborbital mínimo, por lo que es tecnológicamente mucho más desafiante de lograr. Para lograr un vuelo espacial orbital, la velocidad tangencial alrededor de la Tierra es tan importante como la altitud. Para realizar un vuelo estable y duradero en el espacio, la nave espacial debe alcanzar la velocidad orbital mínima requerida para una órbita cerrada .
Interplanetario [ editar ]
El vuelo espacial interplanetario es un vuelo entre planetas dentro de un solo sistema planetario . En la práctica, el uso del término se limita a viajar entre los planetas de nuestro Sistema Solar . Los planes para futuras misiones de vuelos espaciales interplanetarios tripulados a menudo incluyen el montaje final del vehículo en órbita terrestre, como el programa Constellation de la NASA y el tándem Kliper / Parom de Rusia .
Interestelar [ editar ]
'' New Horizons '' es la quinta nave espacial puesta en una trayectoria de escape que sale del Sistema Solar . Voyager 1 , Voyager 2 , Pioneer 10 , Pioneer 11 son los primeros. La más alejada del Sol es la Voyager 1 , que está a más de 100 UA de distancia y se mueve a 3,6 UA por año. [21] En comparación, Proxima Centauri , la estrella más cercana que no sea el Sol, está a 267.000 UA de distancia. La Voyager 1 tardará más de 74.000 años en alcanzar esta distancia. Diseños de vehículos que utilizan otras técnicas, como la propulsión nuclear por pulsos.es probable que puedan alcanzar la estrella más cercana significativamente más rápido. Otra posibilidad que podría permitir los vuelos espaciales interestelares humanos es hacer uso de la dilatación del tiempo , ya que esto haría posible que los pasajeros de un vehículo en movimiento rápido viajen más hacia el futuro mientras envejecen muy poco, ya que su gran velocidad ralentiza el viaje. tasa de paso del tiempo a bordo. Sin embargo, alcanzar velocidades tan altas aún requeriría el uso de algún método de propulsión nuevo y avanzado .
Intergaláctico [ editar ]
Los viajes intergalácticos implican vuelos espaciales entre galaxias y se consideran mucho más exigentes tecnológicamente que incluso los viajes interestelares y, según los términos de ingeniería actuales, se consideran ciencia ficción . Sin embargo, teóricamente hablando, no hay nada que indique de manera concluyente que los viajes intergalácticos sean imposibles. Hasta la fecha, varios académicos han estudiado los viajes intergalácticos de manera seria. [22] [23] [24]
Nave espacial [ editar ]
Las naves espaciales son vehículos capaces de controlar su trayectoria a través del espacio.
A veces se dice que la primera "verdadera nave espacial" es el Módulo Lunar Apolo , [25] ya que este fue el único vehículo tripulado que fue diseñado y operado solo en el espacio; y destaca por su forma no aerodinámica.
Propulsión [ editar ]
Hoy en día, las naves espaciales utilizan predominantemente cohetes para la propulsión , pero otras técnicas de propulsión, como los impulsores de iones, se están volviendo más comunes, particularmente para vehículos sin tripulación, y esto puede reducir significativamente la masa del vehículo y aumentar su delta-v .
Sistemas de lanzamiento [ editar ]
Los sistemas de lanzamiento se utilizan para transportar una carga útil desde la superficie de la Tierra al espacio exterior.
Prescindible [ editar ]
La mayoría de los vuelos espaciales actuales utilizan sistemas de lanzamiento desechables de varias etapas para llegar al espacio.
Reutilizable [ editar ]
La primera nave espacial reutilizable, la X-15 , fue lanzada al aire en una trayectoria suborbital el 19 de julio de 1963. La primera nave espacial orbital parcialmente reutilizable, el transbordador espacial , fue lanzada por los Estados Unidos en el 20 aniversario del vuelo de Yuri Gagarin . el 12 de abril de 1981. Durante la era del transbordador, se construyeron seis orbitadores, todos los cuales volaron en la atmósfera y cinco en el espacio. El Enterprise se usó solo para pruebas de aproximación y aterrizaje, despegando desde la parte trasera de un Boeing 747 y planeando hasta aterrizajes muertos en Edwards AFB, California . El primer transbordador espacial en volar al espacio fue el Columbia , seguido por el Challenger ,Discovery , Atlantis y Endeavour . El Endeavour fue construido para reemplazar al Challenger , que se perdió en enero de 1986. El Columbia se rompió durante el reingreso en febrero de 2003.
La primera nave espacial automática parcialmente reutilizable fue la Buran ( Snowstorm ), lanzada por la URSS el 15 de noviembre de 1988, aunque sólo realizó un vuelo. Este avión espacial fue diseñado para una tripulación y se parecía mucho al transbordador espacial estadounidense, aunque sus propulsores de descarga usaban propulsores líquidos y sus motores principales estaban ubicados en la base de lo que sería el tanque externo del transbordador estadounidense. La falta de financiación, complicada por la disolución de la URSS, impidió nuevos vuelos de Buran.
El Transbordador Espacial se retiró en 2011 debido principalmente a su vejez y al alto costo del programa, llegando a más de mil millones de dólares por vuelo. La función de transporte humano del Shuttle será reemplazada por SpaceX Dragon 2 y CST-100 en la década de 2020. La función de transporte de carga pesada del transbordador es reemplazada por vehículos comerciales de lanzamiento.
Scaled Composites SpaceShipOne fue un avión espacial suborbital reutilizable que llevó a los pilotos Mike Melvill y Brian Binnie en vuelos consecutivos en 2004 para ganar el premio Ansari X Prize . The Spaceship Company ha construido su sucesor SpaceShipTwo . Una flota de SpaceShipTwos operada por Virgin Galactic planeó comenzar un vuelo espacial privado reutilizable con pasajeros de pago ( turistas espaciales ) en 2008, pero esto se retrasó debido a un accidente en el desarrollo de la propulsión. [26]
SpaceX logró el primer aterrizaje suave vertical de una etapa de cohete orbital reutilizable el 21 de diciembre de 2015, después de entregar 11 satélites comerciales Orbcomm OG-2 en órbita terrestre baja . [27]
El primer segundo vuelo del Falcon 9 ocurrió el 30 de marzo de 2017. [28] SpaceX ahora recupera y reutiliza rutinariamente sus primeras etapas, con la intención de reutilizar también los carenados . [29]
El X-15 se aleja de su avión de lanzamiento
El transbordador espacial Columbia segundos después del encendido del motor en la misión STS-1
SpaceShipOne después de su vuelo al espacio, 21 de junio de 2004
La primera etapa del vuelo 20 del Falcon 9 aterrizó verticalmente en la zona de aterrizaje 1 en diciembre de 2015
Desafíos [ editar ]
Desastres espaciales [ editar ]
Todos los vehículos de lanzamiento contienen una gran cantidad de energía que se necesita para que una parte de ellos alcance la órbita. Por tanto, existe cierto riesgo de que esta energía se libere de forma prematura y repentina, con efectos importantes. Cuando un cohete Delta II explotó 13 segundos después del lanzamiento el 17 de enero de 1997, hubo informes de escaparates a 10 millas (16 km) de distancia que se rompieron por la explosión. [30]
El espacio es un entorno bastante predecible, pero aún existen riesgos de despresurización accidental y la falla potencial del equipo, algunos de los cuales pueden ser de reciente desarrollo.
En 2004, la Asociación Internacional para el Avance de la Seguridad Espacial se estableció en los Países Bajos para promover la cooperación internacional y el avance científico en la seguridad de los sistemas espaciales. [31]
Ingravidez [ editar ]
En un entorno de microgravedad como el que proporciona una nave espacial en órbita alrededor de la Tierra, los humanos experimentan una sensación de "ingravidez". La exposición a corto plazo a la microgravedad causa el síndrome de adaptación espacial , una náusea autolimitada causada por un trastorno del sistema vestibular . La exposición prolongada causa múltiples problemas de salud. La más significativa es la pérdida de masa ósea, parte de la cual es permanente, pero la microgravedad también conduce a un importante desacondicionamiento de los tejidos musculares y cardiovasculares.
Radiación [ editar ]
Una vez sobre la atmósfera, la radiación debida a los cinturones de Van Allen , la radiación solar y los problemas de radiación cósmica ocurren y aumentan. Más lejos de la Tierra, las erupciones solares pueden dar una dosis de radiación fatal en minutos, y la amenaza para la salud de la radiación cósmica aumenta significativamente las posibilidades de cáncer durante una década de exposición o más. [32]
Soporte vital [ editar ]
En los vuelos espaciales tripulados, el sistema de soporte vital es un grupo de dispositivos que permiten que un ser humano sobreviva en el espacio exterior. La NASA a menudo usa la frase Sistema de soporte vital y control ambiental o el acrónimo ECLSS cuando describe estos sistemas para sus misiones de vuelos espaciales tripulados . [33] El sistema de soporte vital puede suministrar: aire , agua y alimentos . También debe mantener la temperatura corporal correcta, una presión aceptable sobre el cuerpo y lidiar con los productos de desecho del cuerpo. También puede ser necesario protegerse contra influencias externas dañinas, como radiación y micrometeoritos. Los componentes del sistema de soporte vital son críticos para la vida, y están diseñados y construidos utilizando técnicas de ingeniería de seguridad .
Clima espacial [ editar ]
El clima espacial es el concepto de condiciones ambientales cambiantes en el espacio ultraterrestre . Es distinto del concepto de clima dentro de una atmósfera planetaria y se ocupa de fenómenos que involucran plasma ambiental , campos magnéticos, radiación y otra materia en el espacio (generalmente cerca de la Tierra pero también en un medio interplanetario y ocasionalmente interestelar ). "El clima espacial describe las condiciones en el espacio que afectan a la Tierra y sus sistemas tecnológicos. Nuestro clima espacial es una consecuencia del comportamiento del Sol, la naturaleza del campo magnético de la Tierra y nuestra ubicación en el Sistema Solar". [34]
El clima espacial ejerce una profunda influencia en varias áreas relacionadas con la exploración y el desarrollo espaciales. Las condiciones geomagnéticas cambiantes pueden inducir cambios en la densidad atmosférica provocando la rápida degradación de la altitud de la nave espacial en la órbita terrestre baja . Las tormentas geomagnéticas debido al aumento de la actividad solar pueden potencialmente cegar los sensores a bordo de las naves espaciales o interferir con la electrónica a bordo. La comprensión de las condiciones ambientales espaciales también es importante en el diseño de sistemas de protección y soporte vital para naves espaciales tripuladas.
Consideraciones ambientales [ editar ]
Los cohetes como clase no son intrínsecamente contaminantes. Sin embargo, algunos cohetes utilizan propulsores tóxicos y la mayoría de los vehículos utilizan propulsores que no son neutrales en carbono . Muchos cohetes sólidos tienen cloro en forma de perclorato u otros químicos, y esto puede causar agujeros locales temporales en la capa de ozono. Las naves espaciales que vuelven a entrar generan nitratos que también pueden afectar temporalmente la capa de ozono. La mayoría de los cohetes están hechos de metales que pueden tener un impacto ambiental durante su construcción.
Además de los efectos atmosféricos, hay efectos en el entorno espacial cercano a la Tierra. Existe la posibilidad de que la órbita se vuelva inaccesible durante generaciones debido al aumento exponencial de los desechos espaciales causados por el desprendimiento de satélites y vehículos ( síndrome de Kessler ). Por lo tanto, muchos vehículos lanzados hoy en día están diseñados para volver a ingresar después de su uso.
Reglamento [ editar ]
Una amplia gama de cuestiones, como la gestión del tráfico espacial o la responsabilidad, han sido cuestiones de la reglamentación de los vuelos espaciales.
La participación y representación de toda la humanidad en los vuelos espaciales es una cuestión de derecho espacial internacional desde la primera fase de la exploración espacial. [35] A pesar de que se han asegurado algunos derechos de los países que no viajan por el espacio, compartir el espacio para toda la humanidad todavía es criticado como imperialista y carente de comprensión de los vuelos espaciales como un recurso. [35]
Aplicaciones [ editar ]
Las aplicaciones actuales y propuestas para los vuelos espaciales incluyen:
- Satélites de observación de la Tierra como satélites espía , satélites meteorológicos
- Exploración espacial
- Satelites de comunicacion
- Televisión via satélite
- Navegación satelital
- Turismo espacial
- Proteger la Tierra de objetos potencialmente peligrosos
- Colonización espacial
La mayor parte del desarrollo inicial de los vuelos espaciales fue financiada por los gobiernos. Sin embargo, hoy en día los principales mercados de lanzamiento, como los satélites de comunicaciones y la televisión por satélite, son puramente comerciales, aunque muchos de los lanzadores fueron financiados originalmente por los gobiernos.
Los vuelos espaciales privados son un área en rápido desarrollo: los vuelos espaciales que no solo son pagados por corporaciones o incluso individuos privados, sino que a menudo son proporcionados por compañías privadas de vuelos espaciales . Estas empresas a menudo afirman que gran parte del alto costo anterior del acceso al espacio fue causado por ineficiencias gubernamentales que pueden evitar. Esta afirmación puede estar respaldada por costos de lanzamiento publicados mucho más bajos para vehículos de lanzamiento espacial privados como el Falcon 9 desarrollado con financiamiento privado. Se requerirán menores costos de lanzamiento y una excelente seguridad para que aplicaciones como el turismo espacial y especialmente la colonización espacial sean factibles de expansión.
Civilización espacial: naciones y otras entidades [ editar ]
Navegar por el espacio es ser capaz y estar activo en la operación de naves espaciales . Implica el conocimiento de una variedad de temas y el desarrollo de habilidades especializadas que incluyen: aeronáutica ; astronáutica ; programas para entrenar astronautas ; meteorología espacial y predicción; operaciones de naves espaciales; operación de diversos equipos; diseño y construcción de naves espaciales; despegue y reentrada atmosféricos; mecánica orbital (también conocida como astrodinámica); comunicaciones; motores y cohetes; ejecución de evoluciones como remolque, construcción de microgravedad y acoplamiento espacial; equipo de manipulación de carga, cargas peligrosas y almacenamiento de carga; caminata espacial ; lidiar con emergencias; supervivencia en el espacio y primeros auxilios; lucha contra incendios; soporte vital . El grado de conocimiento necesario en estas áreas depende de la naturaleza del trabajo y del tipo de embarcación empleada. La " navegación espacial" es análoga a la navegación .
Nunca ha habido una misión tripulada fuera del sistema Tierra - Luna . Sin embargo, los Estados Unidos, Rusia, China, los países de la Agencia Espacial Europea (ESA) y algunas corporaciones y empresas tienen planes en varias etapas para viajar a Marte (ver Misión humana a Marte ).
Las entidades espaciales pueden ser estados soberanos , entidades supranacionales y corporaciones privadas . Las naciones espaciales son aquellas capaces de construir y lanzar naves al espacio de forma independiente. [36] [37] [38] Un número creciente de entidades privadas se han convertido o están comenzando a viajar al espacio.
Global [ editar ]
La Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre (UNOOSA) inició el primer programa espacial de las Naciones Unidas para una civilización espacial [39] en 2016.
Naciones con tripulación espacial [ editar ]
Actualmente , Rusia , China y Estados Unidos son las únicas naciones con tripulación espacial . Naciones espaciales enumeradas por año del primer lanzamiento con tripulación:
- Unión Soviética ( Rusia ) (1961)
- Estados Unidos (1961)
- China (2003)
Naciones espaciales sin tripulación [ editar ]
Las siguientes naciones u organizaciones han desarrollado sus propios vehículos de lanzamiento para poner en órbita naves espaciales sin tripulación, ya sea desde su propio territorio o con ayuda extranjera (fecha del primer lanzamiento entre paréntesis): [40]
- Unión Soviética (1957)
- Estados Unidos (1958)
- Francia (1965)
- Italia (1967)
- Australia (1967) ★
- Japón (1970)
- China (1970)
- Reino Unido (1971)
- Agencia Espacial Europea (1979)
- India (1980)
- Israel (1988)
- Ucrania (1991) * [41]
- Rusia (1992) *
- Irán (2009) [42]
- Corea del Norte (2012) [43]
- Corea del Sur (2013) ★ [44]
- Nueva Zelanda (2018) ★
- * Anteriormente una región importante en la Unión Soviética
- ★ Vehículo de lanzamiento desarrollado total o parcialmente por otro país
Además, varios países, como Canadá, Italia y Australia, tenían capacidad espacial semiindependiente, lanzando satélites construidos localmente en lanzadores extranjeros. Canadá había diseñado y construido satélites (Alouette 1 y 2) en 1962 y 1965 que fueron orbitados utilizando vehículos de lanzamiento estadounidenses. Italia ha diseñado y construido varios satélites, así como módulos presurizados para la Estación Espacial Internacional . Los primeros satélites italianos se lanzaron utilizando vehículos proporcionados por la NASA, primero desde Wallops Flight Facility en 1964 y luego desde un puerto espacial en Kenia ( Plataforma San Marco ) entre 1967 y 1988; [ cita requerida ] Italia ha liderado el desarrollo de la Vegaprograma de cohetes dentro de la Agencia Espacial Europea desde 1998. [45] El Reino Unido abandonó su programa de lanzamiento espacial independiente en 1972 a favor de cooperar con la Organización Europea para el Desarrollo de Lanzadores (ELDO) en tecnologías de lanzamiento hasta 1974. Australia abandonó su programa de lanzadores poco después del exitoso lanzamiento de WRESAT , y se convirtió en el único miembro no europeo de ELDO.
Considerando que el mero lanzamiento de un objeto más allá de la línea Kármán es el requisito mínimo de la navegación espacial, Alemania , con el cohete V-2 , se convirtió en la primera nación espacial en 1944. [46] Las siguientes naciones solo han logrado la capacidad de vuelo espacial suborbital mediante el lanzamiento de cohetes autóctonos. o misiles o ambos en el espacio suborbital.
- Alemania (20 de junio de 1944)
- Alemania del Este (12 de abril de 1957)
- Canadá (5 de septiembre de 1959)
- Líbano (21 de noviembre de 1962)
- Suiza (27 de octubre de 1967)
- Argentina (16 de abril de 1969)
- Brasil (21 de septiembre de 1976)
- España (18 de febrero de 1981)
- Alemania Occidental (1 de marzo de 1981)
- Irak (junio de 1984)
- Sudáfrica (1 de junio de 1989)
- Suecia (8 de mayo de 1991)
- Yemen (12 de mayo de 1994)
- Pakistán (6 de abril de 1998)
- Taiwán (15 de diciembre de 1998)
- Siria (1 de septiembre de 2000)
- Indonesia (29 de septiembre de 2004)
- República Democrática del Congo (2007)
- Nueva Zelanda (30 de noviembre de 2009)
- Noruega (27 de septiembre de 2018)
- Países Bajos (19 de septiembre de 2020) [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53]
- Turquía (29 de octubre de 2020)
Ver también [ editar ]
- Arte del paisaje aéreo: arte visual que representa la apariencia de un paisaje visto desde una aeronave o nave espacial.
- Lista de naves espaciales tripuladas - artículo de la lista de Wikipedia
- Lista de sondas del Sistema Solar - artículo de la lista de Wikimedia
- Lista de registros de vuelos espaciales - artículo de la lista de Wikipedia
- Lista de naves espaciales sin tripulación por programa - artículo de la lista de Wikipedia
- Orbiter (simulator) - Videojuego
- Animales en el espacio : una descripción general de la investigación espacial sobre animales vivos
- Plantas en el espacio : el crecimiento de plantas en el espacio exterior
- Vuelo espacial privado: vuelo espacial realizado y pagado por una entidad que no sea una agencia gubernamental.
- Espacio y supervivencia : idea de que la presencia a largo plazo de la presencia humana en el universo requiere una civilización espacial.
- Defensa del espacio : defensa de la exploración y / o colonización del espacio
- Colonización espacial : concepto de habitación humana permanente fuera de la Tierra
- Puesto avanzado humano: hábitats humanos controlados y creados artificialmente ubicados en entornos inhóspitos para los humanos, como en el espacio.
- Logística espacial : logística para viajes espaciales
- Propulsión de naves espaciales : método utilizado para acelerar naves espaciales
- Cronología de satélites artificiales y sondas espaciales - artículo de la lista de Wikimedia
- Cronología de la exploración del Sistema Solar
- Historia de la exploración espacial soviética en sellos soviéticos
- Historia de la exploración espacial de EE. UU. En sellos de EE. UU.
- Escala de Kardashev : método para medir el nivel de avance tecnológico de una civilización
Referencias [ editar ]
- ^ William Leitch (1867). La gloria de Dios en los cielos . A. Strahan.
- ^ Peter Bond, Obituario: Teniente general Kerim Kerimov , The Independent , 7 de abril de 2003.
- ^ Lucy Rogers (2008). Es ÚNICAMENTE Ciencia espacial: una introducción en inglés sencillo . Springer Science & Business Media. pag. 25. ISBN 978-0-387-75377-5.
- ^ "NASA - NSSDC - Nave espacial - Detalles" . Nssdc.gsfc.nasa.gov . Consultado el 5 de noviembre de 2013 .
- ^ a b "Ventana de lanzamiento del aterrizaje lunar de Apolo: los factores de control y las limitaciones" . NASA.
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- ^ "Fondo de prelanzamiento de Musk en Falcon 9 Flight 20" . Comunicado de prensa de SpaceX . 22 de diciembre de 2015 . Consultado el 28 de diciembre de 2015 .
- ^ a b John Cook; Valery Aksamentov; Thomas Hoffman; Wes Bruner (1 de enero de 2011). "Mecanismos de interfaz ISS y su herencia" (PDF) . Houston, Texas: Boeing . Consultado el 31 de marzo de 2015 .
El acoplamiento es cuando una nave espacial entrante se encuentra con otra nave espacial y vuela una trayectoria de colisión controlada de tal manera que alinea y conecta los mecanismos de interfaz. Los mecanismos de acoplamiento de la nave espacial suelen entrar en lo que se denomina captura suave, seguida de una fase de atenuación de la carga y luego en la posición de acoplamiento rígido que establece una conexión estructural hermética entre las naves espaciales. Atracar, por el contrario, es cuando una nave espacial entrante es agarrada por un brazo robótico y su mecanismo de interfaz se coloca muy cerca del mecanismo de interfaz estacionario. Luego, por lo general, hay un proceso de captura, alineación aproximada y alineación fina, y luego unión estructural.
- ^ "Estandarización de acoplamiento internacional" (PDF) . NASA. 2009-03-17. pag. 15 . Consultado el 4 de marzo de 2011 .
Acoplamiento: unión o unión de dos vehículos espaciales de vuelo libre separados
- ↑ a b Fehse, Wigbert (2003). Encuentro automatizado y acoplamiento de naves espaciales . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. ISBN 978-0521824927.
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El atraque se refiere a las operaciones de acoplamiento en las que se coloca un módulo / vehículo inactivo en la interfaz de acoplamiento mediante un sistema de manipulación remota RMS. El atraque se refiere a las operaciones de apareamiento en las que un vehículo activo vuela hacia la interfaz de apareamiento por sus propios medios.
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El concepto más común para el transporte suborbital de la Tierra a la Tierra proviene nada menos que de Elon Musk y SpaceX.
Diseñado principalmente para transportar grandes cargas útiles a Marte con el propósito de colonizar, el sistema de lanzamiento Starship de próxima generación ofrece una capacidad adicional para transportar grandes cantidades de carga alrededor de la Tierra.
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- ^ "Fuego exitoso" . Twitter . Consultado el 19 de septiembre de 2020 .
Lectura adicional [ editar ]
- Erik Gregerson (2010): An Explorer's Guide to the Universe - Unmanned Space Missions , Britannica Educational Publishing, ISBN 978-1-61530-052-5 (libro electrónico)
Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con los vuelos espaciales . |
 | Busque vuelos espaciales en Wiktionary, el diccionario gratuito. |
| Recursos de la biblioteca sobre Spaceflight |
|
- Ingeniería aeroespacial en Wikiversity
- Enciclopedia Astronautica
- Conceptos básicos de los vuelos espaciales
- Tedd E. Hankins; H. Paul Shuch (4 de marzo de 1987). "Reflexiones: vuelos espaciales tripulados o no tripulados" (PDF) . Consultado el 15 de abril de 2011 .
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