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Contenido de la presente pagina:

• El Edificio de Ensamblaje Vehicular (VAB)
• Plataformas Moviles de Lanzamiento (MLP)
• Transporte-Oruga (Crawler-Transporter)
• Complejos de Lanzamiento 39-A y 39-B.
• Motores principales del Transbordador
• Sistemas de Maniobra Orbital (OMS) y Control de Reacción (RCS).
• Cohete acelerador sólido (SRB).
• Depósito o Tanque Externo (ET).
• El despegue y acenso a órbita.
• El descenso

Una fase poco conocida de una misión STS es el enzamblaje de los diversos componentes del transbordador espacial para su despegue. Esta labor se realiza en el Vehicle Assembly Building (VAB), uno de los más grandes edificios del mundo. Originalmente fue diseñado para el ensamblaje de los Apollo/Saturn ( ¡ el Saturn V con sus 111 metros de alto cabía perfectamente en el VAB ! ), ahora ha sido modificado para el transbordador espacial. El VAB consiste de diferentes secciones conocidas como "Bahias Principales" (High Bays). Las bahías 1 y 3 son usadas para el ensamblado e integración final del transbordador. La bahía dos se usa para las verificaciones y almacenamiento del tanque externo (ET), asi como para el almacenamiento de los transbordadores en caso de contingencia. La bahía 4 es usada para el ET, para acomodo de la carga de pago en la bodega del transbordador, así como para operaciones y manejo de los aceleradores de combustible solido (SRB) en caso de contingencia.

La "Bahía Inferior" (Low Bay) contiene el area de mantenimiento y reacondicionamiento de los motores-cohete del transbordador, y sirve como area de almacenaje de los segmentos de los SRB.

Turante las operaciones de ensamblaje del Shuttle dentro del VAB, de unen los segmentos de los aceleradores SRB y se transfieren a ensamblados a la bahía vecina para su verificación y acomodo en una "Plataforma Movil de Lanzamiento" (Mobile Launcher Plataform, MPL) en las bahías 1 o 3. Despues arriba el tanque externo (ET), el cual es inspeccionado en las bahías 2 o 4 y transferido a para su ensamblaje con los SRB. Posteriormente el transbordador es remolacado por un Complemo de Procesamientos del Orbiter (Orbiter Processing Facility) al VAB y colocado en posicion vertical, se desciende lentamente hacia el MPL y es ensamblado al resto del conjunto (el ET y los dos SRB). Cuando el ensamblaje y las verificaciones se completan, el "Transporte Oruga" (Crawler-Transporter) ingresa a la bahía, recoge la plataforma de lanzamiento y el vehiculo y lo traslada a la pista de lanzamiento.

Algunos datos interesantes sobre el VAB:

Cubre 3.25 hectareas, tiene 160 metros de altura, 218 metros de largo y 158 metros de ancho. Un volumen de 3,664,883 metros cubicos (a comparacion el Pentagono tiene 2,181,117 metros cubicos).

Su altura de 160 metros supera con creces a la Estatua de la Libertad, 93 mts.

El VAB es 3.75 veces más grande que el edificio Empire State.

Las puertas de ingreso a las bahías tienen 137 metros de alto, suficiente para ingresar un Saturno V.

Existen tres plataformas de este tipo. Anteriormente usadas por los Apollo/Saturn fueron modificadas para el transbordador espacial. La impresionante estrucruta de gruas, torres y brazos de sujeccion que los caracterizaba en los 60s y 70s fueron removidos, y la apertura colectora de gases de escape para el Saturno V fue sustituida por tres aperturas más pequeñas para acomodar las llamas de los motores del Shuttle y sus dos SRB.

La estructura tiene 7.6 metros de altura, 49 metros de largo y 41 metros de ancho.

En el vacío el MLP pesa 4.19 millones de kilogramos, con el transbordador sin carga de combustible alcanza los 5.45 millones de kg. Y soporta los 6.22 millones de kilogramos cuando el conjunto del Shuttle está cargado de combustible.

Tambien existen desde tiempos del Apollo/Saturn, ahora son usados con el Shuttle.

Cada uno de los dos existentes pesan 2721 toneladas métricas, miden 40 x 35 metros.

Cada uno de estos vehiculos consiste en un conjunto de cuatro orugas, cada una de 3 por 12 metros. Cada oruga tiene 57 eslabones, cada una de las cuales aplica al suelo 9 toneladas métricas (una tonelada).

El Crawler es accionado por 16 motores de traccion, accionados por cuatro generadores de 1000 kilovatios que a su vez son activados por dos motores diesel de 2750 hp. Los Crawler-Transporter tienen el record de los vehiculos más grandes del mundo. Desplazan la plataforma movil (MLP) del transbordador desde el VAB hasta la plataforma de lanzamiento. Dicha distancia, de 3.2 kilómetros la recorren den cerca de 5 horas. Su velocidad máxima es de 1.6 km por hora, su consumo de combustible es de 568 litros de gasolina por milla.

El sistema de suspensión del Crawler mantiene la punta del complejo del transbordador dentro de los 10 minutos de arco con respecto a la vertical (equivalente al diametro de anillo de enceste del basquetbol; inculso cuando el Crawler se desplaza por la rampa de 5% que sube hacia la plataforma de lanzamiento.

La altura de las orugas es ajustable de 6 a 8 metros. En cubierta superior cabría facilmente un campo de beisbol. Cuenta con dos cabinas de conduccion, una en cada extremo del chasis, para controlar los sistemas del Crawler.

Mas vale paso que aguante a trote que cansa: a su baja velocidad, los Crawlers han acumulado 2526 millas en sus viajes desde el edificio de ensamblaje hasta las plataformas de lanzamiento. La distancia es igual a un viaje entre Los Angeles y Cabo Kennedy.

Los complejos de las plataformas de lanzamiento 39 A y B fueron diseñadas para los Apollo y posteriormente modificadas para su uso con el Shuttle. Los cambios contemplaron la erección de una nueva Estructura Fija de Servicio ( "Fixed Service Structure": FSS), de la adición de una Estructura de Servicio Giratoria ("Rotating Service Structure": RSS), el remplazo de las desviaciones de llama del Satruno con tres desviaciones nuevas para el Shuttle, y el retiro de la torre umbilical superior que usaba el Saturno V.

En la actualidad el transbordador espacial (Shuttle) se conecta al combustible, el oxidante, el gas a alta presion, la electricidad y las líneas neumáticas con el equipo auxiliar de tierra, por medio del FSS, del RSS y de la plataforma movil de lanzamiento (MLP)

El acceso al transbordador y el mantenimiento en pista se proporciona por:

1. FSS - El brazo de ventilación de hidrógeno gaseoso para la corrente electrica y para la ventilación del hidrogeno del tanque externo.
2. RSS - Unidad Umbilical de Cuerpo Medio para servicio de las celulas de combustible y soporte de vida.
3. Recursos del RSS para carga y descarga de carga de pago.
4. Sistema Umbilical Hypergolico para mantenimiento de los sistemas del orbitador con liquidos y gases.
5. Brazo de ventilación de oxígeno gaseoso para prevenír la formación de hielo encima del tanque externo.
6. Brazo de Acceso al Orbiter (OAA) para entrada y salida de la tripulación.
7. MLP - Servicio de Mastiles de Popa para carga de propulsor y corriente eléctrica.

El FSS es rematado por un alto pararrayos de la fibra de vidrio de 24,4 metros, conectado a tierra por cables de 335 metros que están asegurados al norte y sur de la pista. El mástil proporciona protección contra rayos a las estructuras de la pista y el transbordador.

El RSS distribuye el peso de las cargas útiles verticalmente en la plataforma. Se monta en una pista semicircular que permite que gire a través de un arco de 120 grados en un radio de 36.6 metros. El RSS gira gracias a una bisagra en el FSS hasta que ajuste con bodega de carga del transbordador. Este sitio permite el acomodo de cargas de pago o su mantenimiento en el transbordador bajo condiciones libres de contaminación.

Las pistas 39-A y 39-B tiene virtualmente dimensiones idénticas y de son de formas casi octagonales. La distanacia entre las pistas es de 2657 metros. La base de la pista contiene 52000 metros cúbicos de concreto, la rampa tiene una inclinación de 5%. El foso contenedor de llama tiene 13 metros de profundidad, 137 de largo y 18 metros de ancho. Los deflectores o desviaciones de llama del orbiter es de 11.6 metros de alto, 22 de largo y 17.5 de ancho. Pesa 590,000 kgs. Los deflectores de los SRB son de 12.95 metros de alto, 12.8 de largo y 17.4 de ancho. Pesan 499m999 kgs. El sistema de supresión sónica mediante agua (Sound Suppression Water System) se utiliza para proteger la estructura contra la la intensa presión sónica del lanzamiento. Su tanque de agua tiene 88.9 metros de alto y una capacidad de 1,135,000 litros.

Hay 6 pedestales permanentes y 4 extensibles que son usados para soportar el MLP en la pista. Las cargas dinámicas de rebote durante el lanzamiento son de 3,175,200 a 4,762,000 kgs. La pista se enciende con cinco lienas de reflectores de xenón de alta intensidad (reflectores totales: 40) localizados alrededor del perímetro de la pista.

La altura de la Estructura Fija de Servicio (FSS) es de 105.7 metros a la tapa del pararrayos, y de la Estructura de Servicio Giratoria (RSS) son 57.6 metros de alto.

El LC-39 tambien contiene gigantescos tanques para el almacenamiento de oxígeno líquido (LOX) e hidrógeno líquido (LH2). Estos son gigantescos contenedores esféricos revestidos de dewar usados para almacenar los superfríos propulsores criógenicos del tanque externo (ET) del transbordador. El tanque del LOX esta situado en la esquina noroeste de la pista, y almacena hasta 3,406,500 litros de oxígeno líquido a una temperatura de - 183 grados C. El tanque LH2 está situado en la esquina noreste de la pista y almacena 3,218,250 litros de hidrógeno líquido a una temperatura de -235 grados C.

1. Conducto de entrada de hidrógeno líquido al motor.
2. Preválvula de hidrógeno líquido.
3. Preválvula de oxígeno líquido.
4. Colector de alimentación de hidrógeno líquido.
5. Recirculación de hidrógeno líquido.
6. Conexión de hidrógeno liquido entre el transbordador y el depósito externo.
7. Colector de alimentación de oxígeno líquido.
8. Conexión de oxígeno líquido entre el transbordador y el depósito externo.
9. Conducto de entrada de oxígeno líquido al motor.
10. Panel de interfaz del sistema de fluido.
11. Articulación universal del motor.
12. Escudo térmico.
13. Motor No. 3 (derecha)
14. Motor No. 2 (Izquierda)
15. Motor No. 1 (Centro).

Los tres motores principales están situados en la sección posterior del transbordador y son alimentados por oxígeno e hidrógeno líquidos del depósito externo. Combinan el funcionamiento de la cámara a alta presión, toberas acampanadas y cámaras de empuje enfriadas regenerativamente, para obtener un rendimiento máximo. Los tres motores están montados sobre una articulación universal para el control del vector de empuje durante el funcionamiento. Asi mismo cada motor incorpora un controlador, basado en una computadora digital, que regula el rendimiento y ajusta automáticamente su funcionamiento para obtener el empuje y la proporción de mezcla requeridos. El funcionamiento de los motores se registra por separado para facilitar las labores de mantenimiento. De producirse un incendio en cualquiera de los motores, se interrumpe la alimentación de combustible, que se dirige a los restantes para prolongar su funcionamiento. En estos casos, y según las circunstancias, la tripulación puede proseguir el vuelo o regresar a tierra. De ser así la nave ascendería por lo menos a 108 km antes de efectuar la maniobra de retorno. A continuación se desactivarían los motores principales, se separa el depósito externo y el transbordador inicia un planeo que termina en la pista de Cabo Canaveral. Si se produce una emergencia en un punto más avanzado del vuelo, podrían efectuarse diversas maniobras, incluso el vuelo arlrededor de la Tierra y el aterrizaje en alguna de las pistas de emergencia previstas.

Características técnicas.

Longitud: 4.27 m.

Diámetro máximo: 2.4 m.

Empuje: 107,800 kgf al nivel del mar; 213,152 kgf en vacío.

Contratista principal: Rocketdyne Division, Rockwell International.

1. Motores de maniobra orbital, de 2720 kg de empuje.
2. Depósitos de helio para control de reacción.
3. Depósito de combustible para maniobra orbital.
4. Depósito de combustible para control de reacción.
5. Depósito de oxidante para control de reacción.
6. Depósito de oxidante para maniobra orbital.
7. Depósito de helio para maniobra orbital.
8. Cohetes principales de control de reacción.
9. Cohetes auxiliares de control de reacción.
10. Conector de desactivación electrica.
11. Cohetes principales de control.
12. Deposito de oxidante.
13. Depósito de combustible.
14. Cavidad de servicio.
15. Depósito de helio.
16. Cohetes de cotnrol de precisión.

Ambos motores de maniobra orbital, situados en cápsulas montadas en la parte posterior del orbitador, proporcionan el empuje necesario para la inserción en órbita, paso a órbita circular, transferencia orbital, cita espacial y abandono de la órbita. Están montados sobre una articulación universal y son orientados por medio de actuadores electro mecánicos que controlan el vector de empuje. Los cohetes de control de reacción delanteros están situados en el morro de la nave. Los cohetes del sistema de control de reacción proporcionan el empuje necesario para introducir cambios de velocidad en órbita.

Características tecnicas (sistema de maniobra orbital).

Empuje: 2720 kgf.

Propulsor utilizabe por cápsula: combustible: monometil hidracina, 2043 kg; oxidante: tetroxido de nitrógeno. 3373 kg.

Contratista principal: Aerojet Liquid Rocket Company.

Carácterísticas técnicas (sistema de control de reacción).

El módulo delantero comprente: 14 cohetes principales, cada uno con un empuje de 394 kgf en vacío, 2 cohetes de control de precisión, cada uno con un empuje de 11,3 kgf en vacío. Cada grupo posterior comprende: 12 cohetes principales de 394 kgf de empuje de vacío y 2 de control de precisión de 11.3 kgf de empuje en vacío. Los propulsores osn monometilhidracina (combustible) y tetraoxido de nitrógeno (oxidante).

Contratista principal: CCI Corporation, Marquardt Company Division.

1. Paracaídas de frenado.
2. Cuatro motores de separación de 9832 kgf de empuje cada uno.
3. Paracaídas principal.
4. Sujeción del cohete al depósito externo de combustible.
5. Motor segmentado. La mezcla del propulsor se compone de perclorato de aluminio (oxidante), aluminio (combustible), ambos en polvo, óxido de hierro (catalizador) y un polímero (que mantiene la mezcla unida y también actúna como combustible). El grano del propulsor está configurado en cada cohete para reducir el empuje en un 33% aproximadamente a los 55 segundos del lanzamiento y evitar tensiones excesivas en el vehiculo en los momentos de máxima presíon dinámica.
6. Cuatro motores de separación de 9977 kg de empuje cada uno.
7. Sistema de control vectorial de la tobera.
8. Faldón posterior y soporte de lanzamiento.
9. Anillo de fijación al depósito externo, aviónica trasera, sujeción de empuje y arriostramiento transversal.
10. Avionica de separación, instrumentación de vuelo operativo, aviónica de recuperación y sistema de seguridad.
11. Faldón delantero.
12. Carena de morro.

Caracteristicas tecnicas.

Longitud: 45.5 m.

Diámetro: 3.7 m.

Empuje al nivel del mar: 1,201,815 kg.

Peso total aproximado: 586,506 kg.

Contratista princiapl: Thiokol Chemical Corporation.

Dos motores de este tipo, recuperables por medio de paracaídas, se encienden simultaneamente a los motores principales del transbordador para elevar verticalmente la lanzadera desde la plataforma.

1. Válvula de ventilación y carena del depósito de oxígeno líquido.
2. Depósito de oxígeno líquido.
3. Paredes amortiguadoras del movimiento del líquido.
4. Sección intermedia.
5. Estructura para la fijación de la parte delantera del transbordador.
6. Depósito de hidrógeno líquido.
7. Conductos de alimentación del propulsor y de presionización, y conexiones eléctricas.
8. Largueros interiores.
9. Placa umbilical entre los depósitos.
10. Sujección delantera del cohete acelerador.

Características técnicas.

Longitud: 47 m.

Diámetro: 8.38 m.

Peso total al despegue: 743 253 kg.

Peso inerte: 33 503 kg.

Carga nominal de oxígeno líquido: 604 028 kg.

Carga útil de oxígeno líquido: 428 473 lts.

Carga nominal de hidrógeno líquido: 101 587 kg.

Carga útil de hidrógeno líquido: 1 432 161 lts.

Todos los pesos son aproximados.

Contratista principal: Martin Marietta Aeroespace.

El depósito externo contiene los propulsores para los motores principales del transbordador. Sobre la porción delantera del oxígeno, en la zona entre los depósitos y a ambos lados del hidrógeno, se aplica un aislamiento de espuma para reducir la formación de hielo o escarcha durante el lanzamiento y reducir al minimo el calentamiento del interior, que haría hervir el propulsor líquido. Sobre los salientes y proyecciones del depósito se aplica un material ablativo (que se consume) como protección frente al calentamiento en la reentrada a la atmósfera. Unos sensores de nivel proporcionan información sobre la carga de propulsor y emiten señales de desactivación de los motores principales del orbitador cuando el nivel del propulsor es bajo.

Apartir de la mision STS-91 del Discovery a la estacion rusa Mir, el transbordador utilizara un nuevo Tanque Externo superligero hecho con una aleación litio-aluminio que reduce en tres toneladas el peso del ET, lo cual incrementa en la misma cantidad la carga útil del transbordador espacial. Cabe recordar que a pocos meses de vuelos iniciales del Shuttle el tanque externo dejó de pintarse de blanco para reducir el peso de la pintura y aumentar su capacidad de carga útil, desde entonces los tanques presentan su natural color naranja.

Durante el despuegué los dos SRB y los tres motores principales del transbordador entran en acción simultaneamente. Las caracteristicas de los cohetes de combustible sólido permiten un diseño con un despegue ligeramente más lento que las generaciones precedentes de naves espaciales tripuladas. La aceleración consiguiente es mucho más firme y la carga gravitacional máxima no es superior a 3 g en comparación con los 7 u 8 g de los vuelos Apolo.

Pasados dos minutos, y un consumo de unos 900 000 kg de propulsor, el transbordador se encuentra a 44 km de altura y a unos 41 km de KSC. En ese momento se ha consumido ya el combustible sólido y los dos SRB se separan. Descienden con paracaídas; hay tres paracaídas principales para cada propulsor, cada uno de ellos de 35 m de diámetro. Los propulsores caen al mar en un radio de 220 km.

La recuperacion de los SRB se realiza por medio de hombres rana inyectan aire comprimido a la tobera de salida de cada cohete, para mantenerlos flotando. Los paracaídas se recogen en los buques de rescate y dos remolcadores arrastran los cohetes hasta Cabo Kennedy. Allí se sacan las secciones centrales que albergan las materias propulsoras, que se devuelven al fabricante para que vuelva a rellenarlas. El cono de morro y las secciones de tobera se vuelven a colocar en el mismo lugar.

Separado de los SRB, el combustible del Tanque Externo (ET) continúa dirigiendo al transbordador, a sus tres motores principales hasta momentos antes de alcanzar la altura y velocidad orbitales. Entonces pasados ocho minutos del lanzamiento y antes de situarse en órbita, el depósito vacío se desprende y cae para quemarse por la fricción atmosférica. Tan solo algunas pequeñas piezas podrían caer sobre el Océano Indico, a 16 000 km del sitio de lanzamiento.

El último empujón rumbo a órbita lo realiza el Sistema de Maniobra Orbital (OMS) que pone en la órbita apropiada al transbordador, con alturas que dependiendo de la misión pueden ir de los 108 km a los 1 100 km de altura. Comparandolo con la fuerza bruta del despuegue, el trabajo de maniobra de la nave en órbita y de corregir el intinerario de vuelo es un procedimiento delicado. Los motores del OMS se utilizan también para cambiar órbitas, efectuar maniobras para llegar a puntos de cita y dejar la órbita para efectuar el viaje de regreso a casa. Las maniobras en el espacio tambien las realiza una combinación de motores pequeños que mantienen al Shuttle en actitud predeterminada. Se denomina Sistema de Control de Reacción (RCS); consiste en 38 propulsores primarios bipropulsores y seis pequeños propulsores de nonio. Varillas de control entre las piernas de los pilotos se utilizan para usar los propulsores y desconectarlos para movimientos de tonel y de cabeceo, mientras que los dedales de goma convencionales se utilizan para tratar el problema del derrape.

 Ilustración de Maniobras de Lanzamiento. 90tf6.jpg (74 Kb)

El descenso.

Una misión de transbordador puede durar desde siete días hasta treinta días. Cuando ha concluido la misión, el transbordador se encuentra en tal posición que se aleja de su dirección de viaje, y los motores OMS entran en funcionamiento para frenar la nave hacia una trayectoria de re-ingreso. El regreso es una operación más larga que el lanzamiento a órbita. El Orbiter empieza a perder altura lentamente. La re-entrada atmosférica comienza a una altura de aproximadamente 140 km.

El roce con la atmósfera producen aumentos de temperatura en el exterior del transbordador que van desde 315 hasta 1 438 grados centígrados, de los cuales del Shuttle y la tripulación están protegidos por el aislamiento térmico del fuselaje. En ese momento la nave se mueve a 28 000 km/h. El efecto de la fricción atmosférica y del frenado no se hace sentir sino 30 minutos más tarde, a unos 130 km sobre la tierra. Conforme la nave planea por la atmósfera superior, las fuerzas de desaceleración aumentan, elevandose a 1.5 g durante los 20 minutos siguientes y manteniendose a ese nivel durante una cantidad de tiempo similar. Desde los 21 000 m hasta la altura final de acercamiento de 3 000 m, la velocidad del transbordador se estabiliza a 540 km/h. Esta parte del vuelo dura solamente tres minutos y medio. La secuencia normal de aterrizaje es totalmente automática, y la velocidad en el momento de toque de tierra es de unos 350 km/h. El Shuttle se encuentra nuevamente en tierra, listo para procesos de remoción de carga y mantenimiento en espera de su próximo vuelo.

 Ilustración de Maniobras de Descenso. 90tf7.jpg (58 Kb)

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