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Nuevo sistema de escape de tripulaciones de la NASA
Al construir un sucesor del transbordador espacial, la NASA ha hecho de un componente una necesidad: un sistema para permitir que la tripulación escape en caso de que ocurra una catástrofe en la plataforma de lanzamiento o durante los primeros segundos de vuelo.
Evacuación segura: Un modelo de producción del nuevo sistema de aborto de lanzamiento de la NASA.
Por esta razón, se está desarrollando un sistema de escape de lanzamiento completamente nuevo para el vehículo de exploración de la tripulación Orion, que la NASA planea enviar al espacio a bordo de los cohetes Ares en 2015. Ambos son parte de la NASA. Programa de constelaciones para enviar humanos a la luna y, eventualmente, a Marte.
El nuevo sistema de escape separaría el módulo de la tripulación del cohete de lanzamiento en una fracción de segundo con una pequeña explosión controlada. Casi simultáneamente, se dispararía un motor cohete sólido, proporcionando un millón de libras de empuje para acelerar el módulo de 0 a 600 millas por hora en 3,5 segundos, llevando a los astronautas a una distancia segura antes de que se desplieguen los paracaídas del módulo.
Se consideró que un sistema de escape era una adición innecesaria al transbordador espacial, que originalmente fue diseñado para volar con frecuencia, llevando enormes cargas útiles, como grandes satélites, en órbita. Había tantos elementos de seguridad diseñados en el transbordador que la gente pensó que lo más seguro era asegurarse de que el transbordador siempre pudiera regresar a la pista en caso de que se apagara el motor, dice Jeffrey Hoffman , un ex astronauta y actualmente profesor de aeronáutica y astronáutica en el MIT. En retrospectiva, la gente estaría de acuerdo en que necesitamos un sistema de escape.
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Cómo funcionará el sistema de aborto de lanzamiento.
Este punto se demostró trágicamente en 1986, cuando el transbordador espacial Desafiador se rompió a los 73 segundos de vuelo debido a una falla en uno de sus propulsores de cohetes sólidos. Si la tripulación tenía un sistema de aborto de lanzamiento, podría haber tenido la oportunidad de escapar, dice Henri Fuhrmann, gerente de programa del nuevo sistema de aborto de lanzamiento en Ciencias Orbitales , una empresa aeroespacial que se ha asociado con la NASA para diseñar y desarrollar el sistema de escape. La agencia espacial también se ha asociado con Lockheed Martin , Reactivo y Alliant Techsystems ( INFORMÁTICA ) sobre el proyecto.
El diseño del nuevo sistema se basa en el sistema de escape de lanzamiento construido para la cápsula Apollo; también tiene similitudes con el sistema de aborto de Rusia en la nave espacial Soyuz. El sistema ruso se utilizó con éxito en 1983 cuando un El derrame de combustible provocó un incendio en la plataforma de lanzamiento. segundos antes del despegue. Pero el nuevo sistema de la NASA también contará con tecnologías novedosas, incluido un motor para dirigir el módulo de la tripulación y boquillas para revertir el flujo de gases calientes. El sistema es el primero de su tipo, dice Kevin Rivers, director de proyectos de la NASA. Centro de investigación de Langley , en Hampton, VA. A diferencia de sus predecesores, el sistema funcionará a una altitud de hasta 91.440 metros durante las fases del vuelo cuando el cohete es más susceptible a fallas.
Fuego en el hoyo: El motor de aborto para el nuevo sistema de aborto de lanzamiento se probó con éxito en octubre de 2008.
Será posible que la tripulación, el personal de control en tierra o la computadora de vuelo inicien un comando de interrupción. Una vez que el módulo de la tripulación y la torre de aborto de lanzamiento, que se encuentra en la parte superior del módulo, se han separado del cohete, un segundo motor dirigirá el vehículo hacia una orientación segura. Si se activa en la plataforma de lanzamiento, el módulo de tripulación y la torre de aborto volarán una milla en el aire y tres millas hacia abajo en relación con el cohete; durante el ascenso, estas distancias variarían en función de las condiciones de vuelo. Una vez que el vehículo está orientado de manera que el escudo térmico mire hacia adelante, un tercer motor se enciende para separar la torre de aborto de lanzamiento del módulo de tripulación, los paracaídas se despliegan y la cápsula salpica de manera segura en el océano para su recuperación.
El motor de aborto, el primer motor que se enciende, tiene un diseño único: sus cuatro boquillas desvían el flujo de los gases calientes que produce fuera del módulo de la tripulación. El segundo motor, que se encuentra en la parte superior de la torre y se utiliza para controlar y dirigir el vehículo, es el más complejo y consta de ocho pequeños propulsores que disparan diferencialmente para apuntar el morro del sistema de aborto de lanzamiento en la dirección en la que se encuentra. determinado el más seguro.
Apollo usó un sistema simple que fue controlado pasivamente como un gran dardo, dice Rivers de la NASA. Pero debido a las propiedades de masa del [nuevo sistema], se consideró que el uso de un sistema pasivo era aerodinámicamente inestable, dice David McGowan, ingeniero principal de Langley. Sin control de actitud, el vehículo simplemente se volcaría.
Los propulsores de dirección son bastante fantásticos, dice Scott Uebelhart , un asociado postdoctoral en el MIT que estudia vuelos espaciales tripulados. Y nadie ha probado un nuevo motor cohete como este en casi 40 años. Es un gran paso adelante.
La semana pasada, la NASA probó un sistema de aborto de lanzamiento alternativo llamado sistema de aborto de lanzamiento máximo, que se basa en algunos de los conceptos originales estudiados para el Programa Constellation. La prueba demostró una trayectoria estable, reorientación y separación del módulo de la tripulación del sistema de aborto, y la recuperación del paracaídas del simulador del módulo de la tripulación, pero fue diseñado principalmente para recopilar datos. No tenía que seguir los mismos criterios que el sistema más nuevo. Fue solo un intento rápido y un enfoque innovador para la investigación, dice Rivers.
El sistema de aborto del lanzamiento de Orion se someterá a su primera prueba de vuelo a finales de este año y a varias pruebas más antes de que esté listo para su lanzamiento en 2015.
Sabemos que estamos construyendo un sistema que salvará vidas, dice Fuhrmann. Es algo que esperamos no tener que operar nunca, pero si es necesario, debe funcionar sin problemas.