SOYUZ-TMA

Soyuz Rusa
Tomado de: Nasa

La nave espacial Soyuz TMA esta diseñada para servir como vehiculo de retorno para la tripulacion de la Estacion Espacial Internacional, actuando como un salvavidas en el caso que por una emergencia la tripulacion debiera abandonar la ISS. Una nueva capsula Soyuz es llevada a la Estacion cada seis meses por una tripulacion "taxi", y luego esta tripulacion retorna a Tierra en la capsula Soyuz que habia permanecido en el espacio.

Nota: Sin embargo, en estos momentos (13 de febrero de 2005) y debido a que los Transbordadores Espaciales de Estados Unidos han debido pemanecer en Tierra desde el accidente del Columbia, el 1 de febrero de 2003, la rotacion de la tripulacion de la ISS ha sido asumida por las naves Soyuz. Con la capsula nueva ascienden a la estacion dos tripulantes de reemplazo para la Estacion mas un cosmonauta que los acompaña y que regresa con los dos tripulantes que bajan a Tierra en la Soyuz antigua. Desde el accidente del Columbia la tripulacion de la Estacion esta reducida a dos astronautas, se espera que el Shuttle reasuma los vuelos a partir de mayo-junio de este año 2005.

La capsula Soyuz es lanzada hacia la Estacion Espacial desde el Cosmodromo de Baikonur en Kazakhstan por un cohete Soyuz. La capsula consiste de un Modulo Orbital, un Modulo de Descenso y un Modulo de Propulsion e Instrumentacion.

Ver tambien:
Retorno al espacio del Shuttle
Shuttle, nave reutilizable
Flota de Transbordadores
ISS, Estacion Espacial Internacional
ISS, Status Report, ultimos
ISS, Status Report 2004
Soyuz TMA
Space Indice

Links externos:
Russian Soyuz
Launch Preparation
Launch Overview
Timelines
Landing
Landing Timeline and Graphics
Docking Locations
Soyuz Photos

Links externos relacionados:
Living in Space
Progress Spacecraft
Space Station Crews
Soyuz History
Soyuz Imagery
Soyuz and Mir
Taxi Crews

El Modulo Orbital, esta porcion de la nave espacial Soyuz es usada por la tripulacion mientras orbita en forma independiente. Tiene un volumen de 6,5 metros cubicos, con un mecanismo de acoplamiento, compuertas y antenas de rendezvous ubicadas en el extremo frontal. El mecanismo de acople es usado para unirse a la ISS, y la compuerta les permite a los astronautas entrar a la Estacion. Las antenas de rendezvous son usadas por el sistema automatico de acoplamiento, un sistema basado en el radar. Este modulo tambien tiene una ventanilla.

El lado opuesto del Modulo Orbital se conecta al Modulo de Descenso a travez de una compuerta presurizada. Antes de retornar a Tierra, el Modulo Orbital se separa del Modulo de Descenso, despues de la maniobra de deorbitacion, y se quema en su reentrada a la atmosfera.

El Modulo de Descenso, es donde los astronautas y cosmonautas se sientan para el lanzamiento y la reentrada y aterrizaje. Todos los controles y displays necesarios de la Soyuz estan localizados aqui. El modulo tambien contiene el soporte vital, abastecimientos y las baterias usadas durante el descenso, asi como los paracaidas primarios y de respaldo y los cohetes de aterrizaje. Tambien los asientos individualmente moldeados para cada uno de los mienbros de la tripulacion, estos aseguran la fijacion firme de cada uno de ellos durante el aterrizaje. Cuando un astronauta es llevado a la Estacion Orbital en el Shuttle, sus asientos son llevados con ellos y transferidos a la Suyuz que permanece en el espacio junto a la ISS, como parte de las actividades de cambio de mando.

El modulo tiene un periscopio, el que permite a la tripulacion ver el blanco de acoplamiento en la Estacion o hacer observaciones de la Tierra. Los ocho propulsores de peroxido de hidrogeno localizados en este modulo son usados para controlar la orientacion de la nave espacial, o la actitud, durante el descenso hasta que se despliegan los paracaidas. Tambien posee un sistema de guia, navegacion y control para maniobrar el vehiculo durante la fase de descenso de la mision.

Este modulo pesa 2.900 kilogramos, con un volumen habitable de 4 metros cubicos. Pueden retornar a Tierra en el aproximadamente 50 kilogramos de carga, y hasta 150 kg. si son solo dos los astronautas que regresan a Tierra. El Modulo de descenso es el unico que sobrevive en el retorno a Tierra.

El Modulo de Instrumentacion y Propulsion contiene tres compartimientos: el Intermedio, el de Instrumentacion y el de Propulsion.

El Compartimiento intermedio es a travez del cual se conecta al Modulo de Descenso. Este tambien contiene tanques de almacenamiento de oxigeno y los propulsores que controlan la actitud, asi como equipos de electronica, comunicaciones y control. Los sistemas de guia primaria, navegacion, control y computacion de la Soyuz estan en el Compartimiento de Instrumentacion, el que es un contenedor hermetico, lleno con gas nitrogeno circulante para enfriar los equipamientos avionicos. El Compartimiento de Propulsion contiene el sistema de control termico primario, y el radiador termico de la Soyuz, el que tiene una superficie de enfriamiento de 8 metros cuadrados. El sistema de propulsion, las baterias, paneles solares, el radiador, y la coneccion estructural con el cohete lanzador Soyuz se encuentan localizadas en este compartimiento.

El Compartimiento de Propulsion contiene el sistema que es usado para realizar cualquier maniobra mientras esta en orbita, incluyendo el rendezvous y acoplamiento con la Estacion Espacial y el encendido de deorbita necesario para retorner a Tierra. Los propelantes son tetroxido de nitrogeno dimetilhidrazina asimetrica. El sistema de propulsion primario y los sistemas de control de reaccion mas pequeños, usados para los cambios de actitud mientras esta en el espacio, comparten los mismos tanques de propelante.

Los dos paneles solares de la Soyuz estan unidos a cada lado de la seccion posterior del Modulo de Instrumentacion y Propulsion, y estan ligados a baterias recargables. Al igual que el Modulo Orbital, la seccion intermedia de este modulo se separa del Modulo de Descenso despues de las maniobras finales de deorbitacion y se quema en la atmosfera en su reentrada.

Rendezvous, Acoplamiento y Desacoplamiento
A una nave Soyuz le toma normalmete dos dias desde el lanzamiento para llegar a la ISS. El rendezvous y acoplamiento son maniobras automaticas, pero estando a menos de 150 metros, el Centro de Conrol de Mision en Moscu, monitorea la aproximacion y acoplamiento. La tripulacion de la Soyuz tiene la capacidad para manualmente intervenir o ejecutar estas maniobras.

Mejoras y pruebas de la Soyuz TMA
La nave espacial Soyuz TMA es el reemplazo de la Soyuz TM, que fue usada desde mayo de 1986 a noviembre de 2002, para llevar y traer astronautas y cosmonautas a la Estacion MIR y luego a la ISS desde noviembre de 2000.

La Soyuz TMA tiene mejoras en la seguridad, especialmente en el descenso y aterrizaje. Tiene computadores mas pequeños y eficientes y un panel de control mejorado. Ademas puede acomodar individuos tan altos como de 1,90 metros y 95 kg. de peso, comparado con 1,80 metros y 85 kg de la Soyuz TM. La talla minima para el astronauta es de 1,50 meros y 50 kg de peso, compatados al 1,60 metros y 56 kilogramos para la anterior Soyuz.

Dos nuevos motores reducen la velocidad del aterrizaje y las fuerzas G sentidas por la tripulacion entre un 15% y un 30%, y un sistema de control de entrada nuevo, y un acelerometro de tres ejes incrementan la exactitud del aterrizaje. Las mejoras en la intrumentacion incluyen un panel de mando con display en colores, el que es mas facil de usar y da a la tripulacion mas informacion, con controladores manuales que pueden ser asegurados bajo un panel de instrumentos. Todos los nuevos componentes en la Soyuz TMA pueden funcionar adecuadamente por lo menos un año en el espacio.

Los nuevos componentes y la nave Soyuz TMA completa fueron rigurosamente probados en Tierra, en un hangar de tests de caida, y en caidas desde el aire, asi como probados en el espacio antes que fuese declarada lista para volar. Por ejemplo, el acelerometro y su software asociado, asi como los cohetes boosters modificados (incorporados debido al incremento de masa de la nave), fueron probados en los vuelos de las naves de abastecimiento no tripuladas, Progress, mientras que el nuevo sistema de enfriamiento fue testeado en dos vuelos de naves Soyuz TM.

Las modificaciones estructurales del Modulo de Descenso, los asientos y el sistema de absorsion de choque, fueron testeados en un hangar de caida libre. Las modificaciones del sistema de aterrizaje, incluyendo las actualizaciones del software, fueron probadas en una serie de caidas libres aereas. Adicionalmente, se hicieron pruebas intensivas de los sistemas y componentes en Tierra.

Aterrizaje
Hasta tres tripulantes pueden volver a Tierra desde la ISS a bordo de la Soyuz TMA. La nave espacial desciende sobre las planicies de las estepas de Kazakhstan en el Asia Central. El viaje de la Soyuz a la Estacion toma dos dias, desde el lanzamiento hasta el acople, pero el retorno a Tierra toma menos de 3,5 horas.

Aligerando la Carga en el camino a casa
La capsula Soyuz TMA esta compuesta por tres elementos unidos extremo a axtremo, el Modulo Orbital, El Modulo de Descenso, y el Modulo de Instrumentacion y Propulsion. La tripulacion ocupa el elemento central, el Modulo de Descenso. Los otros dos modulos son descartados previo a la reentrada. Ellos se queman en la atmosfera, asi que solo el Modulo de Descenso retorna intacto a Tierra.

El Modulo Orbital provee a la tripulacion con un espacio extra durante los dos dias que dura el viaje hasta la Estacion. Este contiene elementos escenciales para el rendezvous y acoplamiento con el Compartimiento de Acople Pirs de la Estacion u otro puerto de acople: un mecanismo de acoplamiento, una compuerta, y antenas de redezvous. Despues que la Soyuz se desacopla de la ISS, este modulo ya no es necesario y es separado aproximadamente tres horas mas tarde.

El Modulo de Propulsion e Instrumentacion es separado al mismo tiempo, alrrededor de media hora despues que los propulsores han realizado su tarea, un encendido de deorbitacion, que saca a la nave de orbita. Con estos modulos se van los paneles solares. Este modulo contiene los sistemas primarios de guia, navegacion y computacion.

En el Modulo de Descenso hay un sistema de control secundario de guia y navegacion, que permite a la tripulacion maniobrar el vehiculo despues que el Modulo de Propulsion e Intrumentacion se ha separado. El Comandante de la Soyuz puede pilotar el modulo usando un controlador manual rotacional, que maneja el disparo de ocho propulsores de peroxido en el exterior de la nave. Este sistema se desactiva 15 minutos antes del aterrizaje, cuando los paracaidas se despliegan.

Esta ilustracion muestra el Modulo de Descenso de la Soyuz al centro, inmediatamente despues que los Modulos Orbital (izquierda), y de Instrumentacion y Propulsion (derecha), han sido separados.

Un aterrizaje mas suave:
Las flechas indican la localizacion de dos nuevos motores en la parte inferior del Modulo de Descenso de la Soyuz TMA. Estos se encienden un segundo antes de tocar Tierra, para reducir la fuerza del impacto.

Amortiguando el descenso
Habiendo elimimado dos tercios de la masa, la Soyuz llega a la Interface de Entrada, un punto a 121.920 metros sobre la Tierra, donde la friccion debido al engrosamiento de la atmosfera comienza a calentar las superficies externas, esto a tres horas despues del desacople. Restando solo 23 minutos para el aterrizaje en las planicies de las estepas de Asia Central, y la velocidad de descenso empieza a disminuir.

Ocho minutos mas tarde la nave espacial viajara a una velocidad de 230 metros por segundo. Previo a tocar Tierra su velocidad habra disminuido a 1,5 metros por segundo, y esta tocara Tierra a una velocidad aun menor. Varias caracteristicas de la nave aseguraran que la tripulacion aterrize, con seguridad y relativa comodidad.

Paracaidas
Cuatro paracaidas, desplegados 15 minutos antes del aterrizaje, dramaticamente disminuiran la velocidad de descenso. Dos paracaidas pilotos son los primeros en liberarse, y un paracaidas de dragado unido al segundo de estos le sigue inmediatamente despues. El paracaidas de dragado mide 24 metros cuadrados y baja la velocidad de descenso desde 230 metros por segundo a 80 metros por segundo.

El paracaidas principal es el ultimo en emerger. Este es el mayor, con un area de superficie de 1.000 metros cuadrados. Sus harneses inclinan la actitud de la nave a un angulo de 30º en relacion a Tierra, para disipar el calor, y luego hace retornar al Modulo de desceso a su posicion vertical antes de tocar Tierra.

Motores de Aterrizaje
El paracaidas principal baja la velocidad de descenso de la Soyuz a 7,2 metros por segundo, la que es aun muy alta para tocar Tierra en forma comoda. Un segundo antes de impacto, dos grupos de tres pequeños motores en la parte inferior se encienden, frenando aun mas la velocidad para amortiguar el impacto.

Asientos
Un mayor amortiguamiento del aterrizaje es producido por los asientos, modeados al cuerpo de cada tripulante. Los asientos son hechos antes de cada vuelo, moldeados individualmente al cuerpo del tripulante, esto asegura una mayor fijacion, y mayor comodidad en el momento del impacto. Cuando los astronautas son llevados a la Estacion Espacial por el Shuttle, sus asientos son llevados con ellos y transferidos a la Soyuz que permanece como nave salvavidas.

Mejoras en la Soyuz TMA para el aterrizaje:
Los asientos de la Soyuz TMA puede acomodar a tripulantes de mayor y de menor estatura que la Soyuz TM, y el sistema amortiguador de impactos a sido modificado para acomodarse al peso de los tripulantes.

La nave espacial Soyuz TMA es la sucesora de la Soyuz TM, la que fue usada desde mayo de 1986 a noviembre de 2002 para llevar y traer tripulaciones a la Estacion Espacial MIR y luego a la ISS, a partir de 2000.

Tiene incrementada su seguridad, especialmente en el descenso y aterrizaje. El agregado de dos nuevos motores, disminuyen la fuerza de impacto en Tierra entre en 15% a un 30%, y el nuevo sistema de control de entrada y un acelerometro de tres ejes incrementa la exactitud del aterrizaje. La mejora en la instrumentacion incluye un panel de mando con display en color, el que es mas facil de usar y da a la tripulacion mas informacion, con los controles manuales que pueden ser asegurados bajo el panel de instrumentos. Todos los nuevos componentes de la Soyuz TMA estan en condiciones de permanecer funcionles durante al menos un año de estadia en el espacio.

Las modificaciones estructurales del Modulo de Descenso, los asientos, y los sistemas de amortiguacion de impacto de los asientos, fueron probados en un hangar de pruebas de caida libre. las modificaciones del sistema de aterrizaje, incluyendo las actualizaciones del software asociadas, fueron testeadas en una serie de caidas aereas. Ademas, se hizo una extensiva serie de pruebas de los sistemas y componentes en Tierra.

Zona de Aterrizaje:
Despues de menos de 4 horas del desacoplamiento de la ISS, la Soyuz TMA retorna a Tierra en Kazakhstan.

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