30 años del primer paseo espacial sin cables

El astronauta flota en solitario en medio del espacio. Bajo sus pies, la Tierra, desplazándose lentamente. Aunque en realidad es él quien se mueve a ocho kilómetros por segundo siguiendo una órbita alrededor del planeta. Por encima, la negrura del espacio, rota por el sol más deslumbrante que jamás haya visto. Ningún ruido puede atravesar el vacío y perturbar el silencioso paseo espacial del astronauta. Sólo los ventiladores y sistemas de soporte vital se pueden escuchar dentro del traje, un zumbido continuo y tranquilizador. Frente a él, un  transbordador espacial le acompaña en su órbita. Sin ninguna referencia visual para juzgar su tamaño, la lanzadera parece un pequeño modelo a escala que alguien ha colocado en el espacio. Es la primera vez que un ser humano se ha convertido en un auténtico satélite artificial.

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Icónica imagen de Bruce McCandless durante su famosa EVA durante la STS-41B (NASA).

El pasado 7 de febrero se cumplieron treinta años de esta escena memorable que ya forma parte de la historia de la conquista del espacio. El astronauta se llamaba Bruce McCandless y la misión era la STS-41B Challenger. Como suele ocurrir, la gesta se ha exagerado con el tiempo y ha alcanzado casi el nivel de leyenda. Al fin y al cabo, no era la primera vez que un astronauta se alejaba de su nave sin conexión alguna, ni mucho menos. En todos los paseos espaciales -o EVAs en el lenguaje de la NASA, VKD para los rusos (‘actividad extravehicular’)- sobre la Luna que tuvieron lugar durante las misiones Apolo los astronautas no llevaban ningún tipo de cable que les uniese al módulo lunar. Detalles al parecer sin importancia, porque la fotografía de McCandless flotando en el espacio pronto se convertiría en uno de los iconos de los años 80. La historia de esta imagen es en realidad la historia de la MMU (Manned Maneuvering Unit), la Unidad de Maniobra Tripulada o ‘mochila propulsora’ que permitió hacer realidad el histórico paseo espacial de McCandless.

La misión STS-41B Challenger había sido bautizada originalmente como STS-11, pero algún jefazo de la NASA pensó que no era una buena idea tener misiones con números consecutivos. ¿Y si una misión se retrasaba, como pronto sucedió? ¿No causaría mucha confusión lanzar primero la STS-15 en vez de la STS-11, por ejemplo? Así que se decidió combatir la confusión con más confusión y la NASA introdujo una nomenclatura tan farragosa que nadie sería capaz de descifrarla. A partir de entonces cada misión del transbordador estaría designada por dos números y una letra. El primer número hacía referencia al año del lanzamiento. Por ejemplo, en nuestro caso el ‘4’ haría referencia a ‘1984’. Pero por si alguien pensaba que esto era demasiado sencillo, este número designaría los años fiscales del gobierno norteamericano, que no coinciden exactamente con los años naturales. El segundo dígito designaba el centro de lanzamiento, ‘1’ para el Centro Espacial Kennedy y ‘2’ para la Base de Vandenberg. Por último, la letra señalaría el orden de lanzamiento previsto en el momento de crear la misión. Con este sistema, si la misión STS-41C se lanzaba antes que la STS-41B a nadie le chocaría mucho. O eso esperaban los jefes de la NASA. Hay otra leyenda que circula por ahí y que dice que el cambio fue en realidad un intento de evitar una misión ‘STS-13’. Por la mala suerte y todo eso, ya sabes. O lo que viene a ser la triskaidecafobia de toda la vida.

Con superstición o sin ella, la primera misión en usar el nuevo sistema fue la STS-9 Columbia, que fue bautizada como STS-41A. Pero a la mayoría de medios les pilló el cambio a contrapié y apenas se hicieron eco del mismo. Sería la STS-41B Challenger la primera misión que solamente sería conocida por la nueva designación (la STS-10 era una misión militar que fue pospuesta). El objetivo principal de la misión era poner en órbita dos anodinos satélites de comunicaciones geoestacionarios, el Westar 6 y el Palapa B2. Suena un tanto surrealista, pero por entonces la NASA tenía la loca pretensión de usar el transbordador para todos sus lanzamientos espaciales y sustituir a los cohetes tradicionales hasta en las tareas más mundanas.

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McCandless durante la STS-41B (NASA).
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McCandless con la MMU en la bodega de carga del shuttle (NASA).

Pero el experimento estrella -mediáticamente hablando, se entiende- eran los dos paseos espaciales para probar la MMU por primera vez. El encargado de usarla sería Bruce McCandless, un veterano astronauta de la NASA que se había unido a la agencia espacial en 1966 y que sin embargo aún no había viajado al espacio. Cuando McCandless se incorporó a la NASA tenía la esperanza de participar en alguna misión Apolo o Skylab, pero ambos programas se cancelaron antes de que llegase su oportunidad. McCandless fue transferido al programa del transbordador espacial o space shuttle, pero el primer lanzamiento se retrasó desde finales de los años 70 a 1981. McCandless tuvo que esperar 18 años para poder convertirse en astronauta ‘de verdad’ y durante todo ese tiempo tuvo que ver cómo algunos astronautas más jóvenes pertenecientes al Grupo 8 de la NASA alcanzaban el espacio antes que él. Por cierto, este grupo fue informalmente conocido como los TFNG, unas siglas que según la NASA significaban los Thirty Five New Guys (‘los 35 nuevos chicos’), pero que en realidad hacían referencia a The Fucking New Guys, que era como el reducido grupo de curtidos veteranos de la NASA llamaba a esta nueva y amplia colección de jóvenes astronautas.

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Emblema de la STS-41B. Si uno se fija aparecen once estrellas, un indicativo de que ésta iba a ser la STS-11 (NASA).

La elección de McCandless como ‘piloto de MMU’ no sería casualidad. Bruce había participado en el programa Skylab y fue uno de los encargados de supervisar la mochila propulsora M-509 o ASMU (Automatically Stabilized Maneuvering Unit) que, junto con otra mochila llamada FCMU (Foot Controlled Maneuvering Unit), se probaría en el interior de la gran estación espacial durante las misiones Skylab 3 y 4. A su vez, las mochilas del Skylab eran las descendientes directa de la AMU (Air Force Maneuvering Unit) que voló en la misión Gémini 9 y que Gene Cernan fue incapaz de pilotar. La AMU, que debía haber sido empleada en el programa de estaciones militares MOL, había sido diseñada después de la limitada experiencia con la rudimentaria pistola de gas que usó Ed White durante el primer paseo espacial estadounidense. El interés de la NASA en la MMU era enorme. Ahora que el transbordador se iba a convertir en una especie de ‘camión espacial’ lanzando satélites a diestro y siniestro, se necesitaba algún tipo de sistema que permitiese a un astronauta acercarse, rescatar y reparar un satélite varado en órbita baja. Otra misión potencial de la MMU era poder inspeccionar y reparar el delicado escudo térmico de losetas del transbordador. La mayor parte del escudo quedaba fuera del alcance de un astronauta montado en el brazo robot, que era el procedimiento estándar para llevar a cabo un paseo espacial.

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Un astronauta del Skylab prueba la mochila M-509 dentro del Skylab (NASA).
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Mochila ASMU usada durante el programa Gémini (NASA).

Pero la NASA había previsto el ensayo de la MMU en la misión 41B de cara a un objetivo más próximo y directo, y es que la agencia espacial planeaba capturar y reparar el observatorio espacial Solar Max en la misión STS-41C. Evidentemente, antes era necesario asegurarse de que la MMU funcionaría correctamente.

Con unas dimensiones de 1,2 x 1,1 x 0,81 metros, la MMU era una mochila de gran tamaño y bastante pesada -136 kg- diseñada para acoplarse a su vez a la mochila de soporte vital PLSS del traje espacial EMU del transbordador. La MMU había sido construida por Martin Marietta después de ganar en 1980 un contrato de la NASA por 27 millones de dólares. En cada misión se llevarían dos MMU que se situarían en la parte frontal de la bodega de carga, cerca de la esclusa. El sistema de propulsión estaba formado por dos tanques con seis kg de nitrógeno gaseoso que alimentaban 24 pequeños propulsores de 7,56 newton de empuje cada uno. El astronauta pilotaba la MMU mediante dos pequeños mandos situados en el extremos de sendos apoyabrazos: el mando de la derecha servía para controlar los movimientos de rotación (giro, guiñada y alabeo), mientras que el de la izquierda servía para la traslación en tres ejes. Dos baterías de plata-zinc se encargarían de suministrar la electricidad necesaria para los sistemas. El astronauta se pondría la MMU en la bodega de carga del shuttle apoyando los pies en una plataforma especial y la escafandra EMU se engancharía mediante un cinto pectoral y dos pestillos situados en la PLSS.

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Mochila MMU (NASA).
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Uso de la MMU (NASA).
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Esquema de la MMU y el EMU en la bodega de carga (NASA).
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Tanques de nitrógeno de la MMU (NASA).
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Puntos de unión de la MMU con la escafandra EMU (NASA).
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Sistema de propulsión de la MMU (NASA).
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Sistema de conexión de la MMU con la bodega del transbordador (NASA).

La autonomía de la MMU era de unas seis horas, pero este límite era una simple formalidad. En la práctica, el uso de la mochila estaba limitado por las reservas de oxígeno del traje EMU -unas ocho horas- y el consumo de nitrógeno en las maniobras del astronauta. La distancia máxima a la que se podía alejar del transbordador era de unos 140 metros. En caso de emergencia el shuttle se acercaría al astronauta y usaría el brazo robot para traerlo de vuelta a la bodega de carga. En caso necesario el astronauta podría recargar las reservas de nitrógeno de la MMU en menos de veinte minutos usando un sistema específico localizado en la bodega.

El Challenger (OV-099) despegó el 3 de febrero de 1984 en la misión STS-41B, la décima del programa del transbordador, con cinco tripulantes. Además de Bruce McCandless, en su interior viajaban el comandante Vance Brand, el piloto Robert Gibson y los especialistas de misión Robert Stewart y Ronald McNair (este último moriría dos años después en la misión Challenger STS-51L). Cuatro días después del lanzamiento McCandless y Stewart realizaron la primera de las dos EVAs planeadas. Al fin McCandless se pudo poner la MMU en el espacio, una misión para la que se había entrenado durante casi toda su vida profesional.

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La tripulación de la STS-41B. De izqda. a dcha.: Stewart, Brand, McNair, Gibson y McCandless (NASA).

El astronauta se alejó a poco a poco hasta alcanzar los 98 metros de distancia, moviéndose a una velocidad máxima de 1,5-3 km/h (la MMU no era un dispositivo para gente con prisas). La mochila se comportó perfectamente, salvo por un pequeño imprevisto. Cuando McCandless usaba los controles de traslación, la mochila también se ponía a girar. Al principio Bruce pensó que se trataba de un problema con el sistema de propulsión o de control, pero pronto se dio cuenta de que el fallo no era tal. Simplemente el centro de masas del sistema cuerpo-mochila se encontraba ligeramente desplazado con respecto a la posición prevista.

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McCandless y Stewart en la bodega del transbordador cerca de sus MMU (NASA).
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El Challenger durante la misiónSTS-41B visto por McCandless (NASA).
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Configuración de carga de la STS-41B (NASA).

En su punto más lejano, Gibson tomó la famosa serie de fotografías de McCandless que inmortalizarían la misión para siempre. Después de esta EVA de 5 horas y 55 minutos, el 9 de febrero McCandless y Stewart volvieron a probar la MMU durante un paseo de 6 horas y 17 minutos. En esta ocasión, Stewart ensayó un sistema de carga de combustible en órbita usando una maqueta parcial del Landsat 4.

La MMU alcanzaría una popularidad tal que la llevó a aparecer en numerosas obras de ficción (se me ocurren las películas Space Cowboys o Gravity, por citar un par de ejemplos). Paradójicamente, y a pesar de su fama, la MMU resultó ser un pequeño fracaso. Sólo fue usada por un total de seis astronautas en tres misiones espaciales, todas ellas lanzadas en 1984. Además de la STS-41B, George Nelson y Joe Allen la usaron para rescatar y reparar el satélite Solar Max en la STS-41C, mientras que James van Hoften y Dale Gardner la emplearon durante la STS-51A para rescatar los satélites Westar 6 y Palapa B2, precisamente los satélites lanzados durante la misión STS-41B y que no habían alcanzado la órbita geoestacionaria por culpa de un problema en la etapa superior.

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McCandless en su punto de máxima distancia del Challenger (NASA).
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Una rara imagen de Stewart en la MMU durante la STS-41B (NASA).

 

Tras el accidente del Challenger el uso de la MMU se consideró demasiado peligroso y quedó restringido a unas pocas operaciones en caso de emergencia. Las dos unidades de vuelo fabricadas terminarían como piezas de museo. Sería sustituida por la mochila SAFER (Simplified Aid for EVA Rescue), más simple. SAFER debutó en la misión STS-64 en 1994 y todavía hoy se usa en los paseos espaciales de la ISS. Con una reserva de 1,4 kg de nitrógeno, SAFER posee una capacidad de maniobra mucho menor que la MMU (3 m/s de delta-V frente a los 25 m/s de la MMU), pero más que suficiente para emergencias. En los paseos espaciales que usan SAFER el astronauta va enganchado a la estación mediante una serie de cables, ya que, a diferencia del shuttle, la ISS carece de la capacidad de maniobra necesaria para rescatar a un astronauta errante.

¿Y qué hay de los rusos? Bueno, también construyeron una versión de la MMU, pero no tuvo mucho futuro. En 1990 los cosmonautas Aleksandr Serebrov y Aleksandr Viktorenko probaron la mochila SPK (también conocida como 21KS o UMK) en la estación Mir, aunque durante las EVAs permanecieron unidos a la estación mediante un cable (la Mir, al igual que la ISS no podía maniobrar para rescatar un cosmonauta perdido). Solamente se construyó una SPK, aunque estaba previsto usarla de forma regular en las misiones de los transbordadores del programa Burán.

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Aleksandr Serebrov usa la mochila SPK en la Mir.
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Un astronauta con el sistema SAFER fuera de la ISS (NASA).

Treinta años después, ni la MMU ni el transbordador están ya en servicio (aunque sí las escafandras EMU). La histórica foto de McCandless quedará para la posteridad como lo que es, un icono de una época en el que todo parecía posible.

 

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27 Comentarios

    1. Arthur C. Clark dijo una vez que “el Transbordador era el DC1 de la NASA, y no el DC3 que todos desearíamos”.

      Recuerdo que el editor de Discover Magazine dijo en 2003 que esas naves “deberían ser sacada del escenario lo antes posible”. Todos sus argumentos fueron más que sólidos.

  1. dios me ampare que se dirija un meteorito a la tierra porque aunque venga a 1 metro por hora dudo mucho que alguien fuese capaz de evitar una catastrofe.

    y volver a la luna….ni hay lanzador ni hay etapas de descenso..nada de nada, todo el desarrollo se fue por la tapa del vater..

  2. Que tan cierto era (o es) que a los astronautas se les tiene prohibido ver al espacio vacio? es decir sin tener a la vista al ISS o al shuttle?

    Tambien en casos de emergencia, no seria mejor que la MMU regresara automaticamente al shuttle y no el shuttle al MMU?

      1. No hay duda alguna. La primera EVA en órbita baja sin conexión alguna con la nave fue la de McCandless y Stewart en 1984. La SPK rusa se usó en 1990 con un cable de seguridad (está en el post). Bien es cierto que la primera EVA con un traje autónomo (sin suministro de oxígeno de la nave) tuvo lugar en la Salyut 6, pero usaban umbilicales.
        Saludos.

  3. Buen día para todos los ¡Eureka-nautas!
    Un saludo desde Colombia

    Daniel ; es posible publicar un articulo que nos explique, el concepto
    ” delta-V”; de la forma mas didáctica posible. ¡Al mejor estilo de Eureka!

    Agradezco la atención. muchas gracias.

      1. Gracias por la respuesta Daniel. Lo que comentas de “las primeras estrellas” supongo que es literal… o sea… si pudiéramos poner un límite al universo, entonces z=20 estaría muy cerca del límite “de verdad” (si no me equivoco).

        Impresionante lo del JWST “devora-dólares”, ya que siempre he sentido curiosidad por saber qué proponen los científicos que hay más allá de ese teórico límite.

        Perdonad todos por el off-topic, pero hace tiempo he comprobado que en este blog estas preguntas no suelen molestar a los expertos… y los neófitos como yo eso lo valoramos mucho. Un saludo.

  4. Fe Errata Dani: La misión Gemini que se pretendia usar el antecesor de la MMU no fue la 12 sino la 9(Gemini 9). La Unidad estaba adosada en la parte trasera del Gemini, Cernan trato de llegar a esta, pero su traje se “recalento” tanto que Cernan tuvo que regresar a la cabina.

    Pienso que quizas en un futuro se pueda resucitar el concepto de MMU. A lo mejor con los avances tecnologicos se pueda hacer menos voluminosa y pesada.

  5. En la Foto “El Challenger durante la misiónSTS-41B visto por McCandless” a la izquierda del ala del Challenger se observa un punto negro, al hacer zoom parece mas bien marron y con forma prismática o algo así, alguien tiene idea que es??

  6. Muy interesante, como siempre. Pero hay una cosa que no me queda clara:

    “Tras el accidente del Challenger el uso de la MMU se consideró demasiado peligroso y quedó restringido a unas pocas operaciones en caso de emergencia.”

    ¿Qué tiene que ver el accidente con el uso de las MMU?

  7. Estupendo artículo, no encuentro nada a faltar 🙂

    Cuando vi Gravity (y creo que lo puse en mi post) me pareció alucinante el uso que Clooney le daba a la MMU. Desde luego que nadie piense que funcionaba así.

    Saludos.
    Carlos

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 9 febrero, 2014
Categoría(s): ✓ Astronáutica • NASA • Shuttle • Sondasespaciales