Hoy día 10 de septiembre a las 17:01 UTC ha despegado el primer vehículo de carga japonés a la ISS: el HTV-1. La nave fue lanzada por el primer cohete H-IIB (TF-1) desde la rampa LP-2 del Centro Espacial de Tanegashima.

El HTV

El HTV (宇宙ステーション補給機) es una nave de carga para la estación espacial. Mide 9,8 metros de longitud, 4,4 metros de diámetro y tiene una masa -sin la carga- de 10,5 toneladas (aunque el HTV-1 tendrá una masa total de 11,5 t). Puede llevar hasta 6 t de carga: 4,5 t en la sección presurizada y 1,5 t en la no presurizada. En esta misión, el HTV-1 transportará 3,6 t de carga presurizada y 900 kg no presurizados. El vehículo está formado por cuatro módulos:

• Pressurized Logistics Carrier, PLC (補給キャリア与圧部): módulo presurizado en el que podrán entrar los astronautas de la ISS para retirar la carga útil (hasta 4,5 toneladas). Llevará en su interior bolsas CTB (Cargo Transfer Bag), con ropa y víveres, así como HRRs (HTV Re-supply Rack) con equipos para los experimentos de los módulos de la estación. Se conectará al puerto nadir del módulo Harmony a través del sistema de acoplamiento CBM (Common Berthing Mechanism).

PLC (JAXA).

Interior del PLC (NASA).

• Unpressurized Logistic Carrier, ULC (補給キャリア非与圧部): en este módulo, el HTV puede cargar hasta 1,5 t de carga no presurizada instalada en una plataforma denominada Exposed Pallet (EP o 曝露パレット). La carga principal serán baterías para la estación (Orbital Replacement Units, ORUs). Hay dos tipos de EP: el Tipo I se empleará en los experimentos externos del módulo japonés Kibo y el Tipo III se usará para transportar hasta seis baterías ORUs. En su primera misión, el HTV-1 llevará un instrumento para estudiar la distribución de gases y aerosoles en la atmósfera terrestre denominado SMILES (Superconducting Submilimeter-Wave Limb-Emission Sounder).

Introducción de la EP en el ULC (JAXA).

La EP en la HTV ULC (JAXA).

Configuración de la EP para esta misión con la carga transportada (JAXA).

• Módulo de Aviónica (電気モジュール): sistemas de control, comunicaciones y baterías. Distribuye la energía generada por los paneles solares de la nave. El HTV-1 cuenta con un total de 57 paneles solares: 20 en el PLC, 23 en el ULC, 8 en el Módulo de Aviónica y 6 en el de propulsión.

Módulo de Aviónica (JAXA).

• Módulo de propulsión (推進モジュール): incluye cuatro tanques de combustible (MMH y tetróxido de nitrógeno) y 32 propulsores para las maniobras orbitales y el control de actitud. El HTV consta de cuatro motores principales de 490 N, así como 28 propulsores de 110 N para controlar la actitud del vehículo.

Tanques de combustible del módulo de propulsión (JAXA).

Motores de maniobra situados en el módulo de propulsión (JAXA).

Los cuatro impulsores principales (JAXA).

Partes del HTV (JAXA).

Características del HTV (JAXA).

Para acoplarse a la ISS, el HTV debe maniobrar durante tres días antes de acercarse a la estación. A unos 23 km de distancia, el HTV-1 comenzará a comunicarse directamente con la ISS sin necesidad de usar satélites TDRS. Posteriormente, se activa el sistema PROX (Proximity Communication System) para guiar el HTV desde el Kibo y la nave se aproxima guiada por GPS hasta situarse a 5 km tras la estación, el llamado Approach Initiation Point (AI). En este momento, si el control de la misión lo autoriza, continuará la maniobra de acoplamiento desde el punto AI hasta colocarse a 500 m. Para ello se usará el sistema PCS (Proximity Communication System), instalado en el exterior del módulo japonés Kibo. A partir de esta distancia, se acerca a la ISS empleando un sistema de láseres (Rendez-Vous Sensors, RVS), los cuales se apoyan en reflectores situados sobre la zona nadir del Kibo (denominados LRR). A 300 m y a 30 m, el HTV se detendrá para verificar que la aproximación es correcta. A 30 m, el vehículo girará 180º para facilitar su captura por parte del brazo Canadarm2 de la estación (SSRMS). Después, a 10 m de distancia, el HTV es capturado por el brazo robot y se acopla al puerto nadir del módulo Harmony (Nodo 2) empleando un sistema de atraque similar al usado en el resto de módulos del segmento norteamericano de la ISS, denominado Common Berthing Mechanism (CBM).

Sistema PROX de control de HTV (JAXA).

Maniobra de aproximación a la ISS del HTV (JAXA).

Aproximación final a la ISS (JAXA).

Aproximación mediante láseres (JAXA).

La carga no presurizada cargada en la Exposed Pallet es capturada por el Canadarm2 doce días tras el acoplamiento y luego traspasada al brazo robot del Kibo (JEMRMS), que situará la carga en la Exposed Facility del módulo japonés. El HTV puede permanecer acoplado a la ISS unos 30 días (45 días máximo), aunque en su primera misión el HTV-1 estará unido a la estación durante unos 15 días. Antes de desacoplarse, se llenará de basura y desechos para que sean destruidos durante la reentrada de la nave.

El HTV será un elemento clave para el futuro de la ISS tras la retirada del transbordador. Junto a la Progress rusa y el ATV europeo, el HTV será el único vehículo que podrá suministrar víveres y equipos a la estación. La JAXA espera lanzar un HTV al año hasta 2015.

Comparativa entre el HTV y los demás vehículos de transporte a la ISS (NASA/JAXA).

El H-IIB

Este ha sido el primer lanzamiento del H-IIB, fabricado por Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (三菱重工業株式会社). Este cohete es una versión avanzada del H-IIA, con una primera etapa y una cofia más grandes. El H-IIB es un lanzador de 57,6 m de altura y 567,6 toneladas en el momento del lanzamiento. Tiene dos etapas que emplean combustibles criogénicos y cuatro cohetes de combustible sólido en la primera fase.

H-IIB (JAXA/Mitsubishi Industries).

Diferencias entre el H-IIB y el H-IIA (JAXA).

El HTV dentro de la cofia del H-IIB (JAXA).

La primera etapa tiene 38,2 m de longitud y 5,2 m de diámetro con dos motores LE-7A que, con 870-1098 kN de empuje cada uno, se sitúan en la misma categoría que el motor Vulcain del Ariane V. Además, su empuje puede reducirse hasta el 72% nominal (la primera fase del H-IIA mide 4 m de diámetro y emplea un sólo motor LE-7A).

Los cuatro cohetes de combustible sólido SRB-A tienen una longitud de 15,1 m, un diámetro de 2,5 m, con una masa de 77 t y proporcionan un empuje de 2245 kN cada uno (comparados con los 6470 kN de los SRB del Ariane V). Queman una mezcla de polibutadieno compuesto.

La segunda etapa, de 9,2 m x 4,07 m, tiene una masa de 20 t y cuenta con un motor LE-5B que desarrolla un empuje de 137,2 kN, modificable hasta en un 5%. Este motor es descendiente del LE-5, el primer motor criogénico desarrollado en Japón para el cohete H-I.

Montaje de los H-IIB (Mitsubishi Industries).

Los dos motores LE-7A (Mitsubishi Industries).

Con una capacidad de 16,5 t en órbita baja y 8 t en GEO (el H-IIA puede colocar 6 t en GEO), el H-IIB dará a Japón la posibilidad de ampliar sus capacidades espaciales. En concreto, podría ser usado para lanzar una posible nave tripulada basada en el HTV.

Posible nave tripulada basada en el HTV (JAXA).

Recreación de una hipotética estación espacial japonesa construida a partir del módulo Kibo y el HTV. también podemos ver un ATV europeo.

El H-IIB en la rampa LP-2 (JAXA).

Vídeo del lanzamiento:

Lanzamiento del HTV mediante en cohete H-IIB (JAXA).

Maniobras orbitales del HTV (JAXA).

Captura del HTV mediante el Canadarm2 (JAXA).

Acoplamiento del HTV al puerto nadir del Harmony (JAXA).

Extracción de la plataforma exterior del segmento no presurizado del HTV (JAXA).

Reentrada y destrucción del HTV (JAXA).

Referencias:

• HTV-1 Mission Press Kit (JAXA).
• H-IIB Press Kit (JAXA).
• HTV Pamphlet(JAXA).
• H-IIB Pamphlet (JAXA).
• HTV Special Site (JAXA).