Kurs: curso práctico

Por Daniel Marín, el 2 mayo, 2008. Categoría(s): Astronáutica • ISS • Rusia • Soyuz ✎ 1

Cuando una nave Soyuz TMA (o una Progress M) se acopla con la ISS podemos ver superpuesta en la imagen de televisión transmitida desde la cámara del módulo orbital una serie de cifras y letras tal que así:

Se trata de información de los parámetros de la nave presentada en un formato bastante peculiar que cualquier friki espacial que se precie debe conocer.

Lo primero que debemos saber es que durante la aproximación se utiliza el Sistema de Coordenadas Radiales (LSK). Este sistema de referencia está centrado en la nave y el eje X se corresponde con el eje longitudinal de la Soyuz, siendo el sentido positivo el de la línea de visión. El eje Y debe estar contenido en el plano orbital del vehículo, aunque para simplificar consideramos que se trata del eje que apunta a la parte superior de la Soyuz. Como una imagen vale más que mil posts, mejor lo vemos en un esquema:

Durante la maniobra de aproximación, la Soyuz (o Progress) recibe información de su posición relativa a la ISS a través de dos vías: el sistema Kurs y el ordenador de de la nave (BTsVK). El sistema de radar Kurs utiliza las señales de seis antenas en el exterior de la nave para calcular la posición y velocidad relativa de la Soyuz respecto a la ISS. El ordenador combina esta información con los datos de los sensores de velocidad angular (BDUS) para presentar su propio conjunto de datos de posición y velocidad.


Antenas del sistema Kurs en el módulo orbital de una Soyuz TMA.

En una aproximación ideal, el eje de la nave se haya paralelo al eje del puerto de atraque de la estación. En este caso, el vehículo sólo debe realizar maniobras de traslación a lo largo de los tres ejes para efectuar un acoplamiento con éxito. En la práctica, sin embargo, hay pequeños ángulos de diferencia entre la dirección de avance de la nave y su eje longitudinal (ángulos de guiñada y cabeceo), así como otros ángulos entre el eje del puerto de atraque y la dirección de avance. Por eso toda nave espacial debe tener capacidad traslacional y rotacional. Esto provoca que una maniobra de acoplamiento en órbita sea tremendamente compleja, especialmente si añadimos las restricciones de iluminación (sólo puede haber un acoplamiento en el lado diurno de la órbita) y de uso de combustible.

Como esto es un minicurso práctico, lo mejor es ver una imagen de ejemplo e ir identificando los distintos códigos:


En la imagen podemos ver dos lineas perpendiculares: la vertical corresponde al eje Y (cabeceo) y la horizontal al eje Z (guiñada). Veamos lo que significan los demás códigos:

  • 1- ф44 причал (F44 prichal): este código indica el formato de presentación de los datos. F44 es el empleado para la fase de acoplamiento. Otros formatos se usan para distintas fases del vuelo de la Soyuz.
  • 2- причал: indica que estamos en modo de acoplamiento (причал significa “amarre”, “acoplamiento”).
  • 3- ЛСК (LSK): se está usando el sistema de coordenadas radiales descrito anteriormente. Durante otras fases del vuelo se usa el sistema OSK (OCK), ligeramente distinto y que no hace falta comentar aquí.
  • 4- АВТ (AVT): abreviatura de “automático”. Indica que el sistema no está en modo manual.
  • 5- Р (R): este curioso parámetro indica la cantidad de combustible restante, pero no en kg, sino en m/s. Es decir, nos da la delta-v disponible para la fase de aproximación.
  • 6- КУРС (KURS): bajo este rótulo se encuentran los datos suministrados por el radar Kurs y aquí entramos en el meollo de la cuestión. El primer parámetro es el ángulo γ, que nos indica el ángulo de rotación alrededor del eje X (longitudinal) de la nave. ηп y ϑп nos indican el ángulo de guiñada (eje Z) y el de cabeceo (eje Y), respectivamente. Los más sencillos de entender son ρ y ρ’: ρ es la distancia que separa la Soyuz de la ISS en km, y ρ’ es la velocidad de aproximación en m/s. En el momento del acoplamiento, la velocidad deber ser de 0,1-0,35 m/s. ΩZ es la velocidad angular de giro de la nave alrededor del eje de cabeceo (eje Z) y ΩY respecto al de guiñada (eje Y). Todos estos parámetros se miden respecto a la posición y velocidad angular de la ISS, por lo que no son absolutos. Durante una maniobra de acoplamiento es normal observar fluctuaciones drásticas de los parámetros del Kurs debido a interferencias, lo que suele generar bastante tensión entre las tripulaciones de las Soyuz.
  • 7- ωX, ωY y ωZ son las velocidades angulares de los tres ejes del vehículo medidas por los sensores de velocidad angular de la nave (BDUS). Estas velocidades son independientes de las medidas por el sistema Kurs, ya que no tienen como referencia a la ISS. Si el eje de la nave está bien alineado con el eje del puerto de atraque, estos parámetros deben ser similares a las velocidades angulares medidas por el Kurs.
  • 8- Aquí se representan también ρ, ρ’, ΩY y ΩZ, pero filtrados por el ordenador de la nave. Estos datos suelen ser mejores que los presentados por el sistema Kurs, ya que están libres de radiointerferencias.
  • 9- А НЕТ (A NYET): indica que no hay fallos.
  • 10- ИН НЕТ (IN NYET): no hay lista de procedimientos (checklist).
  • 11- ТП (TP): tiempo transcurrido medido por el ordenador.
  • 12- En esta zona aparece el mensaje ВКЛ ДПО (VKL DPO, “encendido DPO”) cada vez que se encienden los motores de maniobra DPO. Al mismo tiempo, en el centro de la imagen aparece un símbolo indicando qué motores se han encendido, por ejemplo “+Y” significa que se han encendido los motores de la parte superior de la nave, por lo que ésta se moverá en sentido -Y.

¿Nos queda claro? Pues ahora sólo tenemos que ver un vídeo de acoplamiento para practicar, como este de la Soyuz TMA-11:

O este otro que nos enseña por qué es tan importante el sistema Kurs:



1 Comentario

  1. Necesito más tiempo del que dispongo ahora mismo.
    De lo que he podido leer me incomoda la tensión que puede sufrir la tripulación cuando aparecen fenómenos de interferencia en algunos de los detectores del sistema Kurs.
    He llegado a sentirme incómodo imaginadome a la tripulación que tiene que omitir datos necesarios en la aproximación.

    Glup.

    ¡Volveré!
    Por cierto … soy “raro”. No friqui. 🙂

    Éste blog te supone mucho esfuerzo por lo que puedo deducir. Gracias por estar aqui.

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Por Daniel Marín, publicado el 2 mayo, 2008
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