Zaryá, la predecesora de la PPTS

A principios de los años 90, cuatro cosmonautas soviéticos están a punto de comenzar una nueva misión espacial. Uno a uno, se introducen en una nave cuya curiosa forma recuerda a las veteranas Soyuz, aunque su tamaño es considerablemente mayor. Por primera vez un lanzamiento tripulado soviético no va a tener lugar desde la rampa de Gagarin, ya que la gran cápsula se encuentra en la cúspide del cohete Zenit, cuyas instalaciones en el cosmódromo de Baikonur están situadas a varios kilómetros al este de las rampas del mítico Semyorka. El Zenit, desarrollado como parte del programa Energía-Burán, es el más moderno de la flota de lanzadores soviéticos y el orgullo del programa espacial de la nación. En su primera etapa está instalado el motor cohete más potente jamás construido: el RD-171. El creador de esta potente máquina es el mismo que ha supervisado el diseño de la nueva nave espacial tripulada. Su nombre era Valentín Glushkó, ingeniero jefe de Energía, la oficina de diseño espacial más importante de la URSS. Con este lanzamiento, Energía contemplaría ahora un nuevo amanecer de la cosmonáutica soviética. No en vano, el nombre de la nueva nave era precisamente Zaryá (“amanecer”). El destino de Zaryá y su tripulación sería la nueva y enorme estación espacial Mir-2, construida mediante el cohete Energía, la flota soviética de transbordadores y el antiguo pero fiable lanzador Protón. Además de las Zaryá y el Burán, la Mir-2 es abastecida por las naves de carga Progress-M2. Sin duda, el momento más especial de la misión, y el más temido, sería el regreso a la Tierra. Porque Zaryá, además de sufrir la fiera reentrada como cualquier otro vehículo espacial, aterrizaría mediante un revolucionario sistema de aterrizaje vertical sin paracaídas.

Desgraciadamente, esta historia es pura ficción. Ni la Mir-2, ni la flota de lanzaderas espaciales, ni las Progress-M2 se hicieron realidad. El propio Glushkó moriría en 1989 durante la cúspide del poder espacial soviético sin sospechar que, en apenas dos años, todo su imperio cósmico se derrumbaría como un castillo de naipes víctima de los huracanes políticos que azotaban el país.


Cohete Zenit (Roskosmos/Novosti Kosmonavtiki).



Torre de servicio móvil para el acceso de los cosmonautas al Zenit junto a la rampa de lanzamiento PU-1. La segunda torre sólo se finalizó parcialmente. Hoy en día se oxidan en Baikonur sin uso alguno, pues ni siquiera están conectadas a las líneas de ferrocarril (Novosti Kosmonavtiki).


Detalle de la PU-1 en el Google Earth. La torre móvil para los cosmonautas se ve a la derecha.

El proyecto de nave espacial 14F70 Zaryá (KK Zaryá/КК Заря) nació formalmente el 27 de enero de 1985 con una resolución del Consejo de Ministros de la URSS y el Comité Central del PCUS. La nave Soyuz había servido como caballo de batalla del programa espacial tripulado soviético durante décadas, aunque los ambiciosos planes del país requerían un vehículo más capaz. En ese mismo momento, el grueso del presupuesto espacial de la URSS estaba siendo gastado en el programa Energía-Burán, pero el Burán era un proyecto de los militares. Glushkó y otros líderes del sector aeroespacial no creían que fuese viable a largo plazo -al menos, no como sustituto de las Soyuz- así que decidieron diseñar un nuevo vehículo que jugase el papel de las venerables cápsulas de Korolyov.

El 22 de diciembre de 1986 la Comisión militar-industrial del Consejo de Ministros de la URSS decidió aprobar el anteproyecto de nave reutilizable Zaryá. Y es que, efectivamente, una de las características principales de Zaryá sería su reutilización: gracias a las tecnologías desarrolladas para el programa Burán, Zaryá emplearía un escudo térmico cerámico y podría ser reutilizada entre 30 y 50 veces. En mayo de 1988 se definiría el diseño final de la nave. El ingeniero y antiguo cosmonauta Konstantín Feoktístov participaría en el proyecto de forma entusiasta.

Zaryá estaba formada por dos partes: la cápsula propiamente dicha y un módulo de servicio no reutilizable. Para maximizar el grado de reutilización y minimizar los costes operativos, el módulo de servicio sería lo más pequeño posible y sólo incorporaría los motores de maniobra orbital, incluyendo dos motores principales de 300 kgf de empuje y el combustible hipergólico correspondiente. La cápsula tendría la misma forma que el módulo de descenso de la Soyuz para simplificar y acortar el periodo de desarrollo, ya que dispondría de sus mismas características aerodinámicas (con un coeficiente de 0,26 para velocidades superiores a Mach 6). También usaría los mismos sistemas de soporte vital y aviónica que la Soyuz TM, así como el mismo sistema de acoplamiento. No obstante, podría utilizar el sistema de acoplamiento andrógino APAS empleado en el Burán -y actualmente usado por el shuttle norteamericano- en caso de misiones conjuntas o de rescate con el transbordador.


Nave Zaryá. Se aprecia la distribución en “dos pisos” de la cápsula, así como el módulo de servicio no reutilizable acoplado a la parte trasera. Partes:1- cápsula; 2 – carga útil; 3 – motores de aterrizaje; 4 – módulo de trabajo; 5 – estructura aerodinámica; 6 – ventanilla; 7 – sensor estelar; 8 – asiento eyectable; 9 – cuadro de mandos; 10 – antena para aproximaciones y acoplamientos; 11 – módulo de servicio; 12 – sistemas de a bordo; 13 – motores de maniobra y acoplamiento; 14 – escudo térmico y amortiguador; 15 – velocímetro Doppler; 16 – Sistema propulsor; 17 – módulo separable; 18 – generadores eléctricos; 19 – radiador. (www.buran.ru).


Vista de la Soyuz TM como comparación.

Zaryá podía alcanzar órbitas con una inclinación de hasta 97º con una tripulación de entre dos y ocho personas y tenía capacidad para permanecer en el espacio hasta 270 días -frente a las Soyuz, que solamente pueden estar 190 días en órbita-. Podía servir como vehículo de emergencia para estaciones espaciales o el transbordador Burán. La capacidad de carga de la nave sería de 2,5 toneladas en el lanzamiento y 1,5-2 toneladas al regreso con una tripulación de dos cosmonautas. En todo caso, la nave podía ser usada sin tripulación, con 3 t de carga al despegue y 2-2,5 t durante el regreso.

Las enormes capacidades de Zaryá eran consecuencia del empleo de un nuevo de sistema de aterrizaje. En vez de paracaídas, Zaryá usaría 24 cohetes de combustible líquido para frenar el descenso de la nave y aterrizar de forma vertical. Cada motor tenía un empuje de 1,5 toneladas y quemaban una mezcla de peróxido de hidrógeno y queroseno. El empuje de cada unidad podía modificarse para maniobrar vertical y horizontalmente. La cápsula incorporaba además 16 motores de 62 kgf de peróxido de hidrógeno para maniobrar el vehículo durante la reentrada y evitar un descenso balístico. Este sistema permitía maximizar la carga útil de forma revolucionaria y aumentar la precisión del aterrizaje hasta los 2,5 km, así como limitar a 10 g la aceleración máxima durante la reentrada. Puesto que se trataba de un sistema experimental relativamente peligroso, se decidió que las primeras misiones llevasen asientos eyectables similares a los del Burán. El uso de asientos eyectables limitaría el tamaño de la tripulación a un máximo de cuatro personas.


Aterrizaje de una Zaryá (www.buran.ru).

Además de misiones a la órbita baja, Zaryá podía ser usado en misiones de reparación de satélites geoestacionarios o situados en órbitas altas, además de llevar a cabo diversas tareas militares -esto último fue añadido sin duda para atraer la financiación del ministerio de defensa-. Para realizar estas tareas, se concibió un remolcador orbital que trasladase la nave de una órbita a otra, proyecto cuya tecnología sería aplicada años después en el sistema Parom.

En los años 80, la inteligencia militar norteamericana, confundida con las informaciones sobre Zaryá y las pruebas de los BOR-4, llegó a al conclusión errónea de que la URSS planeaba lanzar un pequeño transbordador derivado del Spiral mediante el Zenit, proyecto que recibió el nombre de “Uragán“. En realidad, “Uragán” nunca existió.

Pero Zaryá nunca pasaría de la fase de diseño. La Perestroika de Gorbachov había traído consigo una restricción de los gastos militares y espaciales para hacer frente a la crisis económica del país. El programa espacial soviético no necesitaba de otra nave tripulada cuando el sistema Soyuz-Progress-Mir funcionaba a la perfección y el programa Energía-Burán luchaba por sobrevivir. En 1989, sólo un año después de concretarse el diseño definitivo de la nave, el programa fue aplazado indefinidamente. Pese a todo, muchos se alegraron de que Zaryá no se hiciese realidad, ya que, tras la caída de la URSS, Rusia hubiese debido lanzar esta nave con el cohete Zenit, fabricado conjuntamente con Ucrania. Las pequeñas, pero más baratas Soyuz, lanzadas mediante los 100% rusos cohetes Soyuz, eran una mejor opción para un país sumido en el caos económico de los años 90.

No obstante, el proyecto Zaryá resucitó brevemente en 1995-1996 cuando se propuso como nave de emergencia (ACRV) para la tripulación de la Estación Espacial Internacional. El proyecto fue presentado conjuntamente por RKK Energía, Khrúnichev y Rockwell International. El ACRV tendría una masa de 12,5 toneladas y sería enviado a la ISS mediante el shuttle. Sus dimensiones serían ligeramente inferiores a las de Zaryá, con un diámetro de la cápsula de 3,8 m, y tendría un módulo de servicio minimalista (sólo serviría para el frenado orbital), así como un sistema de acoplamiento APAS. El ACRV podría permanece acoplado a la ISS hasta cinco años. Finalmente, la NASA elegiría la Soyuz TM como vehículo de emergencia.


Soyuz ACRV (www.buran.ru).

Sin embargo, las tecnologías desarrolladas para Zaryá resurgirían a mediados de esta década cuando Rusia y Europa intentaron desarrollar una nave tripulada conjunta, el ACTS. Este proyecto tampoco vería la luz, pero serviría como base de la futura nave tripulada rusa, la PPTS. Al igual que Zaryá, la PPTS será construida por RKK Energía y usará un sistema de aterrizaje vertical, aunque empleará cohetes de combustible sólido situados en la base de la nave, mientras que los motores líquidos de Zaryá estaban dispuestos alrededor de la parte superior de la cápsula. PPTS también empleará un sistema cerámico que garantice la reutilización del vehículo.

La PPTS deberá despegar por primera vez en la segunda mitad de la próxima década. Y cuando lo haga, un pedazo de los sueños de Glushkó viajará con ella.


Aterrizaje vertical de la PPTS (Anatoly Zak/Russianspaceweb).

Referencias:

  • РКК Энергия имени С.П. Королева, Ed. Menonsovpoligraf (Moscú, 1996).
  • ACRV, Anatoly Zak.
  • ACTS, Anatoly Zak.


4 Comentarios

  1. He leído en el Pais esta noticia, no sé si tendrá valor , para mi si porque soy lega en la Materia.
    Charla con el periodista Íñigo de Barrón sobre la batalla por Caja Madrid
    El cúmulo M30
    Los científicos de la Sociedad de Astronomía nos enseñan un objeto celeste que sólo se puede observar en noches con poca contaminación lumínica
    Consulta el especial del Año Internacional de la Astronomía de ELPAÍS.com

    Los científicos de la Sociedad de Astronomía nos recomiendan para esta semana el objeto celeste M30, conocido también como NGC 7009, un cúmulo globular pequeño que está en la constelación de Capricornio y cuya magnitud es 7.2.

    La galaxia del Escultor
    La triple estrella de ‘Saturno devorando a sus hijos’

    Al ser un objeto relativamente poco brillante (no puede apreciarse a simple vista), se debe observar en noches con poca contaminación lumínica. En estas condiciones, y con telescopios con pocos aumentos, este cúmulo se puede distinguir como una forma redondeada, con un núcleo más brillante y una corona más difusa.

    M30 está a unos 26.000 años luz de la Tierra y se acerca a ésta a 182 kilómetros por segundo.

    El cúmulo globular pequeño M30 está en la constelación de Capricornio, a 26.000 años luz de la Tierra.- NASA

  2. Excelente artículo, como siempre, Daniel. Que pena que los soviéticos nunca llegaron a probar esa cápsula. Si por lo menos hubiera tenido un lanzamiento no tripulado, ya facilitaría bastante el desarrollo de la PPTS, que deberá usar el mismo sistema de aterrizaje.

  3. Tengo que confesarte un secreto, Carlo, y es que Zaryá ha sido siempre mi nave preferida. No me preguntes por qué, pero es así. 😉

    Efectivamente, si se hubiera construido, aunque fuera un prototipo, hoy la PPTS estaría más cerca.

    Saludos.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 26 octubre, 2009
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Historias de la Cosmonáutica • PPTS • Rusia