Regreso Soyuz TMA-19 (Expedición 25)

Hoy 26 de noviembre a las 04:46 UTC -justo a la hora prevista- ha aterrizado a 78 km de la ciudad de Arkalyk (Kazajistán), el módulo de descenso (SA) de la Soyuz TMA-19 con Fiodor Yurchijin, Shannon Walker y Douglas Wheelock, miembros de la Expedición 25 de la ISS.

Yurchijin, Wheelock y Walker han permanecido 162 días a bordo de la estación, aunque Yurchijin acumula ahora un total de 371 días de estancia en el espacio después de sus distintas misiones. Como nota preocupante, el módulo de descenso experimentó ligeros problemas con la presurización, algo que ya viene siendo habitual en algunos vuelos. Tras el regreso de la Soyuz TMA-19, ha dado comienzo oficialmente la Expedición 26 de la ISS, con Scott Kelly, Aleksandr Kaleri y Oleg Skripochka.

La Expedición 25 comenzó el pasado 25 de septiembre con el regreso de la Soyuz TMA-18. El 9 de octubre la tripulación de la Soyuz TMA-01M (Kaleri, Kelly y Skripochka) se sumó a la expedición. Durante la Expedición 25 se acopló a la estación la Progress M-08M y se realizó una actividad extravehicular (EVA-26).


Wheelock, Yurchijin y Walker (NASA).


La tripulación se prueba sus trajes Sokol-KV2 (NASA).


La Soyuz TMA-19, acoplada al módulo Rassvyet, sobrevuela las islas Galápagos (NASA).


La Soyuz TMA-19 durante la maniobra de separación de la ISS (NASA).


Insignia de la Soyuz TMA-19 (NASA).


Emblema de la Expedición 25 (NASA). 


Configuración actual de la ISS (TsUP). 
 

Regreso de la Soyuz TMA-19:


Partes de una Soyuz: BO (módulo orbital), SA (cápsula) y PAO (módulo de propulsión) (NASA/RKK Energía).

Etapas:

  • La tripulación activa el sistema de soporte vital (del módulo orbital (BO) de la Soyuz, conocido como Bloque de Purificación de la Atmósfera o BOA (Блок Очистки Атмосферы, БОА)
  • Se cierran las escotillas entre el módulo Rassvyet y la Soyuz TMA-19.
  • Comprobación de la hermeticidad de los vehículos.
  • La tripulación pasa al módulo de descenso (SA) y activa el soporte vital del mismo tras cerrar la escotilla entre el BO y el SA. Los filtros de hidróxido de litio del SA son ahora los encargados de retirar el dióxido de carbono de la atmósfera de la nave.
  • 12:25 UTC: el control de actitud de la ISS pasa al segmento ruso.
  • 01:19 UTC: orden de separación. La ISS sin control de actitud. De esta forma, los ordenadores de la estación no intentarán compensar los movimientos debidos a la separación de la nave, lo que podría resultar en la colisión de los vehículos.
  • 01:22 UTC: comienza la maniobra de separación de la Soyuz TMA-19 al hacerse el vacío entre las escotillas de la nave y la ISS. Se retiran los 8 grupos de ganchos activos de la estación en el anillo de la escotilla y después se retraen los ganchos de la Soyuz (sistema MGS) según la orden DO15. Además del traje de presión Sokol KV-2, la tripulación lleva unos pantalones anti-g Kentavr -debajo del traje- para hacer más llevadera la reentrada. Con el fin de prepararse ante el reencuentro con la gravedad terrestre, los cosmonautas toman pastillas de sal y bebidas con electrolitos antes de la partida. 
  • 02:30 UTC: el control de actitud de la ISS pasa al segmento norteamericano de la estación.
  • 02:38 UTC: cuando la Soyuz se encuentra a 20 metros, se encienden los motores de maniobra DPO durante 15 segundos, alcanzado unos 0,543 m/s, para alejar la nave de la ISS y no dañar así los paneles solares u otras estructuras de la estación.
  • 03:55:14 UTC: encendido de frenado a 358,5 km de altura y a 7,39 km/s durante 260 segundos para efectuar la reentrada usando el motor principal SKD del sistema KTDU (o KDU, Комбинированная Двигательная Установка, КДУ, “Instalación Propulsora Combinada”). En la Soyuz TMA el motor es el KTDU-80 y tiene un empuje de 316 kgf. Este motor se puede encender un total de 40 veces. Su impulso específico es de 305 segundos y la Delta-V total de la nave es de 390 m/s. Gracias a motores eléctricos, se puede girar la tobera del motor ± 5º. El impulso de frenado depende de la órbita de la Soyuz: a mayor altura, mayor impulso. Por lo general, el valor de la Delta-V es de 89,6 m/s para órbitas de 200-300 km de altura o 102,4 m/s para 300-330 km (para alturas mayores la Delta-V debe ser de 115,2 m/s). Normalmente, la Soyuz se separa de la ISS 1,5 órbitas (unas dos horas) antes del encendido. La duración exacta del mismo depende de la masa de la nave y no suele exceder los 260 segundos.
  • 03:59:34 UTC: finalización del encendido de frenado a 351,1 km de altura.
  • 04:20:33 UTC: separación de los tres módulos de la nave a 139,8 km. Los módulos se separan unos 22,5 minutos tras el encendido (casi 20 minutos para la TMA-18) -un cuarto de órbita-, a 140 km de altitud y gracias a doce pernos explosivos en el BO y cinco en el PAO (más cinco muelles en este último). La separación se produce con la nave en posición perpendicular a la dirección de avance, con el módulo orbital apuntando a la Tierra. De este modo las tres partes de la Soyuz siguen trayectorias de entrada distintas y se elimina cualquier posibilidad de que colisionen con el SA. La velocidad de separación de los módulos respecto de la cápsula es de 0,58 m/s para el PAO y 0,82 m/s para el BO (el BO es más ligero que el PAO). Al no estar protegidos por un escudo térmico, el BO y el PAO se destruyen en la atmósfera a una altura de 70-75 km. Sus restos caen en un área de 1030 x 68 km a unos 800 km por detrás (según el sentido de la órbita) del lugar del aterrizaje del SA (400 km en el caso de una entrada balística). El tiempo transcurrido entre la separación de los módulos y el aterrizaje es de unos 20 minutos. 



El interior del SA de una Soyuz TM en detalle (NASA).

  • 04:23:32 UTC: comienzo de la reentrada a 101,8 km de altura. La fase de entrada atmosférica propiamente dicha tiene lugar entre los 80 km y los 10 km de altura, con una duración de 450-500 segundos, y finaliza cuando se abre el paracaídas principal, OSP (ОСП). La cápsula entra en la atmósfera con una inclinación inicial de unos 1,35º. A 32,8 km de altura se produce la máxima deceleración (4 g). Gracias a la forma de la nave y a la posición de su centro de gravedad, ésta siempre se orientará con el escudo térmico por delante sin necesidad de ningún control activo. Durante una reentrada controlada o AUS, el ordenador de abordo (KSO-20M) utiliza el sistema SIO-S (Sistema de Control a Reacción del Descenso), formado por 8 pequeños motores de peróxido de hidrógeno de 10 kgf cada uno, para mantener la cápsula en la trayectoria óptima de acuerdo con el plan de entrada preestablecido. Los micromotores se denominan URMD ( Управляющие Реактивные Микродвигатели, УРМД) y generan empuje expulsando vapor de agua y oxígeno, que son los productos de la reacción del peróxido de hidrógeno con un agente catalizador. Durante la reentrada, el ordenador (BTsVK, denominado KSO-20M) se apoya además en los datos de los sensores de velocidad angular (BDUS), acelerómetros (BSA) y el giróscopo (SG). Los acelerómetros funcionan en seis ejes (BILU). Conjuntamente con el SIO-S, todos estos sistemas integran el Sistema de Control durante el Descenso (SUS). El sistema SIO-S sólo se activa tras la separación de los módulos de la Soyuz y comienza a controlar la actitud del vehículo a unos 80 km de altura.  


Esquema del descenso de la TMA-19 (TsUP). 

  • 04:32:16 UTC: cargas pirotécnicas liberan la cubierta del paracaídas y se produce la apertura del paracaídas piloto VP (Вытажной Парашют, ВП) a 10,6 km de altura -formado en realidad por dos pequeños paracaídas que se despliegan uno tras otro (de 0,46 y 4,45 metros cuadrados respectivamente)-, el cual arrastra a su vez al paracaídas de frenado TP (Тормозной Парашют, ТП) de 16 metros cuadrados. Éste reduce la velocidad de descenso de 230 m/s a 90 m/s.
  • 04:36 UTC: apertura del paracaídas principal OSP (Основная Парашютная Система, ОСП) a 8,5 km de altura. Se desprende el paracaídas de frenado y se despliega el paracaídas principal, el cual permite que la cápsula adquiera una velocidad de descenso de 6-7 m/s. Durante esta fase, las comunicaciones con la cápsula se realizan gracias a la antena ABM-264, que se halla integrada en las cuerdas del paracaídas. Durante el descenso el SA cuelga de forma asimétrica de los cables del paracaídas principal formando un ángulo de 30º, lo que ayuda a enfriar el vehículo. A 5,5 km de altura se disparan pequeñas cargas pirotécnicas que mueven el conjunto de cables de sujeción a través de guías en el fuselaje de la nave, permitiendo que la cápsula quede suspendida de forma simétrica. También se desprenden las cubiertas de las dos ventanas del SA, de forma que se pueda ver el exterior. Las primeras versiones de la Soyuz no tenían estas cubiertas y la tripulación apenas podía vislumbrar nada a través de las ventanas ennegrecidas por la reentrada. Justo en este momento se arman los amortiguadores de los tres asientos Kazbek-UM, de modo que los cosmonautas quedan en una posición más próxima al panel de instrumentos. A esta misma altura se desprende el escudo térmico de ablación, dejando expuestos seis pequeños cohetes de combustible sólido (DMP).



Descenso de la TMA-19 (NASA/Roskosmos). 
 

  • 04:46 UTC: aterrizaje. Los DMP frenan la velocidad de la nave hasta los 1,5-2 m/s. Estos cohetes se encienden a 0,8-1,5 m de altura y, dependiendo de la velocidad de la nave, se activarán solamente cuatro (lo normal) o seis. Los cuatro DMP que se encienden siempre tienen un empuje de 375 kgf. Los otros dos tienen dos modos de encendido: 85 kgf ó 195 kgf. El encendido se produce gracias a un altímetro de rayos gamma (GLV, denominado Kaktus-2V) situado cerca de los retrocohetes. La nave transporta una pequeña cantidad de cesio como parte de este instrumento, por lo que siempre se comprueba que no haya ninguna fuga radiactiva tras un aterrizaje.




Aterrizaje. Se aprecia el polvo levantado por los DMP (NASA/Roskosmos). 


A Yurchijin se le ve contento (NASA).



La tripulación después de salir de la cápsula (NASA/Roskosmos).

Vídeo del cierre de escotillas:

Vídeo del aterrizaje:



11 Comentarios

  1. Hola Daniel, quería preguntar si hay videos tomados desde el interior de una Soyuz cuando reingresa a la Tierra, siempre he tenido curiosidad de ver como es y como se experimentaría eso en una Soyuz.

  2. @Sparkster: pues es eso, una butaca con una manta ;-)- El objetivo es que se puedan sentar y que no se congelen con las temperaturas de la zona.

    @Anónimo: los hay, pero tienen copyright. En la película-documental que filmó Richard Garriott se puede ver parte de la reentrada.

    Un saludo.

  3. @Daniel: no te lo tomes a mal que te lo preguntase, era simple curiosidad.

    Después de un trayecto de un par de horas en el coche lo primero que uno tiene ganas es de estirar las patas y poderse dar un garbeo. Sin embargo, los cosmonautas deben quedan un poco traspuestos con la reentrada.

  4. ¿A qué se deberán los “ligeros problemas con la presurización, algo que ya viene siendo habitual en algunos vuelos”?? ¿Se puede deber a que Energía está fabricando Soyuz y Progress al límite de su capacidad? pareciera que el control de calidad está flaqueando.

  5. @Sparkster: no me lo tomo a mal, hombre. Faltaría más. Es que a veces escribo los comentarios rápidamente y parezco un poco brusco, lo siento.

    @Javier: sí, es de las imágenes con una Soyuz más bonitas que he visto.

    @Anónimo: no creo que sea nada grave, aunque por supuesto que merece una investigación en toda regla. Me preocupan más los excesos de oxígeno que se han producido en anteriores misiones (despegue de la TMA-01M).

    Un saludo.

  6. Genial como siempre.
    Espero que sean así los regresos de las Soyuz rutinarios sin escasos contratiempo, afianzado su eficacia.
    Interesante y muy bien anotado el tiempo de permanencia en el espacio de Yurchijin, Wheelock y Walker.
    Domingo@

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 26 noviembre, 2010
Categoría(s): ✓ Astronáutica • ISS • NASA • Rusia • sondasesp