Lanzamiento Soyuz TMA-20 (Expedición 26)

Por Daniel Marín, el 15 diciembre, 2010. Categoría(s): Astronáutica • ISS • Lanzamientos • Rusia • sondasesp • Soyuz ✎ 19

Hoy día 15 de diciembre a las 19:09 UTC, Rusia ha lanzado la nave Soyuz TMA-20 (11F732 nº 230) mediante un cohete Soyuz-FG (11A511U-FG) desde la Rampa Número 5 (PU-5 ó 17P32-5) del Área 1 (Gagarinski Start) del cosmódromo de Baikonur. A bordo viajan tres miembros de la Expedición 26 de la Estación Espacial Internacional (ISS):

  • Dmitri Yúrevich Kondratyev (Дмитрий Юрьевич Кондратьев, nacido el 25 de mayo de 1969, 41 años): coronel de la Fuerza Aérea rusa y comandante de la Soyuz TMA-20, ocupa el asiento central de la Soyuz. Será ingeniero de vuelo nº 3 de la Expedición 26 de la ISS y comandante de la Expedición 27 a partir de marzo de 2011. En 1990 se graduó como piloto-ingeniero en la escuela de pilotos A. F. Myasnikov. En 1997 comenzó su entrenamiento en el TsPK (Centro de Entrenamiento de Cosmonautas Yuri Gagarin) y el 1 de diciembre de 1999 se graduó como cosmonauta en pruebas. En 2000 finalizó los estudios de Economía en la Universidad Estatal de Moscú (MGU). Está casado y tiene dos hijos. Este será su primer vuelo espacial.


Dmitri Kondratyev (Roskosmos).

  • Catherine «Cady» Coleman (14 de febrero de 1960, 50 años): ingeniero de vuelo de la Soyuz TMA-20 (asiento izquierdo). Será la ingeniero de vuelo nº 4 de la Expedición 26 y la nº 1 de la Expedición 27. Química de formación, en 1983 se graduó en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y en 1991 obtuvo un doctorado en química por la Universidad de Massachusetts. En 1988 se unió a la Fuerza Aérea (USAF), jubilándose en octubre de 2009. Actualmente es coronel en la reserva. En 1992 fue seleccionada como astronauta dentro del Grupo 14 de la NASA. Ha participado en dos misiones espaciales, la STS-73 Columbia (octubre 1995) y la STS-93 Columbia (julio 1999).


Catherine Coleman (Roskosmos).

  • Paolo Angelo Nespoli (6 de abril de 1957, 53 años): ingeniero de vuelo de la Soyuz TMA-20 (asiento derecho). Será ingeniero de vuelo nº 5 de la Expedición 26 y nº 2 de la Expedición 27 como parte de la misión MagISStra de la ESA. En 1977 entró en el ejército italiano. En 1988 se graduó como ingeniero aeroespacial por la Universidad de Nueva York, obteniendo al año siguiente otro título de la misma universidad en ingeniería aeronáutica y astronáutica. En 1990 se graduó como ingeniero mecánico en la Universidad de Florencia y en 1998 fue seleccionado como astronauta de la ESA. Esta será su segunda misión espacial después de la STS-120 Discovery en octubre de 2007.


Paolo Nespoli (Roskosmos).


La tripulación de la Soyuz TMA-20: Coleman, Kondratyev y Nespoli (NASA).

La tripulación suplente está formada por Anatoli Ivanishin, Satoshi Furukawa y Michael Fossum.


Posición de los cosmonautas dentro de la nave durante el lanzamiento (Paco Arnau / ciudadfutura.net).

El apodo (call sign) de la Soyuz TMA-20 para las comunicaciones es Varyag (Варяг). El módulo de descenso (SA) de la Soyuz TMA-20 tuvo que ser sustituido el pasado octubre por culpa de un accidente durante su traslado. Kondratyev, Coleman y Nespoli formarán parte de la Expedición 26 de la ISS una vez se acople la Soyuz TMA-20 al puerto del módulo Rassvyet dentro de dos días (día 17 de diciembre a las 20:12 UTC). En marzo de 2011 dará comienzo la Expedición 27 después de partir la Soyuz TMA-01M, quedando Kondratyev como comandante. Por su parte, Nespoli llevará a cabo la misión MagISStra de la ESA durante su estancia en la estación. En los próximos seis meses, los tres cosmonautas supervisarán el acoplamiento del Discovery en la misión STS-133 y de los vehículos automáticos de carga HTV-II (Japón) y ATV-2 (ESA). Oleg Skripochka y Dmitri Kondratyev realizarán dos actividades extravehiculares durante la Expedición 26: EVA-27 (enero 2011) y EVA-28 (febrero).


Emblema de la misión Soyuz TMA-20 (Roskosmos).


Emblema de la Expedición 26 (NASA).


Emblema de la misión MagISStra (ESA).


Sustitución de la cápsula de la TMA-20 en octubre (RKK Energía).

Preparación de la Soyuz TMA-20

Crédito de las imágenes: NASA, ESA, Roskosmos y RKK Energía.


Vista de los edificios MIK-KA y MIK-112 en el Google Earth (Google Earth).

3 de diciembre: llegada de las tripulaciones principal y de reserva al aeropuerto de Baikonur en dos aviones distintos desde el TsPK Yuri Gagarin.
4 de diciembre: primera visita de la tripulación a la Soyuz para comprobar el funcionamiento de los trajes Sokol KV2 y su integración con los sistemas de la nave en el edificio MIK-OK (MIK-KA/Área 254).
6 de diciembre: carga de combustibles hipergólicos y gases de presurización en la Soyuz TMA-20.
7 de diciembre: acoplamiento de la Soyuz con el segmento intermedio (PkhO) que conecta la nave con la tercera etapa del lanzador Soyuz-FG (Roskosmos/RKK Energia).
9 de diciembre: inserción de la nave en la cofia.
11 de diciembre: segunda visita de la tripulación a su nave y traslado de la Soyuz TMA-20 al edificio MIK-112 para la integración con el cohete Soyuz-FG.
 
 
12 de diciembre: integración de la nave con la torre de escape y el resto del lanzador Soyuz-FG en el MIK-112.
13 de diciembre: traslado a la Rampa de Gagarin.
Actividades de la tripulación:


Conferencia de prensa de las dos tripulaciones (Roskosmos/RKK Energía).


La tripulación planta su árbol en el Bosque de los Cosmonautas en Baikonur (NASA).


Visita al museo de Baikonur y las casas de Gagarin y Korolyov.


La tripulación está lista para partir desde el Área 254 hasta la rampa. 



La tripulación se presenta ante la Comisión Estatal para recibir la autorización de despegue.


La tripulación sube a la Soyuz (NASA).






Lanzamiento (NASA).

Secuencia del lanzamiento de un cohete Soyuz-FG:

El cohete Soyuz-FG (11A511U-FG) es un cohete de tres etapas basado en el Soyuz-U y fabricado por TsSKB Progress en Samara. Esta versión del mítico Semyorka fue introducido en 2001. Tiene unas dimensiones de 49,5 x 10,3 m, una masa al lanzamiento de 305 t y una capacidad en LEO (200 km) de 7,13 toneladas. Quema queroseno (RP-1) y oxígeno líquido en todas sus etapas.

La primera etapa está formada por cuatro bloques aceleradores (Bloques B, V, G y D) de 19,6 x 2,68 m y 43,4 toneladas al lanzamiento que cuentan con motores de cuatro cámaras y dos vernier RD-107A (14D22, derivados de los RD-107). Cada RD-107A tiene un empuje de 838,5-1021,3 kN y un impulso específico de 263,3-320,2 s. La primera etapa funciona durante 118 s.

La segunda etapa o etapa central (Bloque A), de 27,1 x 2,95 m y 99,5 toneladas al lanzamiento, emplea un RD-108A (14D21, derivado del RD-108) con cuatro vernier. Este motor tiene un empuje de 792,48-990,18 kN y un Isp de 257,7-320,6 s. Funciona durante 288 s.

La tercera etapa (Bloque I), de 6,7 x 2,66 m y 25,3 t, usa un RD-0110, con un empuje de 297,93 kN y 326 s de Isp. Funciona durante 250 s.


Cohete Soyuz-FG (Roskosmos).

  • T-6 horas: se instalan las baterías del cohete.
  • T-5:30 h: la comisión estatal autoriza el lanzamiento.
  • T-5:15 h: la tripulación llega al edificio MIK-KA (Área 254).
  • T-5 h: comienza la carga de queroseno en el Soyuz FG.
  • T-4:20 h: la tripulación comienza a vestirse con las escafandras Sokol KV2.
  • T-4 h: comienza la carga de oxígeno líquido en el cohete.
  • T-3:10 h: la tripulación es autorizada al lanzamiento por la comisión estatal en una ceremonia fuera del MIK-KA.
  • T-3:05 h: la tripulación se traslada a la rampa de lanzamiento.
  • T-3 h: finalización de la carga de propergoles en el cohete.
  • T-2:35 h: la tripulación llega a la rampa.
  • T-2:30 h: la tripulación se introduce en la Soyuz a través del módulo orbital (BO).
  • T-2 h: la tripulación está ya sentada en el interior de la cápsula (SA). Se retira la tapa del filtro de hidróxido de litio para eliminar el dióxido de carbono. Se cierran las escotillas del BO y el SA.
  • T-1:45: pruebas de los equipos del SA. Comienza la ventilación de los trajes Sokol.
  • T-1:30 h: se comprueba la hermetización del módulo orbital de la Soyuz.
  • T-1 h: se activan los giróscopos del cohete.
  • T-45 minutos: se retiran las dos estructuras de servicio principales.
  • T-40 m: finalizan los chequeos de los sistemas de la nave. Se comprueba la presurización de los trajes Sokol.
  • T-30 m: se arma la torre de escape.
  • T-25 m: las torres de servicio completamente bajadas.
  • T-15 m: finaliza la comprobación de presurización de los trajes.
  • T-10 m: los giróscopos están listos. La tripulación activa los grabadores de vuelo.
  • T-7 m: finalización de las operaciones anteriores al lanzamiento.
  • T-6:15 m: se da la orden de listos para el lanzamiento y se activan los sistemas automáticos para el despegue.
  • T-6 m: todas las instalaciones están listas para el lanzamiento.
  • T-5:30 m: separación de las conexiones eléctricas e hidráulicas de la Soyuz (Сброс ШО объекта).
  • T-5 m: los sistemas del cohete y la nave pasan a control interno. Se activan los controles del comandante y la tripulación cierra los visores de los cascos. Se introduce la llave de lanzamiento en el búnker: orden kliuch na start (Ключ на старт). Comienza la secuencia automática de lanzamiento.
  • T-4:10 m: comienzo de la telemetría del cohete. Orden Protyazhka 1 (Протяжка 1).
  • T-4 m: se purga con nitrógeno las cámaras de combustión de la primera y segunda etapa del cohete (para evitar explosiones). Orden Produvka (Продувка).
  • T-3:15 m: purga con nitrógeno de los motores completada.
  • T-3:10 m: comienzo de la emisión de la telemetría de la Soyuz. Orden Protyazhka 2 (Протяжка 2).
  • T-2:30 m: comienza la presurización con nitrógeno de los tanques de combustible.
  • T-2:15 m: se cierran las válvulas de seguridad de los tanques de propergoles. Se finaliza el llenado de oxígeno líquido y nitrógeno. Orden Kliuch na drenazh (Ключ на дренаж).
  • T-1:25 m: los tanques se encuentran presurizados. Orden Nadduv (Наддув).
  • T-1 m: el cohete pasa a alimentarse de sus baterías y se separa la primera torre de umbilicales eléctricos e hidráulicos de la primera etapa. Orden Zemlyá-bort (Земля-борт).
  • T-40 s: se separa la torre de los umbilicales eléctricos de la tercera etapa.
  • T-20 s: se encienden todos los motores del cohete. Orden Pusk (Пуск, «lanzamiento»)
  • T-15 s: se separa la segunda torre de umbilicales conectados a la primera etapa.
  • T-10 s: las turbobombas de los motores giran a la máxima velocidad.
  • T-5 s: los motores de la primera etapa a máxima potencia.
  • T-0 s: se retiran las cuatro torres principales del «tulipán» que mantienen al cohete en su posición. Orden Kontakt Podyoma (Контакт подъёма).

Despegue

  • T+20 s: comienza la maniobra de cabeceo del cohete a 800 m de altura.
  • T+65 s: máxima presión dinámica (Q max), 11,1 km de altura y 455 m/s.
  • T+1:53,38 m: separación de la torre de escape.
  • T+1:57,8 m: separación de los cuatro bloques de la primera etapa («cruz de Korolyov»). 41,5 km y 1560 m/s.
  • T+2:37,48 m: separación de la cofia.
  • T+4:47,30 m: separación de la segunda etapa.
  • T+4:57,05 m: separación de la sección trasera de la tercera etapa.
  • T+8:44,96 m: apagado de la tercera etapa.
  • T+8:48,26 m: separación de la Soyuz. Despliegue de las antenas y paneles solares. Traslado del control de la misión al TsUP, en Korolyov (Moscú).



 
Fases del lanzamiento (TsUP).

 
Zonas de caída de las distintas etapas (Roskosmos).

Plan de vuelo del primer día de misión de la Soyuz TMA-20:

  1. Lanzamiento (unos 9 minutos).
  2. Despliegue de paneles solares y antenas.
  3. Presurización de los tanques de combustible.
  4. Extensión de la sonda de acoplamiento.
  5. Comprobación de la presurización del módulo orbital (BO) y la cápsula (SA).
  6. Prueba del sistema de acoplamiento automático Kurs.
  7. Pruebas de los sensores de velocidad angular BDUS.
  8. Actitud de la nave con respecto al horizonte.
  9. Apertura de la escotilla del SA y acceso al BO. La tripulación se quita los trajes Sokol KV2.
  10. Prueba del control derecho (RUO/RUP) de la Soyuz para rotaciones del vehículo.
  11. La Soyuz comienza a rotar sobre su eje longitudinal para mantener los paneles solares orientados al Sol (modo ISK).
  12. La tripulación recibe los datos para los encendidos del motor principal.
  13. Se activa el sistema de purificación de aire del BO (BOA) y se desactiva el del SA.
  14. Primer encendido (DV1) en la tercera órbita, de 1 minuto y 57 s de duración Delta-V: 5,32 m/s.
  15. Segundo encendido (DV2) en la cuarta órbita, con una duración de 2 minutos y 37 s. Delta-V: 14,13 m/s.
  16. Vuelta al modo ISK.
  17. Limpieza y secado de los Sokol.
  18. Periodo de sueño de la tripulación.

Mañana día 16 tendrá lugar un tercer encendido (DV3) con una Delta-V de 2 m/s durante la órbita número 17.

Gráfico de las maniobras de la Soyuz TMA-20 para acoplarse con la ISS (TsUP).

Vídeo de las pruebas de la Soyuz en la cámara de presión:

Vídeo del traslado a la rampa:

Vídeo de las actividades de la tripulación antes del lanzamiento:



19 Comentarios

  1. Este Kondratyev de verdad que no mueve pero ni un milimetro un musculo para sonreir… oye Daniel… seguros en Roskosmos que estan enviando a un Ruso?? porque solo le faltan la orejas puntiagudas y ya es un Vulcano.

  2. Qué malacostumbrados nos tienen los rusos con tanto lanzamiento tripulado sin pega alguna…
    Tengo varias dudas con el cohete Soyuz y aprovecho el post:
    – sé que la eyección de la torre de escape se ha ido adelantando para conseguir más carga útil pero, ¿qué manera de escape existe entre la eyección y la separación de la cofia? (son 40seg) Supongo que en caso de fallo lo primero sería separar la cofia de inmediato y luego separar la Soyuz del cohete, pero no he conseguido leer nada al respecto.
    – los 4 bloques aceleradores de la primera etapa: ¿cómo se separan? No me queda claro por más que he investigado. Se supone que en la parte inferior tienen unas «abrazaderas» que lo sujetan al cohete, y arriba una especie de articulación; y se separan primero de abajo y luego de arriba ¿? Lo siento pero no he encontrado ningún gráfico o dibujo detallado del mecanismo (supongo que pirotécnico).
    Y por último, el corte de esa primera etapa ¿cómo se hace? ¿se cortan simultáneamente las turbobombas, o se apaga porque agota el combustible? Debe ser crítico que sea todo simultáneo para evitar descompensar el rumbo…

    Perdón por las mil preguntas, y gracias una vez más. Un saludo, JorgeC.

  3. El astronauta ruso parece que esta de mala uva por que con esa cara parece que este estreñido. Espero que en los seis meses en la iss se anime por que si no menudo viaje. No se si es la responsabilidad o es que es su caracter, de todas maneras debe ser buena persona por que su mujer algo bueno le habra visto para casarse con él y tener dos hijos.
    Lo que no dudo es que es un profesional de los pies a la cabeza, pero es muy curioso que en las fotos sus compañeros parecen que esten de broma y él ni se inmuta.

    saludos jorge m.g.

  4. Continuando con lo que pregunta JorgeC … por lo que leo la torre de escape se suelta al minuto de despegar … ¿Luego que se hace con ella? ¿Se recupera? ¿Se tira ala basura o se reutiliza en el siguiente lanzamiento?

  5. Aparte de el primero, el semyorka sigue siendo el cohete más bonito de la história. Especialmente esta versión. Junto con el energía y el Shuttle creo que se llevan la gloria a lo que sistemas de lanzamiento estéticamente se refieren. Ya se que es lo menos importante en un cohete, pero me siguen impresionando estas proporciones. Tiene un aire tan… mítico, parece sacado de unos dibujos animados japoneses.

  6. ¡Por fin vemos a Kondratyev sonriendo!

    @JorgeC: efectivamente, la temprana eyección de la torre de escape permite ganar masa útil. Entre la separación de la torre de escape y la de la cofia, en caso de accidente se utilizarían los cohetes del SAS que están integrados en la cofia (sistema RDG y DSS). Aquí hay más información:

    http://danielmarin.blogspot.com/2010/07/sas-rescate-de-una-soyuz.html

    Y no, la torre de escape no se reutiliza.

    Los bloques de la primera etapa se separan primero por abajo y luego en la parte superior: aquí tienes una imagen.

    En cuanto al corte, se debe al agotamiento del combustible. No se corta el flujo de propergoles, de hecho se estimula que el combustible sobrante fluya al exterior para ayudar a la separación de los bloques y que cuando impacten contra el suelo no quede combustible residual.

    @Jimmy: sí, ya sabes lo que se suele decir: «si vuela bien, tiene que ser bonito».

    Un saludo.

  7. Excelente como siempre.

    Por cierto, en donde explica las carcterísticas de los motores hay un gazapo, lo que has puesto (118 y 280 seg.) son los tiempos de quemado y no el ISP.

    Es curioso lo de los bloques laterales, siempre pensé que se soltaban solos al dejar de empujar.

    Saludos!

  8. Bueno, parece ser que por primera vez, tres hermanos, Los Dalton, vuelan juntos en una Soyuz.
    Me imagino que Nespoli estará agradecido a la NASA de que exigiera poner una A a la soyuz TM.
    En un momento dado Coleman podría haber volado al brazo del italiano y hubiera cabido un cuarto astronauta.;-)

    Bueno, en serio, supongo que la diferencia de peso de un ingeniero de vuelo respecto al otro, con las velocidades que adquiere rápidamente la nave, no supone ningún cálculo adicional ¿no?

    Carlos Ruiz

  9. Como curiosidad.

    Ve visto que los primeros R-7 (del Sputnik y Vostok) eran de sólo dos etapas, en cambio el Soyuz lleva una tercera.

    Eso es para incrementar la carga útil y alcanzar órbitas más altas ¿No?

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Por Daniel Marín, publicado el 15 diciembre, 2010
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