Acoplamiento del ATV-3 con la ISS

Por Daniel Marín, el 29 marzo, 2012. Categoría(s): Astronáutica • ESA • ISS • Rusia • sondasesp ✎ 30

El ATV-3 Edoardo Amaldi de la ESA se acopló con éxito al puerto trasero del módulo Zvezdá de la ISS ayer día miércoles 28 de marzo a las 22:31 UTC. Con unas 20 toneladas de peso, el ATV-3 es la nave espacial europea más grande y compleja en servicio. Actualmente, es junto con las Progress rusas y las HTV japonesas el único vehículo capaz de mandar suministros a la estación espacial después de la retirada del transbordador norteamericano. Además, solamente los ATV y las Progress pueden elevar la órbita de la ISS y trasvasar combustible al módulo Zvezdá, maniobras fundamentales para evitar que la estación  reentre en la atmósfera terrestre. Una capacidad que resulta crítica si por cualquier causa se suspende el lanzamiento de las naves Prgress (recordemos que el pasado agosto la Progress M-12M se perdió durante el despegue). El ATV-3 lleva 6596 kg de carga útil, incluyendo víveres, equipamiento y combustible.


El ATV-3 durante la maniobra de acoplamiento con la ISS (NASA TV).

Así luce la ISS hoy, un poco más grande (TsUP).

ATV-3 (ESA).

El acoplamiento fue impecable, aunque el ATV-3 experimentó unos pequeños problemas con el despliegue del mástil ADB (Antenna Deployable Boom) de una antena de banda S, un percance parecido al que experimentó el ATV-2. El acoplamiento fue controlado en todo momento por el centro de control del ATV (ATV-CC) de Toulouse. Para acoplarse con la ISS, el ATV-3 realizó dos encendidos el viernes (TP-1 y TP-2), dos el sábado y el domingo (MC1-1 y MC1-2) y otros cuatro el martes (TV1-1, TV1-2, TV2-1 y TV2-2) con el fin de igualar su órbita con la de la estación espacial. El miércoles se realizaron otros tres encendidos adicionales (TV3-1 a TV3-3) con el fin de situar el vehículo en el punto imaginario S2, momento en el cual dio inicio la fase de acercamiento con la ISS unas doce horas antes del acoplamiento. Otros tres encendidos se llevaron a cabo para situar la nave en el punto S-1/2, seguidas por ocho maniobras de acercamiento hasta alcanzar el punto S3. En ese momento dio inicio la fase de acoplamiento propiamente dicha. A 30 kilómetros de la estación, el sistema de guiado del ATV dejó de usar los sensores estelares para orientarse y comenzó a emplear el GPS. A 250 metros del módulo Zvezdá se activó el sistema de guiado por láser y en los últimos metros se puso en funcionamiento el sistema de vídeo para que la tripulación de la ISS pudiese seguir el acoplamiento desde la estación. La velocidad de acoplamiento final fue del orden de 0,05-0,10 m/s.

 
Maniobras de la secuencia de aproximación y acoplamiento del ATV con la ISS (ESA).

El sistema de acoplamiento del ATV es similar al empleado por las naves Soyuz y Progress rusas y ha sido construido por la empresa RKK Energía. Este sistema fue diseñado en los años 70 por el equipo de Vladímir Syromyatnikov. El ATV incorpora un Aparato de Acoplamiento Activo, ASA (Активный Стыковочный Агрегат, АСА), mientras que el puerto del Zvezdá está dotado de un Aparato de Acoplamiento Pasivo, PSA (Пассивный Стыковочный Агрегат, ПСА). El sistema ASA está dividido en una sonda de acoplamiento localizada sobre la escotilla, denominado Mecanismo de Acoplamiento, SM (Стыковочный Механизм, СМ), y un anillo externo con conectores que recibe el nombre de Mecanismo de Hermetización del Acoplamiento, MGS (Механизм Герметизации Стыка, МГС). En el anillo del MGS se encuentran dos sellos herméticos de goma y varios conectores: dos conexiones para trasvase de combustibles hipergólicos, cuatro conectores eléctricos, un umbilical para presurizar el espacio intermedio entre el ATV y la ISS y ocho sistemas de ganchos desplegables para asegurar el acoplamiento. Este sistema ‘macho-hembra’ permite velocidades angulares relativas en cabeceo y guiñada de hasta 0,15º/s y un máximo de 0,4º/s en giro. La alineación de los ejes de los vehículos debe ser inferior a los 5º.

Vladímir Syromyatnikov y el sistema de acoplamiento ruso (ESA).

Detalle de los sistemas activo y pasivo (ESA). 
Sistema activo del ATV, las Soyuz y las Progress (ESA).

Conectores en el anillo de acoplamiento (ESA).

Sistema pasivo de acoplamiento del Zvezdá (ESA).

Sonda de acoplamiento desplegable del SM (ESA).

Sensores en el extremo del SM (ESA).

Presurización del sistema de acoplamiento (ESA).

Secuencia de acoplamiento (ESA).

El ATV-3 permanecerá acoplado unos cinco meses a la estación, hasta el próximo 3 de septiembre (la fecha exacta de la separación puede variar en función de las necesidades logísticas). Paradójicamente, aunque está acoplado al segmento ruso de la ISS, técnicamente se considera parte del segmento norteamericano a efectos de seguimiento y control. Desde aquí le deseamos una próspera misión al ATV-3 en su casi medio año de servicio a la ISS.

Interior del ATV-3 (ESA).


30 Comentarios

  1. Buenas,

    Pequeña precisión, en cuanto a las maniobras, el sábado no se hicieron maniobras orbitales, fueron dos pequeños impulsos (-0.2m/s) del motor CAM (Collision Advoidance Manoeuvre), en lo que denominamos la CAMTEST para probar su funcionamiento. El domingo las MC1 y el lunes las MC2, son pequeñas maniobras para corregir errores de las TP y del phasing con la ISS. El martes comenzaron los 3 ciclos de TV, TV1, TV2, TV3, con las que se reduce el draft con la ISS y para el miércoles finalizar con las maniobras IF (interface) con las que se llega al S-1/2 un punto preciso a unos 40km detrás y 5km por debajo de la ISS para empezar el rendez-vous, donde el sistema automático coge el control.

    En cualquier caso, muy buen artículo, siempre me pregunto de dónde sacáis tanta información sobre vehículos y lanzadores, en este caso tenéis información del ATV que no es fácil encontrar, enhorabuena.

    Un saludo.

    1. Hola, Antón. Gracias por el comentario y por el halago 🙂

      Tienes razón en que mezclé los términos maniobra e impulso, pero es que no se me ocurría ningún sinónimo en ese momento, lo siento.

      Un saludo.

    2. Realmente no es un problema mezclar esos términos, el problema está en la secuencia de maniobras, no es correcta, pero no te preocupes que creo saber de dónde viene el error, los que escriben en el blog de la ESA metieron tb la pata en eso mismo, son un desastre, parece que en el CC sólo trabajan ellos y los EST… en fin. Supongo que te basaste en este blog.

      Con lo del boom de la antena, fue lo mismo, el viernes dijeron que ya estaba desplegado y el sábado tb, cuando realmente, hasta el domingo por la mañana no se obtuvo el «locked» en el sensor. Y sí, dio problemas en ATV2, pero menos, en teoría habían mejorado el sistema, pero va a ser que no, a ver si para el próximo…

      Un saludo, y a seguir así, como te digo es de los blogs que mejor información pone de estas cosas, y un día me contarás de dónde sacas tus informantes.

    3. Gracias una vez más, Antón. Ahora entiendo el problema. La secuencia de eventos la saqué de un documento que me pasó mi ‘informador’ particular 🙂 , pero luego vi otro pdf con la secuencia de encendidos que comentas (que ahora imagino que era el definitivo). Ante la duda, y como en el blog del ATV-3 de la ESA ponían la primera, pues fue la que elegí. De todas formas, te agradezco que me lo aclares.

      En cuanto a las fuentes, un día hablamos por mail y ya te comento 🙂

      Un saludo.

    1. Si las imágenes se ponen mediante «copy + paste» pasa esto. Si se ponen mediante el icono del enlace de blogger mientras se escribe la entrada,se pueden ampliar.

    2. Pues me temo que te equivocas, porque aquí no hay ninguna imagen «copy+paste». Las he subido todas con el editor de imágenes de Blogger para el post. Lo que pasa es que dicho editor de imágenes es una soberana porquería y falla más que una escopeta de feria. Me tiene harto.

    1. Ojo, geostacionaria 42164 km de radio, 35786 km de altitud. Geostacionario, significa fijo a la tierra, es decir en el sistema de referencia tierra, los satélites están «fijos», lo que ocurre realmente es que a esa altitud dan una revolución a la órbita por día.

      Los GPS no son geostacionarios, ni mucho menos, pero si es cierto que mientras la órbita que uses esté mucho más baja que la de los gps, pueden usarse para posicionamiento.

    2. Por cierto que me acabo de dar cuenta.

      El ATV usa los GPS desde la separación del lanzador hasta los 250 m. Hasta unos 40km se usa en modo absoluto, igual que hacen los navegadores de coche, a partir de 40km hasta 250m se usa el RGPS, que es un sistema relativo, es decir se combinan las medidas del GPS de la ISS y del ATV, para obtener una posición relativa a la ISS, de manera que se pueda hacer el rendez-vous automático, siembre vigilado por el CC en tierra. A partir de 250m utiliza un sistema de navegación relativa a la ISS basada en lasers, que le dan la distancia a la ISS.

      Los «sensores esterales» que suena a ciencia ficción en español, son los star trackers, y sirven sólamente para la actitud del vehículo, orientación en el sentido de hacia adónde mira el vehículo. Se usan desde la separación del lanzador hasta unos 20m, donde se pasa a actitud relativa a la ISS; por medio de videómetros, cámaras de video que analizan un target en la ISS y su orientación respecto a estos.

      Espero haber sido claro, a veces es difícil contar ciertos conceptos.

      bye.

  2. Siempre me he preguntado como es «trasvasar combustible al módulo Zvezdá» vi que tiene un par de conductos para este fin, pero no lo tengo claro, el manejo de los hipergolicos es tan peligroso y hacen eso en el espacio? como es el proceso? saludos Daniel, siempre visito tu blog

    1. La maniobra de transferencia de combustibles tiene sus riesgos y se realiza alternativamente con el oxidante y el reductor (combustible).El 9 de Septiembre de 1983, durante un proceso de transferencia de oxidante (N2O4) de la nave Progress-17 a la estación Salyut-7 ocurrió una rotura en la linea de conducción y salió al espacio el oxidante de 2 de los tres tanques esféricos de la estación espacial;Lyakhov y Alexandrov se prepararon para el regreso inmediato , pero una vez ocurrido, pasó el peligro, eso si los planes cambiaron:se acabaron los estudios de recursos terrestres una temporada, la estación se estabilizó por gradiente de gravedad y aprovecharon para producir materiales en los hornos..Saludos.

  3. Buena nota Daniel, siempre muy completa. Por cierto ya que nombras la elevación de la ISS ahora realizado por la Progress y el ATV, pero en teoría esta tarea debería ser realizada en un futuro por el VASIMR según el acuerdo firmado por la NASA y Ad Astra Rocket, pero no he leído nada mas al respecto, tú no tienes alguna información actualizada???

    1. Hola,
      Yo también tengo curiosidad sobre el Vasimir, había escuchado lo mismo que tu. A ver si Daniel nos puede aclarar algo sobre el tema.
      Por cierto, creo que hace unos dias se hicieron pruebas en la ISS sobre una sistema de reabastecimiendo de combustible para satélites o algo así pero no me quedó muy claro. Igual estaría bien un post sobre estas tecnologías y sus aplicaciones, y a saber cuantas otras desconocemos.

      Un saludo y un post muy bueno, las imágenes aclaran mucho. 😀
      Iván.

  4. Parece que ha habido problemas posteriores al aclopamiento. No se han unido bien los sistemas eléctricos y la ISS no podía suministrar electricidad al ATV. El problema podía acabar en una separación prematura de la ATV y les han tenido a los astronautas y cosmonautas sacando del ATV los suministros mas importantes que transportaba y llenándolo de basura. Pero al final han conseguido que la conexión de reserva funcionase y los tripulantes han podido descansar. Dada la paliza que se han dado les van a dar un día de descanso adicional el lunes.

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Por Daniel Marín, publicado el 29 marzo, 2012
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