Lanzamiento Soyuz TMA-04M (Expedición 31/32)

Por Daniel Marín, el 15 mayo, 2012. Categoría(s): Astronáutica • ISS • Lanzamientos • Rusia • sondasesp ✎ 19
Hoy 15 de mayo de 2012 a las 03:01 UTC Rusia ha lanzado desde Rampa Número 5 (PU-5 ó 17P32-5, Gagarinski Start o “Rampa de Gagarin”) del Área 1 del cosmódromo de Baikonur la nave Soyuz TMA-04M (11F732A47 Nº 705, o 30S según la terminología de la NASA) mediante un cohete Soyuz-FG (11A511U-FG). La tripulación está formada por Guennadi Padalka (Roscosmos), Serguéi Revin (Roscosmos) y Joseph Acaba (NASA).

Lanzamiento de la Soyuz TMA-04M (NASA).

La nave Soyuz TMA-04M original resultó dañada el pasado enero durante una de las pruebas de presurización en tierra. Como resultado, se decidió usar la nave destinada para Soyuz TMA-05M en esta misión. Por este motivo, la Soyuz TMA-04M es en realidad la Soyuz nº 705 de la serie 700 y no la nº 704. La Soyuz TMA-04M se acoplará el próximo jueves 17 de mayo a las 04:38 UTC con el módulo Poisk (MIM2) de la ISS, momento en el que la tripulación pasará a formar parte de la Expedición 31. En julio de 2012 será lanzada la Soyuz TMA-05M y dará comienzo la Expedición 32. Está previsto que la Soyuz TMA-04M regrese a la Tierra el próximo septiembre. Éste ha sido el primer lanzamiento tripulado de 2012.

La Soyuz TMA-04M incorpora un nuevo sistema de iluminación a base de tecnología LED que sustituye al anterior sistema SMI-4.

La nueva luz LED, a la izquierda del módulo orbital (Roscosmos).

Tripulación:

La tripulación de la Soyuz TMA-04M está formada por Guennadi Padalka, Serguéi Revin y Joe Acaba.

De izquierda a derecha: Joe Acaba, Guennadi Padalka y Serguéi Revin (NASA).

Gennadi Ibanovich Padalka / Геннади Иванович Падалка (21 junio 1958, 53 años): comandante de la Soyuz TMA-04M, ingeniero de vuelo de la Expedición 31 y comandante de la Expedición 32. Padalka se graduó de la Academia Militar de Aviación de Eysk (VVAUL) en 1979. Durante su servicio como piloto en las Fuerzas Aéreas soviéticas y rusas ha acumulado más de 1300 horas de vuelo en seis tipos de aviones distintos, alcanzando el rango de Piloto de Primera Clase, además de llevar a cabo más de 500 saltos en paracaídas (es instructor de salto). Actualmente ostenta el rango de coronel. En 1994 se graduó como ingeniero-ecólogo en la facultad de Aerocosmoecología de la Academia Nacional de Petróleo y Gas. En 2009 se graduó en la Academia Rusa de Servicios Estatales del Presidente de la Federación Rusa. En 1989 fue seleccionado para entrenarse como cosmonauta en el Centro de Entrenamiento de Cosmonautas Yuri Gagarin (TsPK). Ha realizado cuatro misiones espaciales, siendo uno de los cosmonautas rusos en activo más experimentados. En agosto de 1998 partió a la estación Mir a bordo de la Soyuz TM-28, permaneciendo 199 días en el espacio durante esta misión. En abril de 2004 fue el comandante de la Soyuz TMA-4 y sería miembro de la tripulación de la Expedición 8 de la ISS. Durante esta segunda misión estuvo 188 días en el espacio. En marzo de 2009 comandó la Soyuz TMA-14 y fue miembro de la primera expedición permanente de seis personas (Expedición 20). En esta ocasión permaneció 199 días en el espacio. Durante sus tres misiones, ha efectuado ocho paseos espaciales (EVAs). Padalka es Héroe de la Federación Rusa y ha sido condecorado con la Estrella de Oro de Héroe de la Federación Rusa y las medallas de la NASA Distinguished Public Service Medal y Space Flight Medal. Ha sido miembro de la tripulación de reserva de la Expedición 29/30 y éste es su cuarto vuelo espacial.

Gennadi Padalka (Roscosmos).

Serguéi Nikoláievich Revin / Сергей Николаевич Ревин (12 enero de 1966, 46 años): ingeniero de vuelo número 1 de la Soyuz TMA-04M e ingeniero de vuelo de las Expediciones 31 y 32 de la ISS. Revin se graduó en 1989 como ingeniero-físico en el Instituto de Técnica Electrónica de Moscú. En 1993 pasó a trabajar para la empresa RKK Energía de Moscú, fabricante de las naves Soyuz. En 1996 fue seleccionado como candidato a cosmonauta de RKK Energía. Se graduó del TsPK como cosmonauta en junio de 1998. Ha sido miembro de la tripulación de reserva de la Expedición 29/30 y ésta es su primera misión espacial.

Serguéi Revin (Roscosmos).

Joseph ‘Joe’ Acaba (17 mayo 1967, 44 años): ingeniero de vuelo número 2 de la Soyuz TMA-04M e ingeniero de vuelo de las Expediciones 31 y 32 de la ISS. En 1989 se graduó como geólogo en la Universidad de California y en 1992 obtuvo el Máster en Geología por la Universidad de Arizona. En mayo de 2004 fue seleccionado como miembro del Grupo 19 de astronautas de la NASA y en febrero de 2006 terminó el curso de entrenamiento de la agencia espacial estadounidense. Entre el 15 y el 28 de marzo de 2009 fue miembro de la misión STS-119 Discovery, permaneciendo 13 días en el espacio, durante los cuales visitó la ISS. Ha sido miembro de la tripulación de reserva de la Expedición 29/30 y ésta es su segunda misión espacial.

Joe Acaba (NASA).

La tripulación de reserva de la Soyuz TMA-04M estaba formada por Oleg Novitski, Yevgueni Tarelkin y Kevin Ford, que volarán como tripulación principal de la Soyuz TMA-06M en octubre de este año.

Tripulación de reserva (de izqda. a dcha.): Ford, Ivanitski y Tarelkin (Roscosmos).
Las tripulaciones principal y de reserva (Roscosmos).
Emblema de la Soyuz TMA-04M (Roscosmos).
Emblema de la Expedición 31 (NASA).
Tripulaciones de las Expediciones 31 y 32 (NASA).
Soyuz TMA

  • Masa: 7 220 kg
  • Longitud: 7,48 m
  • Diámetro Máximo: 2,72 m
  • Envergadura (con paneles solares desplegados): 10,7 m
  • Volumen habitable: 9 m³
  • Masa de combustible y comburente: 900 kg.
  • Motor principal: 400 kgf de empuje y 305 s de Isp. 
Soyuz TMA (ESA/Paco Arnau/ciudad-futura.net).

La nave está dividida en tres módulos:

  • Módulo orbital o de vivienda (BO,  Бытовой Отсек): tiene una masa de 1300 kg y unas dimensiones de 2,98 x 2,26 metros, con un volumen habitable de 5 metros cúbicos. Tiene una única ventanilla frontal que antes se empleaba durante los acoplamientos. Dispone de dos escotillas, una lateral que se emplea en la rampa de lanzamiento para el acceso de la tripulación a la nave y otra frontal de 80 cm. Está conectado al SA mediante 12 pernos explosivos. Sobre esta escotilla frontal está instalado el sistema de acoplamiento desmontable. La escotilla está rodeada por un anillo de acoplamiento con conexiones eléctricas e hidráulicas con la ISS. En su interior se almacenan los víveres para los dos días de viaje hasta la ISS, además de contar con sistemas de soporte vital similares a los del SA. En el exterior del BO se localizan las antenas de radar del sistema de acoplamiento automático Kurs.



Módulo BO.
  • Módulo de descenso (SA, Спускаемый Аппарат): tiene una masa de 2900 kg y unas dimensiones de 2,24 x 2,17 metros, con un volumen habitable de 3,5 metros cúbicos. En su interior pueden viajar hasta un máximo de tres cosmonautas durante el lanzamiento y la reentrada. Está dotado de un escudo térmico de ablación que se separa antes del aterrizaje y es la única parte de la nave que regresa a al Tierra. Se conecta con el BO mediante una escotilla de 80 centímetros de diámetro. Dispone de dos ventanillas y un periscopio para facilitar las maniobras de acoplamiento. Para poder maniobrar durante la reentrada y reducir la deceleración, dispone de ocho pequeños propulsores de 10 kgf de peróxido de hidrógeno. Tiene dos paracaídas, uno principal y otro de reserva, cada uno de ellos compuesto a su vez por cuatro cúpulas (dos paracaídas pilotos, uno de frenado y otro principal). En su base hay seis pequeños cohetes de combustible sólido (DMP) que frenan el descenso. Es capaz de amerizar en el agua.



Detalle del SA (ESA).

  • Módulo de servicio o de propulsión (PAO, Приборно-Агрегатный Отсек): tiene unas dimensiones de 2,26 x 2,15 metros y 2600 kg. A su vez está dividido en tres partes. Primero tenemos el módulo intermedio o PKhO (переходной отсек, ПхО), una sección no presurizada que une el PAO con el SA por 10 puntos (cinco con pernos explosivos) y donde se encuentran algunos motores de maniobra. Una sección de instrumentación presurizada, PO (приборный отсек, ПО) donde se encuentra la aviónica de la nave, incluyendo el ordenador central. Por último está la sección de propulsión (AO, агрегатный отсек) donde se encuentran los tanques de combustible hipergólico (900 kg de UDMH y tetróxido de nitrógeno), el motor principal, las baterías, los paneles solares (con un área de 10 m² y una envergadura de 10,6 m) y el radiador de 8 m². El motor principal es parte del sistema SKD, que a su vez pertenece al sistema KTDU (o KDU, Комбинированная Двигательная Установка, КДУ, “Instalación Propulsora Combinada”). El motor recibe la denominación de KTDU-80 y tiene un empuje de 316 kgf. Este motor se puede encender un total de 40 veces con una Delta-V total de 390 m/s. Además del KTDU, el PAO incluye 16 motores DPO-B de 13,3 kgf y 12 DPO-M de 2,7 kgf para control de actitud del vehículo.
PAO (Roscosmos).
Partes de la Soyuz.

Traje Sokol KV2.
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 la ciudad de 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 primera y la segunda etapa reciben la designación conjunta de 11S59.

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 (Paco Arnau/ciudad-futura.net).
  • 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-04M:

Órbita inicial de la Soyuz TMA-04M: 200 x 242 km y 51,67º (88,6 minutos de periodo).

  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 60,7 segundos de duración Delta-V: 24,27 m/s.
  15. Segundo encendido (DV2) en la cuarta órbita, con una duración de 19,4 s. Delta-V: 7,42 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) en la órbita 17 con una Delta-V de 2 m/s y 29,1 s.

Maniobras orbitales de la Soyuz TMA-04M (TsUP).
Entrenamiento de la tripulación de reserva en el TsPK (Roscosmos).
Moldeado del asiento Kazbek de la Soyuz, hecho a medida (NASA).
Llegada de la nave al MIK-OK del Área 254 de Baikonur en ferrocarril desde Moscú (Roscosmos/RKK Energía).
Integración con el segmento PkhO que une la nave con el lanzador (Roscosmos/RKK Energía).
Llegada de las tripulaciones a Baikonur desde Moscú (RKK Energía).
Primera visita de la tripulación a la nave sin los trajes (Roscosmos).
Prueba de los trajes de presión Sokol KV2 y segunda visita (RKK Energía).
Integración con la cofia (Roscosmos/RKK Energía).
Tercera visita de la tripulación, con la nave en la cofia (RKK Energía).
Traslado de la nave al MIK-112 para integración con el cohete (RKK Energía).
Integración con la torre de escape y la tercera etapa del Soyuz-FG (Bloque I) (RKK Energía).
Integración con la primera y segunda etapa (RKK Energía).
La tripulación planta los árboles tradicionales y se distrae (RKK Energía).

Traslado a la rampa del cohete desde el MIK-112 (RKK Energía/NASA/Roscosmos).



La Comisión estatal autoriza el lanzamiento (NASA).

La tripulación llega a la rampa (RKK Energía).

Lanzamiento (Roscosmos/NASA).

Vídeo del lanzamiento:



19 Comentarios

  1. Hola Dani, genial el post, como de costumbre, completísimo.

    Hay algo que no termino de pillar, si la masa de la soyuz son 7220 kg y el cohete tiene una capacidad en LEO (200 km) de 7,13 toneladas, ¿no va un poco justo? Es decir, ¿el resto del esfuerzo hasta la ISS lo hace la soyuz con sus motores?

    1. Sí, es un poco justo, pero son los datos oficiales de TsSKB Progress :). Puesto que la capacidad de un cohete depende de muchos parámetros, en realidad la capacidad “práctica” es del orden de 7300 kg, más o menos.

      Saludos.

  2. Daniel me causa gran curiosidad el desarrollo del cohete Semyorka, los rusos capturaron las V2 de los NAZI a finales de 1945 y ya en 1957 los rusos desarrollaron este impresionante cohete.

    ¿El Semyorka no debería pasar por un proceso de revisión y actualización de ingeniería a fondo? siempre tengo la percepción de que se puede mejorar mucho con el empleo de las nuevas tecnologías.

    1. Muchas gracias, vamos a tener Soyuz por mucho tiempo!

      La semana pasada me llego la moneda de 1 rublo de 1981 con la Soyuz y Yuri Gagarin, cual es la estación espacial que se ve a mano derecha?

      Tienes algún articulo que explique el desarrollo de las Soyuz?

      Admiro tu constancia Daniel.

      Saludos desde Ecuador.

  3. ¡Ah, esa alfombra marrón moteada en el suelo que cubre la sala donde colocan los Sokol a los astronautas!… pero… mi madre tiene una igual en su casa y ¡no veas la estática que genera!

  4. Hola De nuevo Dani y compañía. Una duda que me asalta, ¿la primera y segunda etapas del cohete se recuperan? la tercera por lo que tengo entendido se quema en la atmósfera, pero tanto los boosters que al caer de 41 km tal vez pudiesen no destrozarse del todo con unos paracaidas, como la segunda etapa, no se si simplemente se destrozan contra el suelo o no.

    1. No, no se recuperan. Se estrellan en la estepa kazaja y son recogidas por Roscosmos para evitar contaminar la zona. Se han hecho estudios para reutilizar estas etapas, pero no sale rentable (lo más caro son los motores).

      Saludos.

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