Recordando la nave Zaryá, la “súper Soyuz”

Por Daniel Marín, el 29 junio, 2012. Categoría(s): Astronáutica • Rusia • sondasesp ✎ 31

No descubro nada nuevo si digo que el proyecto de nave espacial Zaryá (14F70) es uno de mis favoritos en la historia de la cosmonáutica. Para aquellos que no estén familiarizados con este vehículo, recordar que Zaryá fue un proyecto de NPO Energía de mediados de los años 80 destinado a sustituir a las venerables naves Soyuz. Zaryá era una cápsula parcialmente reutilizable -gracias a su escudo térmico basado en el del Burán- de 15 toneladas con capacidad para 2-8 cosmonautas. Hay muy poca información disponible sobre Zaryá (“aurora” en ruso), pero por suerte el gran Giuseppe De Chiara ha creado una estupenda colección de infografías que podemos ver en NASAspaceflight.com.


Aspecto general de la nave Zaryá (Giuseppe De Chiara).

Lo más destacable de Zaryá es que debería haber aterrizado verticalmente mediante 24 motores de peróxido de hidrógeno y queroseno (en este punto hay un ligero error en las diapositivas de De Chiara) con un empuje de 1,5 toneladas cada uno, del mismo modo que la futura DragonRider de SpaceX o la PTK-NP (PPTS) rusa. Eso sí, Zaryá habría usado un pequeño paracaídas para estabilizarse en las primeras etapas del descenso atmosférico. Sus dimensiones habrían sido de 5 x 4,1 metros. Debido a su elevada masa, Zaryá tendría que haber sido lanzada mediante un cohete Zenit (11K77) desde Baikonur. De hecho, antes de la caída de la URSS se finalizó una las dos torres de acceso para la tripulación. Hoy en día esta torre -y su hermana, construida a medias- se oxida lentamente en el seco clima de Baikonur. 

El cohete Zenit con Zaryá (Giuseppe De Chiara).
Secuencia de vuelo de Zaryá (Giuseppe De Chiara).

Durante el ascenso la tripulación habría estado protegida por una torre de escape, pero la seguridad durante el aterrizaje estaría asegurada gracias al uso de asientos eyectables, similares a los usados por el Burán. Puesto que sólo se podían instalar cuatro sillones eyectables, la tripulación habría estado limitada a este número durante las primeras misiones. Gracias al escudo térmico reutilizable, cada cápsula podría haber volado entre 30 y 50 veces. Al igual que las naves Progress están basadas en la Soyuz, Zaryá se habría usado tanto para misiones de carga como tripuladas. A pesar de que la caída de la URSS supuso la muerte del proyecto Zaryá justo cuando estuvo a punto de entrar en la fase final de desarrollo, a principios de los años 90 se  la NASA flirteó con la idea de usar una versión de Zaryá como vehículo de rescate de la estación espacial norteamericana Freedom, una propuesta que contó con la colaboración de Rockwell.

Zaryá ACTV (Giuseppe De Chiara).
KK Zaryá (www.buran.ru).
Escudo térmico de Zaryá (www.buran.ru).

Zaryá hubiese sido una verdadera “súper Soyuz”, mucho más capaz, moderna y avanzada que su predecesora. Lamentablemente, nunca llegó a ver la luz. Si la URSS no hubiera desaparecido, o si hubiese caído un poco más tarde, muy posiblemente hoy en día las Zaryá estarían surcando los cielos rumbo a la ISS.



31 Comentarios

  1. Magnifica nave. Es muy parecida a la PPTS, me pregunto por que los rusos no han seguido simplemente desarrollando Zaryá a partir de lo que ya tenían en los 80 en vez de empezar un proyecto totalmente nuevo.

    Una pregunta: veo que se usa un paracaídas para estabilizar la reentrada, pero en uno de los dibujos de Zaryá se ve una especie de flap en la parte superior de la cápsula de descenso. Recuerdo que el proyecto inicial de la PPTS tenía un saliente similar en el casco de la cápsula de descenso, pero fijo. ¿Era alguna clase de dispositivo aerodinámico para dirigir la reentrada?. Y si es así, ¿por que se descartó?.

    1. Yo también creo que Rusia debía haber usado el diseño original de Zaryá antes de construir una nueva nave.

      Por otro lado, sí, la Zaryá y el diseño inicial de la PTK-NP hacen uso de un flap aerodinámico. En el caso de la PTK-NP creo que se descartó para simplificar el diseño (se había introducido para seguir un requerimiento muy exigente en la precisión del aterrizaje).

      Saludos.

  2. Me parece muy interesante el sistema de aterrizaje vertical, entiendo que al necesitar paracaídas no habría sido posible usarla en una hipotética misión tripulada en la luna (y porqué no en Marte) como el LEM que se utilizó en las misiones Apolo.
    Dani, en cuanto la futura DragonRider de SpaceX o la PTK-NP (PPTS) rusa ¿Estas naves podrían usarse a modo de LEMs en la Luna o Marte?

    1. Con el permiso de Daniel me gustaría responder a parte de tu pregunta.

      DragonRider carece de capacidad para aterrizar de forma propulsada en cuerpos estelares sin atmósfera más allá de un cierto tamaño.

      El problema es la cantidad de combustibles hipergólicos que puede llevar.

      Según los números publicados hasta ahora le deberían caber entre 1’3 y 1’9 toneladas de esos propelentes, con los cuales el delta-v que una nave de ese peso y con esos motores puede conseguir está muy por debajo del kilómetro por segundo.

      Como para alunizar se necesitan entre 1’6 y 2’0 kilómetros por segundo pues va a ser que no.

      Curiosamente con esa misma capacidad puede que sí le de para “amartizar”, ya que la mayor parte de los aproximadamente 4 km/s necesarios para pasar de órbita marciana baja a la superficie se pueden conseguir frenando contra la atmósfera.

      También podría aterrizar en cuerpos sin atmósfera más pequeños. Ciertamente en cualquier asteroide, incluyendo los mayores.

    2. Si entiendo que en Marte que esas cantidades de propelente se podrían reducir con los paracaídas… Por parte de SpaceX se hablaba de que tendrían capacidad de llegar a Marte en 2020 pero sin financiación el proyecto de DragonRider parece destinacdo a ser un PowerPoint más…

      Y Charliem, ¿que hay de la PTK-NP (PPTS)rusa?

    3. Por lo visto ni siquiera serán necesario paracaídas (por otra parte problemáticos en una atmósfera tan poco densa como la marciana), ya que el frenado por rozamiento podría ser suficiente.

      Por lo que yo se el desarrollo de la DragonRider ya tiene financiación, lo que no la tiene es su utilización para una posible misión marciana.

      En cuanto a la PPTS no sabría decirte. No he sido capaz de encontrar ninguna referencia a la capacidad delta-v del diseño. Quizás Daniel sepa algo más.

      En todo caso con motores hipergólicos la ecuación de Tsiolkovski dice que para poder alunizar usando combustibles hipergólicos más o menos la mitad de tu masa en órbita debe de ser combustible.

      Por los gráficos me da que la PPTS tampoco va a llevar tanto.

    4. La PTK-NP usará motores de combustible sólido (16 cohetes del sistema PTDU). El Delta-V definitivo dependerá del diseño final, que se presenta en diciembre de este año y que puede presentar algunas diferencias con el diseño preliminar, pero será muy parecido al de la DragonRider.

      Saludos.

    5. Pues con motores de combustible sólido como que nos vayamos olvidando de alunizar.

      En cuanto a Marte quien sabe, a lo mejor sí. En todo caso habrá que esperar a la publicación de más datos.

      La verdad es que para la luna lo mejor es (creo yo) un aterrizador especificamente diseñado.

    6. Corregidme si me equivoco pero a día de hoy la única nave con capacidad para llegar a Marte es la Orión, pero no estoy seguro de que la hayan diseñado con unas protecciones de polietileno suficientes para poder frenar la entrada de las radiaciones solares y rayos cósmicos… creo que se parece demasiado al Apolo que era de aluminio… así que Orión tal como se ha diseñado no creo que llegue a Marte… quizás a la órbita lunar pero no antes de 2020… y no quiero ser pesimista pero la PTK-NP pensaba que la habían diseñado pensando en ir a la Luna y a Marte pero parece ser que si su diseño será equivalente a la Dragon no tendrá capacidad de sobrepasar la órbita baja…

      Saludos.

    7. @Charliem: pues sí. Yo es que a lo de la Dragon en Marte no le doy ninguna posibilidad. Para aterrizar en la Luna o en Marte mejor una nave específica. Como cápsula para devolver a la Tierra a los astronautas de una nave marciana, pues vale, pero para otra cosa, como que no…

      @Anónimo: la Orión está siendo diseñada para soportar reentradas atmosféricas a 11 km/s, pero eso no significa que pueda viajar a Marte. No sólo es el tema de la radiación (que por otro lado no es importante porque se podrían proteger otras partes de la nave marciana, que sería bastante grande), sino muchos otros sistemas de todo tipo. En principio, la PTK-NP también podrá soportar entradas a 11 km/s, pero necesitará muchas más modificaciones para viajar a la órbita lunar o a un asteroide.

      Saludos.

    8. Para ser precisos deberíamos decir que ahora mismo no sólo no tenemos ninguna nave que pueda llevar una tripulación humana a Marte, es que ni siquiera existe ningún proyecto en marcha para desarrollar un diseño mínimamente realista, sólo algunas especulaciones y fantasías (ojo, lo de Zubrin NO es un diseño, apenas llega a idea preliminar).

      Varias de las cápsulas actuales tienen (o tendrán previsiblemente en pocos años) autonomía suficiente para hacer el viaje a Marte, pero desde luego no tripuladas. Y la autonomía sólo es parte del problema.

      En cuanto a alunizajes ahora mismo no tenemos ninguna nave con esa capacidad, ni que yo sepa tampoco está ninguna en desarrollo (rip Altair). Como no sea que alguno de los de siempre esté haciendo algo así en secreto.

      Por último, en cuanto al uso de una DragonRider como aterrizador no tripulado en Marte.

      Pues la verdad es que yo también era muy escéptico (y algo lo sigo siendo), pero en los encuentros de hace unos días sobre el estado del arte y nuevas ideas en la exploración marciana, oí dos presentaciones por sendos representantes de equipos de personal de la Nasa que opinaban otra cosa, y al googlear sus credenciales la verdad es que resultan bastante impresionantes (por ejemplo varios de ellos han participado en la MSL que estará en Marte -si todo va bien- el mes que viene).

      Por cierto, Daniel y todos los demás. Si aún no lo habeis hecho echarle un vistazo a las presentaciones de esas jornadas. Al menos te ponen al día en lo que está haciendo todo el mundo (al menos los americanos, canadienses, y europeos, y creo que también fue algún japonés).

      Cada una es de sólo 10 minutos, y si no te convence el comienzo siempre puedes darle al video para adelante.

      Algunas son extremadamente interesantes.

    9. Tenemos varias fechas encima la mesa:
      2019 Llegada órbita lunar (EEUU) = ¿ORIÓN?
      2020 Llegada órbita lunar (CHINA) = ¿SHENGZHOU?
      2025 Alunizaje (CHINA) = ¿NAVE EN DESARROLLO?
      2025 Llegada asteroide (EEUU) = ¿ORIÓN?
      2030 Llegada órbita marciana (EEUU) = ¿NAVE EN DESARROLLO?

      *** ¿Esas fechas son correctas? ***

      ¿Y la PTK-NP estaría pensada para poder llegar a la órbita lunar en 2025 a una hipotética MIR lunar?

      Saludos.

    10. Nos hemos salido casi por completo del tópico elegido por Daniel así que os respondo y lo dejo ya. 🙂

      @Anónimo: La Orión es demasiado pequeña para una estancia prolongada. Para usarla mas allá de la Luna habría que complementarla.

      Aquí tienes una de idea a ese respecto presentada por la Nasa hace pocos meses: http://www.nasaspaceflight.com/2012/03/dsh-module-concepts-outlined-beo-exploration/

      Que yo sepa los chinos aún no han empezado con el desarrollo de una nave de alunizaje, ni los americanos de una que pueda llevar a nadie a Marte, ni siquiera para una misión orbital.

      @Jimmy: Aquí están los enlaces a los videos de los tres grupos de trabajo y los tres días:

      Conceptos y Tecnologías: http://www.livestream.com/marsconcepts2012/folder?utm_source=lsplayer&utm_medium=ui-more-videos&utm_campaign=marsconcepts2012&utm_content=marsconcepts2012

      Precursores de la Exploración Humana: http://www.livestream.com/marsconcepts2012_hep/folder?utm_source=lsplayer&utm_medium=ui-more-videos&utm_campaign=marsconcepts2012_hep&utm_content=marsconcepts2012_hep

      Ciencia e Ideas para Misiones: http://www.livestream.com/marsconcepts2012_smc/folder?utm_source=lsplayer&utm_medium=ui-more-videos&utm_campaign=marsconcepts2012_smc&utm_content=marsconcepts2012_smc

      Personalmente los que me resultaron más interesantes fueron las jornadas 1 y 3 de Conceptos y Tecnologías, y de Ciencia e Ideas (algunas presentaciones son bastante locas, pero divertidas).

      Un cordial saludo.

  3. lei que esta nave tenia en su diseño base problemas, por ejemplo con los temas acusticos: “The design had several defects, chiefly the severe acoustic environment inflicted on the crew in the braking maneuver and the lack of any back-up landing system in the event of failure of the braking rockets to ignite” esto es cierto? lo de los cohetes para el descenso si es cierto.

  4. На картинке Giuseppe De Chiara внешний вид головного обтекателя РН Зенит изображён под термочехлом. Без чехла он должен выглядеть иначе.

    С уважением,
    Олег

    1. Oficialmente sigue su curso. Extraoficialmente, Popovkin lo ha paralizado y ha cuestionado la necesidad del mismo. Tal y como están las cosas, hora mismo corre peligro de ser pospuesta indefinidamente.

      Saludos.

  5. Carlos T. dice:

    ¿Y por que no se construye esta en vez de la futura (y vete tu a saber si mejor o peor) PPTS ? Digo yo que al menos los planos todavia estaran en algun lado (o no).

    Segun tu opinión: es mejor o peor que la PPTS

    Saludotes

    1. La PPTS es una nave con un diseño mucho más moderno. En mi opinión es más realista que Zaryá teniendo en cuenta las actuales idiosincrasias del programa espacial ruso.

      Además, Zaryá tenía dos desventajas que no tiene la PTK-NP:

      1- La forma de la cápsula de Zaryá era idéntica a la de la Soyuz para simplificar cálculos. La PTK-NP tiene un diseño más optimizado.

      2- La PTK-NP tiene un diseño a priori más seguro. En caso de que fallen los cohetes de aterrizaje se desprendería el segmento inferior de la cápsula (el más pesado)y la nave podría aterrizar (mejor dicho, impactar controladamente) usando solamente el paracaídas estabilizador. Zaryá carecía de este back-up.

      Saludos.

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Por Daniel Marín, publicado el 29 junio, 2012
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