Lanzamiento de la Soyuz TMA-18M en una misión de diez días

Por Daniel Marín, el 2 septiembre, 2015. Categoría(s): Astronáutica • ISS • Lanzamientos • Rusia ✎ 29

La agencia espacial rusa Roscosmos ha lanzado hoy día 2 de septiembre de 2015 a las 04:38 UTC la nave tripulada Soyuz TMA-18M (11F732A47 Nº 718, 44S para la NASA) con rumbo a la ISS. La nave ha partido al espacio gracias a un lanzador Soyuz-FG desde la Rampa Número 5 (PU-5 o 17P32-5, Gagarinski Start o ‘Rampa de Gagarin’) del Área 1 del Cosmódromo de Baikonur. La tripulación estaba formada por Serguéi Vólkov (Roscosmos), Andreas Mogensen (Dinamarca/ESA) y Aidyn Aimbétov (Kazajistán), miembros de la Expedición 45 y 46 (Vólkov) y de la 18ª Expedición de Visita a la ISS (EP-18 en ruso). Es la primera vez que una Soyuz parte a la ISS sin un astronauta de la NASA desde la Soyuz TMA-15 en 2009. También se trata del 167º vuelo de una nave Soyuz desde 1967 y el 44º que se acopla con la ISS desde 2000.

Lanzamiento de la Soyuz TMA-18M (ESA).
Lanzamiento de la Soyuz TMA-18M (ESA).

La Soyuz TMA-18M se acoplará el próximo día 4 de septiembre a las 07:42 UTC al módulo Poisk del segmento ruso de la ISS y por primera vez desde noviembre de 2013 la tripulación de la ISS será de nueve personas (los cosmonautas de las Soyuz TMA-16M, TMA-17M y TMA-18M). A diferencia de las últimas misiones, la Soyuz TMA-18M ha optado por una secuencia de acoplamiento en dos días en vez del esquema de seis horas por culpa de las maniobras orbitales que ha llevado a cabo la estación recientemente. Mogensen y Aimbétov llevarán a cabo una misión de corta duración y regresarán el próximo día 12 de septiembre a bordo de la Soyuz TMA-16M junto con Guennadi Pádalka, actual comandante de la Expedición 44 de la ISS y que viajó a la estación en la TMA-16M. Por su parte, Serguéi Vólkov se quedará seis meses en la estación y regresará en la Soyuz TMA-18M junto con Scott Kelly y Mijaíl Korniyenko en marzo del año que viene.

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Tripulación de la Soyuz TMA-18M: Aimbétov, Vólkov y Mogensen (www.sputnik07wordpress.com).
Emblema de la Soyuz TMA-18M. Los motivos musicales estaban dedicados a Sarah Brightman (NASA).
Emblema de la Soyuz TMA-18M. Los motivos musicales estaban dedicados a Sarah Brightman (NASA).

La peculiar misión de la Soyuz TMA-18M tiene su razón de ser en el vuelo de casi un año de Kelly y Korniyenko. Las naves Soyuz acopladas a la ISS deben relevarse cada seis meses debido a las limitaciones del sistema de propulsión del módulo de descenso a base de peróxido de hidrógeno independientemente de la duración de la misión de cada tripulación. Sin embargo, Kelly y Korniyenko van a permanecer cerca de un año en la ISS, por lo que no iban a regresar a bordo de la Soyuz TMA-16M como hubiera sido lo normal. Como resultado, la Soyuz TMA-18M tenía dos plazas libres disponibles para ser ofertadas por Roscosmos. Una de las plazas fue asignada a la agencia espacial europea (ESA), que ha decidido mandar al astronauta danés Andreas Mogensen en esta misión de corta duración. La otra se destinó originalmente a la turista espacial Sarah Brightman, una famosa cantante de ópera. Brightman debía haberse convertido en la octava turista espacial en viajar en una Soyuz y la primera en alcanzar la órbita desde 2009, pero tres meses antes del despegue se retiró abruptamente de la misión alegando motivos familiares (ciertos rumores sugieren que no logró reunir los cincuenta millones de dólares que costaba el viaje).

Sarah Brightman en el simulador de la Soyuz (TsPK).
Sarah Brightman en el simulador de la Soyuz (TsPK).

Brightman fue reemplazada por Aidyn Akánovich Aimbétov (Айдын Аканович Аимбетов), de 43 años, que se convierte así en el tercer cosmonauta kazajo en alcanzar el espacio tras Toktar Aubakirov (1991) y Talgat Musabayev (1994). Aimbétov fue seleccionado como cosmonauta en 2002 junto a Mujtar Aimanajov (actualmente cosmonauta de la Federación Rusa) y se entrenó en la Ciudad de las Estrellas de 2003 a 2009, pero la misión ruso-kazaja en la que debía participar ha sido retrasada hasta 2017 como mínimo. Afortunadamente para Aimbétov la retirada de Brightman ha permitido que viaje al espacio por primera vez representando a la Agencia Espacial de Kazajistán (KazCosmos). Eso sí, Rusia le pasará a Kazajistán una factura de veinte millones de dólares por el vuelo, un dinero que seguramente será descontado del alquiler anual del cosmódromo de Baikonur. El turista espacial japonés Satoshi Takamatsu, que se entrenó junto a Brightman, nunca fue considerado como reserva para esta misión. Antes de la designación de Aimbétov se rumoreó con la posibilidad de asignar la plaza de Brightman al millonario ruso Filaret Galchev o al cosmonauta Serguéi Prokópyev (este último finalmente ha actuado como reserva de Aimbétov).

Satoshi Takamatsu y Brightman en el interior de un modelo del BO de una Soyuz (TsPK).
Satoshi Takamatsu y Brightman en el interior de un modelo del BO de una Soyuz (TsPK).

Para el ingeniero aeroespacial danés Andreas Mogensen, de 38 años, este es también su primer vuelo orbital. Mogensen fue seleccionado como astronauta de la ESA en 2009 y completó su entrenamiento inicial un año después. Mogensen es el primer astronauta de Dinamarca y llevará a cabo la misión IrISS de la ESA a bordo de la estación. Como curiosidad, Mogensen lleva a bordo de la Soyuz veinte figuras de la popular marca danesa LEGO. Serguéi Aleksándrovich Vólkov (Сергей Александрович Волков), de 42 años, llevará a cabo su tercera misión espacial después de haber viajado a la ISS en la Soyuz TMA-12 (2008) y la Soyuz TMA-02M (2011). Vólkov es hijo del cosmonauta soviético Aleksándr Vólkov. La tripulación de reserva de la Soyuz TMA-18M estaba formada por Oleg Skrípochka (Roscosmos), Thomas Presquet (Francia/ESA) y Serguéi Prokópyev (Roscosmos).

Andreas Mogensen con su reserva, el francés Thomas Presquet (ESA).
Andreas Mogensen con su reserva, el francés Thomas Presquet (ESA).
Mogensen lleva una figura de LEGO con el logo de IrISS (LEGO).
Mogensen lleva una figura de LEGO con el logo de IrISS (LEGO).
Emblema de la misión IrISS de Mogensen (ESA).
Emblema de la misión IrISS de Mogensen (ESA).
Secuencia de la misión IrISS (ESA).
Secuencia de la misión IrISS (ESA).
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Tripulación de reserva de la Soyuz TMA-18M. De izqda. a dcha.: Prokópyev, Skrípochka y Presquet (RKK Energía).

Antes del regreso de la Soyuz TMA-16M, Guennadi Pádalka cederá el puesto de comandante de la estación a Scott Kelly y dará así comienzo la Expedición 45, que estará formada por Scott Kelly, Mijaíl Korniyenko, Serguéi Vólkov, Oleg Kononenko, Kjell Lindgren y Kimiya Yui.

Nave Soyuz

La Soyuz TMA es una nave de unos 7200 kg y una longitud de 7,48 metros, con un diámetro máximo de 2,72 metros y una envergadura con los paneles desplegados de 10,7 metros. Tiene capacidad para tres cosmonautas y posee un volumen habitable de nueve metros cúbicos.

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Nave Soyuz TMA (ESA).

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.

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  • 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 caso de emergencia.

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  • 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.

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Partes de una Soyuz TMA (RKK Energía).
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Módulos de la Soyuz (Roscosmos).
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Traje Sokol-KV2 (RKK Energía).

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.

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Cohete Soyuz-FG (Paco Arnau).

Fases del lanzamiento:

  • 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 a 170 km de altura y 21600 km/h.
  • 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 la ciudad de Korolyov (afueras de Moscú).
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Fases del vuelo (Roscomos).
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Zonas de caída de las fases del Soyuz (Roscosmos).
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Zonas de caída del Soyuz (Roscosmos).

Maniobras orbitales para llegar a la ISS según el TsUP:

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Entrenamiento de la tripulación en la Ciudad de las Estrellas:

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Montaje de las dos primeras etapas del Soyuz-FG en el MIK-112 de Baikonur:

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Prueba de la Soyuz en la cámara de vacío:

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Llegada de la Soyuz al edificio MIK-KA de Baikonur:

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Unión con el segmento PkhO que conecta la Soyuz con el lanzador:

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Visita a la muralla del Kremlin y despedida de las tripulaciones en la Ciudad de las Estrellas:

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Llegada de las tripulaciones a Baikonur procedentes del TsPK de Moscú:

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Primera visita de las tripulaciones a la Soyuz:

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El ‘indicador de aceleración’ de la TMA-18M:

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Inserción de la Soyuz en la cofia:

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Segunda visita de la tripulación:

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Traslado de la Soyuz al edificio MIK-112:

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Integración con la torre de escape (SAS) y la tercera etapa (Bloque I) del lanzador:

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Integración con el resto de las etapas:

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Traslado a la rampa:

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La tripulación de reserva inspecciona la colocación del cohete en la rampa:

Los cosmonautas llevan a cabo la ceremonia de izado de banderas y plantan el árbol tradicional en el Hotel de los Cosmonautas:

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Rueda de prensa en el Hotel de los Cosmonautas:

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Mogensen lleva a cabo la tradicional ceremonia de firmar la puerta de su habitación en el Hotel de los Cosmonautas:

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Los cosmonautas se dirigen del MIK-KA a la rampa:

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Lanzamiento:

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Vídeo del entrenamiento de las tripulaciones en caso de amerizaje:

Vídeo de Mogensen entrenándose en el simulador de la Soyuz:

Exámenes de la tripulación en la Ciudad de las Estrellas:

Entrevista con las tripulaciones en la Ciudad de las Estrellas:

Visita de las tripulaciones a los muros del Kremlin a honrar a los cosmonautas caídos:

Ceremonia de despedida de las tripulaciones en la Ciudad de las Estrellas:

Llegada de las tripulaciones a Baikonur:

Primer entrenamiento de las tripulaciones en Baikonur:

Montaje del lanzador:

Traslado a la rampa:

Los cosmonautas camino de la rampa:

Lanzamiento:



29 Comentarios

    1. Sí, cada asiento es personal e intransferible, pero solo la parte superior. El resto de la estructura de los asientos Kazbek-U es universal y está unida a la estructura del SA de la Soyuz. A Aimbétov tuvieron que hacerle su propio asientos.

  1. “Sarah Brigtman, una famosa cantante de ópera. Brightman debía haberse convertido en la octava turista espacial en viajar en una Soyuz y la primera en alcanzar la órbita desde 2009, pero tres meses antes del despegue se retiró abruptamente de la misión alegando motivos familiares (ciertos rumores sugieren que no logró reunir los cincuenta millones de dólares que costaba el viaje).”

    Y yo pense que se acobardo a ultima hora por el fallo del carguero Progress el mes de Abril pasado. Pobre!!! Me quede con las ganas de oirla cantar en la Cupola de la ISS ¿No podría ella terminar de reunir el dinero faltante e ir en otro vuelo? Quizas improvise una nueva gira de conciertos y así pudiera ir.

  2. Con visibilidad muy reducida en la cápsula, cuando se trata del test de fuego a bordo, me pregunto como hacen para activar/desactivar los interruptores correctos. No debe ser nada fácil ya que el presupuesto de esas actividades es ver correctamente que lo que se pulsa. Una prueba más extrema sería actuar sin ningún tipo de iluminación (suponiendo que los sistemas redundantes también fallen), aunque no creo que se llegue a ese extremo tan dramático.

  3. Hola Daniel. Creo que los videos se repiten (integración de torre de escape y de la 3a etapa), o quizás sea mi reproductor.
    Igual, me alegra mucho que haya sido otro lanzamiento exitoso.
    Felicitaciones por tu blog.

  4. Excelente post, Daniel, como de costumbre. ¿A quién tienes infiltrado para conseguir tanta información? 🙂

    Una duda: en la pared del centro de montaje aparece una imagen de Korolev con un texto. ¿Qué pone?

  5. Según el portal Sputnik, la Soyuz TMA-18M esquivó un fragmento de un cohete japonés de 1989 en su camino a la ISS. La maniobra se realizó en coordinación con expertos del Centro de Control de Vuelos de Rusia y de la NASA para evitar la colisión. ¡Vaya con la basura espacial!

  6. Dices que “En su base hay seis pequeños cohetes de combustible sólido (DMP) ” , recuerdo haber visto un esquema donde solo hay un motor con muchas salidas accionadas por válvulas. Creo que era la futura capsula pero para la Soyuz también tiene sentido , si son 6 motores diferentes y uno empieza un poco antes , otro falla…vamos que Wan Hoo

  7. Me llama la atención Dani,que por primera vez la Estación Espacial albergue 9 astronautas.Supongo que llevaran sacos para dormir porque normalmente la estación está preparada para 6 personas.Supongo que habrá cola por la mañanas para ir al baño,,.ja,ja,ja,……

  8. No me había fijado nunca que antes de subir al cohete la tripulación y los dos mandamases(que no se quienes son en concreto, alguno de Roskosmos y el otro del cosmódromo supongo) se saludan y cada uno está situado en un marca pintada en el suelo. Curioso en verdad. Supongo que será alguna tradición de los vuelos tripulados.

  9. Hola Daniel Marín, se me hace muy poco espacio en la Soyuz, como para pasar dos días en 9 metros cúbicos, me imagino que ha de ser complicado, ojalá nos explicaras, saludos: Miriam Marín

  10. ¿en un futuro próximo hay alguna posibilidad de cuando los rusos ofrezcan un asiento de la soyuz a la ESA que sea para Pedro Duque? y si fuera así ¿quien lo pagaria? l¿la ESA o España? y como siempre felicitarte por tu trabajo, las entradas de los lanzamientos de la Soyuz son de las que más me gustan por su trascendencia histórica.

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