Lanzada la Soyuz TMA-19M

El 15 de diciembre de 2015 a las 11:03 UTC despegó la nave tripulada Soyuz TMA-19M (11F732A47 Nº 719, 45S según la NASA) a bordo de un cohete 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 Yuri Malénchenko (Roscosmos), Tim Kopra (NASA) y Tim Peake (Reino Unido/ESA). La órbita inicial fue de 404 x 418 kilómetros de altura y 51,6º de inclinación. La Soyuz TMA-19M ha sido el último vuelo tripulado de 2015, la 45ª nave Soyuz que se acopla a la ISS y la 128ª misión de esta nave. La TMA-19M se acopló con el módulo Rassviet del segmento ruso de la ISS a las 17:24 UTC tras cuatro órbitas y los tres cosmonautas pasaron a ser parte de la Expedición 46 de la ISS junto con Scott Kelly (NASA), Mijaíl Kornienko (Roscosmos) y Serguéi Vólkov (Roscosmos).

Lanzamiento de la Soyuz TMA-19M (NASA).
Lanzamiento de la Soyuz TMA-19M (NASA).

Esta es la sexta misión del comandante Yuri Malénchenko (53 años), uno de los cosmonautas con más experiencia en servicio después de participar en las misiones Soyuz TM-19, STS-106, Soyuz TMA-2, Soyuz TMA-11 y Soyuz TMA-05M. Con cuatro vuelos de larga duración anteriores, tres en la ISS y uno en la Mir, Malénchenko acumula 641 días de permanencia en el espacio y ha realizado cinco actividades extravehiculares. Al final de esta misión habrá acumulado más de 800 días de permanencia en órbita. Por su parte, Tim Kopra (52 años) es veterano de dos misiones espaciales (STS-127 y STS-128) y una EVA, y este será su segundo vuelo de larga duración en la ISS (aunque durante el primero solo estuvo 58 días).

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Tripulación de la Soyuz TMA-19M (www.sputnik87.wordpress.com).

Para el astronauta de la ESA Tim Peake (43 años) esta es su primera misión orbital. Este antiguo piloto de helicópteros de combate Apache -al igual que Kopra- se ha convertido en el segundo astronauta británico después de Helen Sharman, quien voló a la Mir en 1991. Otros ciudadanos británicos han alcanzado el espacio con anterioridad, pero o bien tenían doble nacionalidad o bien representaban a otra nación (como es el caso del astronauta de la NASA Mike Foale). Como Helen Sharman no era una astronauta profesional, algunos consideran de forma discutible que la misión de Peake sería el primer vuelo espacial oficial del Reino Unido. Peake llevará a cabo la misión Principia de la ESA.

Miembros de la Expedición 46 de la ISS (NASA).
Miembros de la Expedición 46 de la ISS (NASA).

Durante su estancia en la ISS, la tripulación de la Soyuz TMA-19M supervisará el acoplamiento de la nave tripulada Soyuz TMA-20M y las naves de carga Cygnus OA-4, Dragon SpX-8 (con el módulo inflable BEAM de Bigelow), Cygnus OA-5, Cygnus OA-6  y Dragon SpX-9 (con el puerto de atraque IDA-2). La Soyuz TMA-19M volverá a la Tierra el próximo 5 de junio.

Emblema de la Soyuz TMA-19M (NASA).
Emblema de la Soyuz TMA-19M (NASA).
Emblema de la misión Principia (ESA).
Emblema de la misión Principia (ESA).

La tripulación de reserva de la Soyuz TMA-19M estaba formada por Anatoli Ivanishin (Roscosmos), Takuya Onishi (JAXA) y Kathleen Rubins (NASA), que volarán a bordo de la Soyuz MS el año que viene.

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Tripulación de reserva de la Soyuz TMA-19M. De izqda. a dcha.: Rubins, Ivabishin y Onishi (NASA).

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 el TsPK:

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Llegada de la nave Soyuz TMA-19M al edificio MIK-KA del Área 254 de Baikonur:

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Pruebas en la cámara de vacío de la nave:

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Integración con el segmento intermedio PkhO que une la nave con el lanzador:

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Llegada de la tripulación a Baikonur:

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Primera prueba de los trajes Sokol y visita a la nave Soyuz:

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Integración en la cofia:

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Traslado al edificio MIK-112:

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Integración con el lanzador en el MIK-112:

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Traslado a la rampa:

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La tripulación se traslada a la rampa:

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Lanzamiento:

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Remote camera X5

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Acoplamiento con la ISS:



11 Comentarios

  1. Hola Dani, muchas gracias por el post.
    Aunque imagino que, tras cientos de lanzamientos exitosos, nunca ha sido un problema, me he fijado que el peso de la Soyuz TMA es de unos 7200 kg, mientras que el cohete Soyuz-FG tiene una capacidad en LEO de 7,13 toneladas, lo cual indica que el cohete está al límite de su capacidad de carga.
    Al tratarse de lanzamientos tripulados, no debería ir el cohete más sobrado? Igual esto es irrelevante ya que una pérdida de potencia o cualquier otro problema en el lanzamiento sería catastrófico, tanto si el cohete va al límite de su capacidad, como si no, pero me ha llamado la atención.
    Saludos.

  2. Hola Daniel mira tengo una pregunta parecida, el soyuz FG puede levantar a la soyuz a una altura de 200 km. pero la orbita inicial es de mas de 400 km ? ¿como es eso? gracias

  3. Ha sido una de las poquísimas veces que ha fallado el sistema de acoplamiento automático Kurs. Es una de las razones por las que siempre hay un veterano en la tripulación de las Soyuz, ésta vez ha sido Yuri Malénchenko. ¿ Alguna vez han tenido que realizar el acoplamiento pilotando manualmente la Soyuz desde la EEI ? Debe ser una experiencia … emocionante.
    Busco por ahí y no encuentro una buena descripción de los parámetros que se visualizan en la pantalla durante el acoplamiento, lo de X, Y, Z está claro, y también la distancia. Pero lo demás… mi ruso es inexistente 🙁

      1. Perfecto, se me había pasado esa entrada. Zen Kyu 🙂

        Pues parece que se están tomando el asunto en serio… ya lo estarás leyendo por ahí. Fallaron el Kurs Y un cohete de maniobra. Yuri tuvo que hacer dos intentos… en fin, veremos el debriefing

  4. Hola Daniel, excelente entrada como siempre. He leído que entre que la Soyuz atracó, y que la tripulación abordó la ISS, pasaron unas dos horas y media. Ya me había llamado la atención anteriormente que la operación suele durar varias horas.

    ¿Podrías comentar así por encima a qué dedican este tiempo, qué procedimientos siguen?

    ¡Muchas gracias!

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 17 diciembre, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • ESA • ISS • Lanzamientos • NASA • Rusia