La cápsula espacial japonesa HSRC y otras naves que sobrevivían a la reentrada desde la órbita

Por Daniel Marín, el 12 noviembre, 2018. Categoría(s): Astronáutica • ISS • Japón • Rusia ✎ 111

Ver una cápsula japonesa aterrizando después de regresar desde la órbita no es algo habitual. Pero el 11 de noviembre a las 01:37 UTC amerizaba en el océano Pacífico la pequeña cápsula HSRC (HTV Small Re-entry Capsule o 小型回収カプセル en japonés) después de sobrevivir a la reentrada atmosférica que acabó con su nave nodriza, la nave de carga HTV-7. El HTV-7 Kounotori 7 se había separado del módulo Harmony de la Estación Espacial Internacional (ISS) con la ayuda del brazo robot Canadarm el 7 de noviembre a las 12:15 UTC. La nave de carga había despegado el 23 de septiembre y había sido capturada por el brazo robot de la ISS cuatro días más tarde. Como suele ser habitual, el HTV-7 debía desintegrarse en la atmósfera una vez finalizada su misión, llevando en su compartimento presurizado basura y otros desechos de la tripulación de la ISS. Sin embargo, en esta ocasión el HTV llevaba una «sorpresita»: la cápsula HSRC situada en el compartimento presurizado PLC (Pressurized Logistic Carrier).

Recreación de la cápsula japonesa HSRC durante la reentrada (JAXA).

Después del encendido de frenado el HTV-7 dio un giro de 180º y soltó la HSRC, una cápsula cónica de 180 kg y con unas dimensiones de 84 centímetros de diámetro y 65,7 centímetros de alto. La cápsula está dotada de un escudo térmico de ablación y de ocho propulsores de control de actitud a base de nitrógeno gaseoso. La nave siguió una trayectoria balística muy empinada, alcanzando una desaceleración de hasta 40 g, mientras el HTV-7 se despedazaba en la atmósfera. Dentro de la HSRC iba un contenedor de 29 x 32 centímetros —básicamente un termo con doble capa de vacío y un refrigerante en su interior— capaz de mantener muestras a una temperatura de 4 ºC durante 4 días.

El HTV-7 deja la ISS (NASA).
El HTV y la cápsula HSRC (JAXA).

Una vez en la atmósfera baja, la cápsula eyectó dos paneles laterales alrededor del contenedor de muestras. La mitad del espacio entre el contenedor y la parte exterior de la cápsula estaba ocupada por el paracaídas, mientras que la otra mitad la ocupaba una balsa inflable que debía permitir que la cápsula no se hundiese en el Pacífico. El contenedor había sido llenado con muestras por la tripulación de la ISS antes de cerrar la escotilla con el compartimento presurizado del HTV. El paracaídas se desplegó a una altura de entre 7 y 14 kilómetros. Tras recuperar la cápsula en el mar, el contenedor con las muestras fue llevado a la isla de Minami Tori, desde donde viajaría en avión hasta el centro espacial de Tsukuba, en Japón.

Localización de la cápsula al final de la misión del HTV-7 (JAXA).
Misión del HTV-7 y su cápsula (JAXA).
Reentrada del HTV-7 con la cápsula (JAXA).
Distintas posiciones de la cápsula HSRC en el compartimento presurizado del HTV-7 (JAXA).
La cápsula viajó en el HTV-7 en la parte superior del compartimento presurizado (JAXA).

La cápsula HSRC puede traer a la Tierra 20 kg de carga en un volumen de 30 litros, una cantidad pequeña, pero suficiente para devolver a nuestro planeta los resultados de muchos experimentos científicos que se llevan a cabo en el módulo japonés Kibo. La HSRC es la segunda cápsula no tripulada que puede traer carga desde la ISS después de la Dragon de SpaceX, aunque evidentemente esta última es un vehículo mucho más grande. En el futuro Roscosmos planea sustituir parcialmente las naves de carga Progress por la Soyuz GVK, una versión no tripulada de la nave Soyuz que se sumará a la Dragon y a la HSRC. Eso sí, la HSRC no es la primera cápsula espacial japonesa. No olvidemos que las sondas Hayabusa y Hayabusa 2 incorporan sendas cápsulas para el retorno de muestras de asteroides. Como comparación, la cápsula de la Hayabusa 2 tiene un diámetro de 40 centímetros y una altura de 20 centímetros, con una masa de 16 kg.

La cápsula HSRC antes del lanzamiento (JAXA).
Contenedor de muestras de la cápsula (JAXA).
Partes de la cápsula (JAXA).
Sistema de propulsores mediante nitrógeno (JAXA).
Zona de reentrada del HTV-7 (arriba), más al norte y al oeste que la del resto de HTV (JAXA).
La cápsula en el océano (JAXA).
La cápsula japonesa HSRC en el Pacífico tras regresar de la ISS (JAXA).
La cápsula después de recuperada (JAXA).
Analizando la cápsula en el buque (JAXA).

La idea de colocar una pequeña cápsula recuperable dentro de una nave de carga destinada a ser destruida puede parecer muy original, pero la HSRC no es la primera de su clase. Ya a finales de los 80 las naves de carga Progress incorporaron una pequeña cápsula denominada VBK-Ráduga («arcoiris» en ruso) con el fin de traer pequeñas cargas desde la estación Mir. Las cápsulas Ráduga eran más grandes que la HSRC japonesa, con una masa de 350 kg y unas dimensiones de 1,47 x 0,78 metros. Las Ráduga podían traer hasta 150 kg de carga desde la órbita. Entre 1990 y 1994 un total de diez cápsulas Ráduga regresaron a la Tierra a bordo de naves Progress (la primera fue la Progress M-5).

Cápsula soviética Ráduga (Eureka).
Partes de una cápsula Ráduga (RKK Energía).
Localización de la Ráduga en el módulo orbital de la Progress (RKK Energía).
Sistema de despliegue de la cápsula Ráduga (RKK Energía).

A diferencia de la pequeña cápsula japonesa de forma cónica, las Ráduga tenían un diseño no muy diferente al de los vehículos de entrada usados para llevar armas nucleares. Los cosmonautas cargaban la cápsula con las muestras y luego la introducían en el módulo orbital de la Progress. Después del encendido de frenado, la Ráduga se separaba y seguía una trayectoria independiente antes de desplegar su paracaídas y aterrizar en Asia central. Las Ráduga fueron canceladas por su alto coste y por considerarse redundantes una vez que el transbordador espacial de la NASA comenzó a acoplarse con la Mir. Desde entonces no se han vuelto a usar y mucho me temo que su tecnología se ha perdido, al menos en parte. Casi un cuarto de siglo más tarde la agencia espacial japonesa toma el relevo de las Ráduga.



111 Comentarios

      1. Se nos empieza a llenar el vecindario de destinos posibles…Ayyyy si se invirtiera el 1% del PIB Mundial en el espacio, lo que podríamos hacer y descubrir…

        Algún día…viviremos entre las estrellas, y podremos decir, que hemos vuelta a casa al fin y al cabo somos polvo de estrellas…

  1. Nadie va a desir nada del pequeño pánico que an causado en los medios el «el torbellino de materia oscura» que se aserca al sistema solar con una masa de billones de soles y que podría ser parte de una pequeña galaxia engullida por la vía láctea 🙄

    1. Lo usual…

      Científicos en alerta: huracán de materia oscura viaja a 500 kilómetros por segundo y se dirige directamente hacia la Tierra

      Traducción:
      Científicos de lo más tranquilos estiman que el Sistema Solar atravesará la corriente estelar S1 la cual tiene unos 2 kpc de ancho (2 kilopársecs = 6.523,13 años luz) y fluye «a contraviento» del disco galáctico en el que se mueve el Sol, por lo tanto para nosotros la corriente S1 será como «un viento más etéreo que flatulencia de fantasma anémico» compuesto de partículas de materia oscura moviéndose a la inusualmente alta velocidad de 500 km/s y en principio eso las haría más susceptibles de interactuar con nuestros detectores, buenas noticias para la Física.

      10.000 millones de masas solares, rumbo al Sol

      Traducción:
      El Sol rumbo a una megacolosal corriente estelar mucho pero muchísimo menos densa el humo cuya progenitora, una galaxia enana satélite fusionada con la Vía Láctea hace unos 9 mil millones de años, se cree que TUVO (la progenitora, no la actual corriente) una masa total (estrellas + materia oscura) de aproximadamente 10 mil millones de masas solares.

      La sinopsis del paper:
      physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevD.98.103006

      El paper:
      arxiv.org/abs/1807.09004

      Saludos.

      1. ¡¡¡JAJAJAJAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA!!!
        No me digas que no es enternecedor el nivel cultural del periodista medio.
        Cada vez que se salen del fútbol y de la política, la mayoría quedan como lo que son: unos completos ignorantes. Solo están interesados por el titular clickbait.

        1. Ten un poco de piedad. Para nosotros es fácil reírnos sabiendo que aquí en casita, nuestro punto azul pálido, estamos completamente a salvo del «huracán»… pero… ¿y los tripulantes de la Juno? 🙂

          1. Jo, lo de los periodistas televisivos que se asombraban del valor y sacrificio de los “tripulantes” de la Juno es de mis momentos favoritos de la historia del gilipollismo periodístico… 😂

      1. He pensado que esto podría interesarte: un remolcador espacial propulsado a partir de agua recogida en el espacio.

        https://momentus.space/2018/11/14/proudly-announcing-8-3m-in-seed-funding/

        Conocidendo tu predilección por cohetes y propelentes que no gasten recursos terrestres (llevas años dale que dale con el tema), te alegrará saber que hay gente trabajando para hacerlo posible. De momento a pequeña escala, pero es un principio.

        1. Muchas gracias por el enlace.
          No sé como no se le ha ocurrido a nadie antes. Siempre que el vapor de agua sobrecalentado no dañe el motor, calentar agua con microondas parece una solución eficaz como SEP con propelente barato.
          Espero que tengan mucho éxito.

        2. Muchas gracias por el enlace.
          No sé como no se le ha ocurrido a nadie antes. Siempre que el vapor de agua sobrecalentado no dañe el motor, calentar agua con microondas parece una solución eficaz como SEP con propelente barato.
          Espero que tengan mucho éxito.

          1. Hola, Fisivi.

            Lo de usar agua como masa de reacción de un motor cohete no es ninguna novedad y lo raro es que nadie lo haya intentado en serio hasta ahora pues la idea lleva zumbando en la cabeza de los ingenieros desde los años 50.

            Una propuesta de esa época llegó incluso a plantear usar agua como masa de reacción de un motor nuclear pulsante primitivo: metías agua en una esfera, hacías detonar dentro un pequeño dispositivo nuclear y listo: ya tenias fluido de reacción para conquistar el sistema solar.

            Por supuesto, el gran Arthur C. Clarke también pensó en ello y en su novela «2010, Odisea Dos», la astronave china «Tsien», dotada de un motor de fusión, recargaba agua en Europa para volver a casa, cosa que (spoiler) nunca consiguió por la repentina y malhumorada intervención del primo europano del pulpo Paul.

            Y ni que decir tiene que Daniel Marín también le ha dedicado espacio a esta idea en este blog, en concreto en:

            https://danielmarin.naukas.com/2018/02/12/usando-los-asteroides-cercanos-para-llevar-a-cabo-misiones-tripuladas-por-el-sistema-solar/

            A ver en qué queda la cosa.

          2. El uso de agua como propelente entiendo que no es una idea nueva. La novedad en es que se caliente mediante microondas con energía solar, hasta convertir el agua en plasma, dando más empuje que los motores iónicos. Si va bien, pienso que puede ser revolucionario, por lo barato del propelente y por la posibilidad de recargarlo en múltiples objetos astronómicos: asteroides, cometas, cráteres de los polos de la Luna y de Mercurio,…

          1. En la sección «Services» dice que puede proporcionar un Delta-V de hasta 6 km/s, con un ISP de 700. ¿Es eso posible?

          2. Tiene buena pinta, pero haya calma, el primer test real (en el espacio) del sistema está previsto para principios de 2019.

            Hay varios artículos al respecto, en esencia repiten la misma información, pero hay dos que destacan:

            spacenews.com/momentus-developing-water-engines/
            Este proporciona cierto contexto de la empresa (Momentus), su fundador (Mikhail Kokorich) y su «ecosistema» (iniciativas similares a Momentus).

            golden.com/wiki/Momentus_Space
            Este otro explica lo demás, empezando por la tecnología Microwave Electro-Thermal Propulsion, incluye dibujos esquemáticos, comparativas de eficiencia, etc.

            Saludos.

      1. Me refiero a la nueva configuración «Block 5.1» con el que ya se denominan a los lanzadores B1051, B1052, B1053 y B1054.

        Los B1046, B1047, B1048, B1049 y B1050 son «Block 5.0»

        Por lo que he indagado creo que tiene que ver con unos nuevos tanques de helio.

    1. Nada, mas abajo dicen que estas mejoras se incorporan desde el lanzamiento del Bangabandhu-1 (B1046), que por otro lado es lo lógico para conservar la misma configuración con éxito 7 veces antes de lanzar a la tripulación (que exige la NASA).

      O sea que el B1051 tiene que ser igual que los anteriores.

  2. FDT: Lanzamiento de Falcon a las 21:46. Será puntual o se cumplirá lo que dice Elon, que existen las mentiras, las grandes mentiras y las fechas de lanzamiento.

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