El 12 de abril es una fecha señalada en la exploración espacial porque, en ese día de 1961, un joven llamado Yuri Alexéievich Gagarin alcanzó la órbita terrestre, convirtiéndose en el primer ser humano que viajó al espacio. Sin embargo, el 12 de abril es una fecha importante porque el destino quiso que el primer vuelo del transbordador espacial también tuviese lugar en esa fecha, pero dos décadas más tarde. A pesar de que la misión STS-1 Columbia había sido retrasada varios años, la expectación era máxima. Nunca antes se había lanzado una nave tripulada con astronautas en su interior en su primer vuelo. Miles de cosas podían salir mal y, de hecho, muchas lo hicieron. Pero un elemento del vehículo que preocupaba especialmente a los planificadores de la misión era el delicado escudo térmico formado por miles de losetas de cerámica y carbono-carbono. No en vano, también era la primera vez que una nave espacial llevaría su escudo térmico desprotegido durante todo el vuelo espacial.
Por este motivo, ya antes del lanzamiento se planeó fotografiar el escudo térmico mediante telescopios terrestres militares destinados a la observación de satélites enemigos (o sea, soviéticos). Pero estos telescopios no tenían la resolución suficiente para identificar la pérdida de losetas en zonas pequeñas. Como el mismo Columbia tristemente demostraría en 2003, incluso un agujero relativamente pequeño en el escudo térmico podía tener consecuencias fatales. El hecho de que las losetas térmicas tuviesen una desagradable tendencia a caerse solo empeoraba la situación. Esto provocó que la NASA contactase con el Pentágono para analizar el escudo térmico del Columbia en órbita mediante satélites espías. No era la primera vez que la agencia espacial usaba este recurso de los militares, pues ya en 1973 se empleó un satélite KH-8 GAMBIT para evaluar el estado de la estación espacial Skylab después de que haber sufrido importantes daños durante el despegue. Las imágenes, que llegaron a la superficie días después en una cápsula con la película fotográfica, siguen clasificadas, pero, aparentemente, en ellas se distinguía la estación espacial y sus principales elementos, aunque sin mucho detalle. La operación había sido totalmente secreta, pues recordemos que la propia existencia de la agencia a cargo de los satélites espías estadounidenses, la NRO (National Reconnaissance Office), solamente fue reconocida oficialmente en 1992.
Para el primer vuelo del Columbia la NASA volvió a contactar discretamente con la NRO con el objetivo de evaluar la viabilidad de la inspección del Columbia por parte de otro satélite espía electroóptico. En abril de 1981 el Pentágono disponía de cuatro satélites espías en órbita. Dos de ellos eran un KH-8 GAMBIT y un KH-9 HEXAGON, que usaban cápsulas con película fotográfica. Pero ahora la NRO tenía a su disposición dos KH-11 KENNEN, la joya de la corona del espionaje celeste. Estos telescopios espaciales —no olvidemos que el Hubble se basó en el diseño de los KH-11 de primera generación— podían enviar sus imágenes directamente en formato digital, permitiendo que la información pudiese ser analizada casi instantáneamente sin un retraso de días o semanas. Esta capacidad era fundamental para la primera misión del Columbia, que, en principio, iba a estar en órbita solamente dos días.
No obstante, fotografiar un satélite desde otro no es nada fácil. Los KH-11 estaban situados en órbitas polares, mientras que el Columbia iba a trazar una órbita inclinada 40º. Eso significaba que las velocidades relativas en los puntos de intersección de sus órbitas serían muy elevadas. Y, justamente, con el objetivo de alcanzar la máxima resolución, lo ideal es que la sesión fotográfica tuviese lugar en esos puntos. Pero los KH-11 de primera generación tenían una capacidad para girar sobre sus ejes y obtener imágenes al mismo tiempo relativamente limitada —se rumorea que podían alcanzar los 1,5º por segundo—, por lo que más cerca no era necesariamente mejor. Por todas estas razones, si un KH-11 iba a analizar el escudo térmico del Columbia, la secuencia tendría que ser coreografiada cuidadosamente. Las conversaciones con la NRO para llevar a cabo esta sesión fotográfica comenzaron un año antes del despegue del Columbia, aproximadamente. De los dos satélites KH-11 en servicio en 1981 —uno lanzado en junio de 1978 y otro en febrero de 1980—, solo el más antiguo, el 5502, estaría disponible para la operación, pero con la condición de que el transbordador despegase exactamente a las 07:00 hora local de Florida (a pesar de que, en teoría, la ventana de lanzamiento duraba seis horas). Lamentablemente, este satélite en particular sufría de un problema técnico clasificado que hacía que la operación peligrase.
La tripulación de la STS-1 Columbia, John Young y Bob Crippen, sabían que el shuttle sería fotografiado en órbita por telescopios terrestres y, quizá por satélites, pero habían sido avisados de que no podían decir nada sobre el tema en las comunicaciones por voz públicas (curiosamente, Crippen había sido un antiguo astronauta del proyecto de estación militar MOL, que en buena parte había sido cancelado por las ventajas de los satélites espías no tripulados como el HEXAGON o el KENNEN). Pese a todo, los astronautas tendrían que llevar a cabo maniobras para posicionar el transbordador de tal forma que la panza fuese visible desde los telescopios terrestres y espaciales. Esta zona del escudo térmico era la más crítica de cara a la reentrada y no podía ser inspeccionada por los astronautas desde su cabina. El Columbia volaría preferentemente con la barriga de losetas térmicas de color negro apuntando hacia el espacio por motivos de regulación de temperatura, de comunicaciones y de disminución del riesgo de choques con micrometeoros o basura espacial. Para facilitar las sesiones fotográficas por telescopios terrestres, Young y Crippen orientarían el Columbia para que volase perpendicularmente a la Tierra. En el caso de las fotografías del KH-11, la panza debería mirar hacia el espacio —el KH-11 estaba situado en una órbita unos 80 kilómetros más alta que la planeada para el Columbia—, aunque con una ligera inclinación en la dirección del satélite. La tripulación del Columbia recibiría instrucciones sobre estas maniobras a través de la impresora de a bordo.
Young y Crippen despegaron a bordo del Columbia el 12 de abril de 1981, dos días más tarde de lo planeado por un problema técnico de última hora. Lo hicieron, eso sí, a las 07:00 hora de la costa este para garantizar que el KH-11 pudiese fotografiar el escudo térmico. Lamentablemente, las observaciones del satélite espía de la NRO, que en principio solo debían ser algo anecdótico, pasaron a ser cruciales cuando se comprobó que varias losetas se habían desprendido de la parte trasera del transbordador. La cantidad y la zona de las losetas caídas que se podían observar no eran peligrosas, pero, ¿habría sufrido daños el escudo térmico de la parte inferior? Aquí es donde la alta resolución del KH-11 podía ser decisiva para saber si la misión estaba condenada. En cualquier caso, la STS-1 podía retrasar su regreso unos cuantos días, pero nada más. El KH-11 5502 sería capaz de fotografiar la panza del Columbia solamente tres veces durante la misión y Young y Crippen maniobraron el Columbia para que pudiese ser admirada por el satélite espía en esas tres ocasiones. La actividad del KH-11 se coordinó desde el Edificio 1003 de la Estación de la Fuerza Aérea de Sunnyvale, California (posteriormente denominada Estación Onizuka en honor de uno de los astronautas fallecidos en la misión STS-51L Challenger de 1986). El Edificio 1003 había sido apodado ‘el cubo azul’ por su forma y color, que recordaban a… un cubo azul. La NASA solo había recibido instrucciones —en secreto— de cuándo y cómo colocar el transbordador para que el KH-11 lo pudiese contemplar, pero los militares efectuaron el resto de las operaciones de manera unilateral. Aparentemente, Young y Crippen fueron capaces de ver el satélite en la lejanía como un punto luminoso en al menos uno de los tres encuentros, aunque no dijeron nada por motivos obvios.
Intentar obtener las fotografías era una cosa. Tener éxito otra distinta. El KH-11 iba a apuntar hacia dónde se ‘suponía’ que debía estar el Columbia, pero siempre hay errores en el cálculo de trayectorias y velocidades y bien podía ser que terminase sacando imágenes del cielo estrellado —adelantándose de paso a su hermano civil Hubble en casi una década—. Los detalles de la operación del KH-11 siguen clasificados, pero sí sabemos que el satélite espía logró obtener al menos una imagen detallada del escudo térmico inferior del Columbia. La NRO era muy reticente a que gente ajena a la comunidad militar tuviese acceso a una imagen de este satélite, incluso si contaban con niveles de seguridad muy altos. Sin embargo, solo los técnicos de la NASA sabían evaluar apropiadamente el estado del escudo térmico, por lo que finalmente unos pocos individuos de la agencia espacial pudieron admirar la imagen. Entre ellos estaba Gene Kranz, el mítico director de vuelo del Apolo 13 y por entonces subdirector de las operaciones de misiones tripuladas de la NASA en Houston. Kranz, que esperaba ver al Columbia como un borrón en la imagen del KH-11, se sorprendió por la alta resolución obtenida. No hacía falta ser un experto para confirmar que el escudo térmico inferior del Columbia no había sufrido daños de consideración. La vuelta a casa no debería ser un problema.
Finalmente, Young y Crippen aterrizaron a bordo del Columbia el 14 de abril de 1981 en la Base Aérea de Edwards. Aunque, una vez más, muchas cosas pudieron haber salido mal durante la entrada y aterrizaje, el control de la misión en Houston sabía que el estado del escudo térmico no era objeto de preocupación gracias a las imágenes del KH-11 KENNEN.
Referencias:
- Rowland White, Into the Black: The electrifying true story of how the first flight of the Space Shuttle nearly ended in disaster (edición 2017).
Excelente entrada al blog Daniel, como siempre. Eres el referente en esto del espacio y las máquinas que envíamos para estar allá!
La leche. Ya se nos olvidaba la tecnología espacial que había hasta hace 15 años. Gracias a SpaceX seguimos avanzando
Un po’ di colla e il problema è risolto!
Lo que sería llamaría la loseta de no retorno.
Recuerdo la foto de la tripulación del columba antes del accidente fatal del artículo de Daniel y se les notaba en la cara que seguramente fuera su foto.
Sabiendo las connotaciones de esa foto al verla te deja un poco tocado.
Gran entrada como siempre Daniel.
No entiendo la preocupación por las losetas térmicas, supiesen o no el estado de las mismas, la suerte estaba echada si alguna loseta se desprendía, el transbordador nunca llego a ser seguro aunque era una maquina preciosa.
No habría habido forma de salvar a la tripulación pero la información habría sido muy valiosa para evaluar si determinados daños en el escudo eran o no catastróficos.
Hay un libro, «Into the darkness», que noveliza esta historia.
Into the black, en el enlace de Daniel.
Qué impresión da verlos con ese chandal azul en órbita
Gracias por la entrada, Daniel, y feliz Día de la Cosmonáutica a todos. 🙂
Buenísima, Daniel.
Una magnífica historia y mejor relatada imposible.
¿Cuánto tiempo hay que esperar hasta que se desclasifiquen las imágenes?
Cuando pase, por favor edita el artículo y nos muestras lo que sólo hemos podido imaginar… con la tierra de fondo debe ser espectacular
Despues de lo de 2019 yo lo dudo, y viendo la situacion actual menos, ademas los satelites estan todavia activos (el proyecto que iba a sucederlos fue anulado «oficialmente»).
Otra cosa http://www.spacesafetymagazine.com/space-debris/astrophotography/view-keyhole-satellite/
No me sorprende que fliparan con la resolución de las imágenes. Teniendo en cuenta que se cree que la resolución de los KH-11 anda por los diez centímetros desde su órbita, a solo 80 km y sin atmosfera por medio, esa resolución sería inferior a los 5 cm, suficiente para identificar losetas individuales.
Me gustaría ver la cara que puso Gene Krantz al ver esas fotos. Saludos.
Muchas gracias Daniel por otra interesante entrada.
¿Se sabe cuál era el protocolo en caso de confirmar que las losetas desprendidas hacían inviable el retorno del transbordador?
Se me planteó la misma duda…
Ya ves, menuda gracia, que te digan: «pues mira de han desprendido la mitad de las losetas creemos que os vais a asar con una probabilidad del 99%. Buena suerte!»
La única opción posible era lanzar otro transbordador, pero eso hubiera tardado semanas (probablemente se hubieran quedado sin energía antes) y hubieran arriesgado una segunda tripulación. Saludos.
En este caso concreto, no había otro transbordador ni ninguna otra opción.
El primer vuelo de un elefante blanco!
Siempre me pregunte porque no lo dejaron en blanco y cambiaron a la «espuma anaranjada» (creo que en otros cohetes lo usaron de color azul).
Gracias Daniel…muy buena historia!
Excelente historia Daniel! Espero y aspiró que dentro de poco pueda ser desclasificadas la foto tanto del Columbia como la del Skylab. Quizás el año que viene se pueda desclasificar la de la primera estación espacial de EEUU.
Lastima que no se hizo lo mismo para la STS-107 del Columbia, se podría haber rescatado a la tripulación 😞
Decir que el hombre no fue a la luna es de ser conspiranoico. Decir que el gobierno de eeuu oculta que la tierra es plana es de ser conspiranoico profundo. En cambio decir que eeuu posee una red de espionaje en el espacio, nro, y otra red de espionaje en el ciberespacio es lo mas creible del mundo. Pues claro que nos espían y claro que lo van a negar. Cambiando de tema elon musk ya es el hombre mas rico del planeta. A ver si sigue apostando por spacex aunque sea una pequeña parte de su fortuna.
Bueno la diferencia es que ahora no lo hacen solo gobiernos, si no ¡todo el que pueda! pues ahora se puede hacer MUCHO dinero con esos datos y de paso no hay que hacer mucho trabajo para obtenerlos, sino que usan la negacion creible (-por arriba-: no nosotros no recogemos tus datos; -por debajo-: subterfugios legales y nuevos metodos de recoleccion) o… ¡nosotros mismos se lo facilitamos! saludos.
Un relato emocionante
(con datos sorprendentes para los menos informados, entre los que me encuentro)
Viva la astronáutica!
Y viva DM !
Hola Daniel. Excelente entrada. Había visto el libro, pero no me había llamado la atención. ¿Merece la pena leerlo?
Tiene detalles que nunca se habían hecho públicos y solo por eso vale la pena. Eso sí, en mi opinión le sobran un buen número de páginas y podría ser más sucinto.
Fantastica entrada, no conocía tantisimos detalles de esta increíble historia.
Es una maravilla como cuentas estas cosas, sucesos que hemos visto y leído mil veces y siempre encuentras cosas interesantes que contar en cada entrada…..un 10
Me ha sorprendido. Losetas que han saltado y también que se han roto y dañado y en esa zona lejos del tanque de espuma que encima tenía una capa de pintura. Y no puedo parar de recordar que las losetas que intenta probar SpaceX en las starship presentan el mismo tipo de daños sin más. A veces pienso que tal vez por el impacto de algún pájaro pero no se y tal vez se debería replantear sistema de adherencia y capa superior. Tal vez algún proceso de vitrificación no se o algo… Aunque para que quede de igual rendimiento incremente la masa
Se dice poco, pero el escudo térmico acabó siendo uno de los sistemas más fiables del transbordador. Tras las primeras misiones, funcionaron siempre perfectamente tanto los complejos sistemas de adherencia de las losetas cerámicas al aluminio de la célula como los elementos de separación entre losetas y entre mantas térmicas y losetas, con sus diferentes comportamientos térmicos y rangos de tolerancia.
Salvo los elementos de carbono-carbono, que acabaron mostrando algo de estrés por oxidación, todos los elementos del TPS mostraron buen comportamiento al uso repetido (las recristalizaciones del material cerámico cambiaban su apariencia, pero no su efectividad) y hubieran superado de largo su certificación de vida útil y, por tanto, sus cálculos de amortización de costes. Lo que convirtió el mantenimiento del escudo térmico en un infierno logístico y en un pozo de gasto sin fondo fueron los daños motivados por los desprendimientos del ET, no el TPS en sí mismo.
El departamento encargado de los sistemas de protección térmica de la NASA fue uno de los más activos en su colaboración con Space X desde el origen (no fue el único y no sólo con ellos: uno de los mandatos principales de la NASA es la transferencia tecnológica, no olvidemos) tanto en sistemas ablativos (sobre todo inicialmente: así nació el PICA-X, la versión de Space X del PICA) como no ablativos.
Las losetas de la Starship son como resultado idénticas a las mayoritarias del transbordador, las de tipo cerámico de mayor tolerancia térmica (las «negras»; bueno, son casi casi idénticas, porque cambia el revestimiento hidrófugo, pero mínimamente y no por cuestión de prestaciones). De hecho, Space X acabó «fichando» a los responsables del departamento de la NASA (salvo a su directora, que se jubilaba) y sobre esa base técnica y know how fabrica sus losetas.
La idea de Space X es abaratar la producción escalándola y estandarizándola (los costos de las (muy variadas) losetas del Shuttle no hubieran sido un problema sin los daños externos, pues la flota era reducida; para la Starship, es otro cantar incluso si no se dañan). Y fijarla a la estructura de la nave –de hecho directamente a los tanques en su mayor parte– con enganches metálicos y sin elementos de separación.
Es una solución nueva y les costará dominar los parámetros (sobre todo los particulares de estrés térmico, vibración y elasticidad de las estructuras de los nuevos vehículos) pero es un problema de ingeniería relativamente bien conocido (y con soluciones alternativas bien probadas, como el mismo empleo de «gaps» y, sobre todo, adhesivos – que la propia Space X usa ya en muchas de las zonas «irregulares» de Starship, por cierto con losetas a medida, como las del Shuttle). También debería ser, en principio, una solución más segura que la del shuttle, pues el escudo de la Starship no estaría expuesto ni tan siquiera al hielo de sus propios tanques o a cualquier otro posible «debris». Algo más complicado es su uso en partes móviles o en conjunción con los sistemas sellados de estas partes, pero la experiencia del transbordador también allana el camino.
Otra cosa es el peso, porque el material es todo lo ligero que permite esta opción y tampoco está muy claro que permita a su vez cambios fáciles en el grosor de las estructuras (suponiendo que consigan por fin que éstas sean fiables con menores grosores). Y no parece que otras estrategias de reducción de peso estén muy claras, al menos a corto plazo (de allí la revisión al alza del sistema propulsivo). Veremos.
En lo de los costes y en el plan de futuro en general, no me meto.
Interesante
Menudo aporte Heihachi. Más Heihachi y menos Batiscafos y Telescopios…
Gracias AgenteCapitalista.
Muy buen aporte Heihachi, de los que hacen mejor aún éste blog!
Efectivamente, así fue, gran aporte. Se ha hablado mucho de los altos costos de operación del transbordador y de los recambios de las losetas y pocas veces se va más allá, pero lo cierto es que la NASA desarrolló un sistema para el escudo ablativo muy efectivo y es ahí dónde la NASA de nuestra que su capacidad para abordar los problemas de un modo científico y sistemático es única y produce réditos más allá del momento y problema concreto.
Hola Heihachi, excelente tu comentario, una pregunta ¿es cierto que se intento utilizar pegamento de losas comun para las losetas termicas del Transbordador? lo lei no se en donde pero me parecio mas una leyenda urbana, gracias.
Increíble historia me preguntó cómo uniera Sido el transbordador espacial si los militares no hubieran metido las narizes en su diceño talves hubiéramos tenido un vehículo más seguro y económico para la NASA
Las exigencias militares condicionaron en efecto muy mucho el proyecto. Pero sin el dinero del DOD no hubiera salido adelante.
daniel…si estarías en forma…te subirías a la dragón v2?….y te subirías a la STS-1?
(una nave no probada en su primer vuelo…y sin sistema de escape mas que el asiento eyectable.. solo valido por unos pocos segundos de vuelo)
creo que me animaría al GEMINIS …pero hasta ahí nomas…(y al Apollo pero YA)
incluso…creo que la sts-1 es «»»mas»»» segura que las misiones mas nuevas del transbordador…(sin asientos eyectables)…
pero sin duda a la VOSJOD no subiría…
(tengo panza, pero si estuviera en forma y me dejaran..no lo haría)
pd:
olvidaste mencionar que no tenían el brazo robot, ni traje eva…
Un buen momento para recordar al Astronauta integral:
https://danielmarin.naukas.com/2018/01/07/se-nos-fue-john-young-la-leyenda-de-la-nasa/
Sigo dando vueltas a la posibilidad de que siga en el espacio, primer lanzamiento de Falcon Heavy:
https://danielmarin.naukas.com/2018/02/06/el-falcon-heavy-surca-los-cielos/comment-page-7/#comment-437617