agosto 17, 2022

Lanzamiento de la Shenzhou 14, la tripulación que debe finalizar la construcción de la estación espacial china

La tercera expedición de la Estación Espacial China ya está en marcha. El 5 de junio de 2022 a las 02:44 UTC despegó el cohete Larga Marcha CZ-2F/Y Y14 (o CZ-2F/G Y-14 o 长征二号F遥十四运) con la nave Shenzhou 14 (SZ-14, 神舟十四号) desde la rampa 921 del complejo de lanzamiento 43 del centro espacial de Jiuquan (provincia de Mongolia Interior). La novena misión espacial tripulada china de la historia está integrada por Chen Dong, Liu Yang y Cai Xuzhe. Esta tripulación será la segunda que pase seis meses en el espacio a bordo de la Estación Espacial China, conocida como CSS (China Space Station) o 中国空间站 (Zhongguo Kongjian Zhan). Y es que, aunque oficialmente la estación se sigue denominando Tiangong (天宫, ‘palacio celestial’), se suele evitar este nombre para evitar confundirla con los laboratorios orbitales Tiangong 1 y Tiangong 2, lanzados en 2011 y 2016, respectivamente. Además de vivir medio año a bordo de la CSS, los tres hangtianyuan deberán afrontar la que probablemente sea la misión más crítica de la Estación Espacial China hasta el momento. Efectivamente, Chen, Liu y Cai supervisarán el acoplamiento de los módulos de gran tamaño Wentian y Mengtian, de veinte toneladas cada uno. Tras estos acoplamientos, culminará la primera fase de construcción de la Estación Espacial China y comenzará la fase de explotación científica del complejo orbital, que se traducirá en una presencia humana permanente en la estación.

Lanzamiento de la Shenzhou 14 (Xinhua).

Pero, para que esos planes se hagan realidad, la Shenzhou 14 debía acoplarse con la estación. Lo hizo unas seis horas y media después del despegue, cuando se acopló al puerto nadir del módulo Tianhe mientras sobrevolaba el Pacífico sur (la Shenzhou 14 es la segunda nave, tras la Shenzhou 13, que se ha acoplado a este puerto). Con este acoplamiento, la CSS está actualmente integrada por el carguero Tianzhou 3, acoplado al puerto delantero del Tianhe, el carguero Tianzhou 4, acoplado al puerto trasero, y la Shenzhou 14. A las 03:09 UTC del 6 de junio la tripulación accedió al carguero Tianzhou 4, que se acopló el 10 de mayo con la estación deshabitada.

Acoplamiento de la Shenzhou 14 con el complejo Tianzhou 4-Tianhe-Tianzhou 3 (CCTV).
Emblema de la Shenzhou 14 (CMS).
Configuración actual de la estación (CMS).

Como ya es habitual, la tripulación de la Shenzhou 14 solo fue desvelada públicamente unos dos días antes del lanzamiento. En el asiento central de la Shenzhou estaba el comandante (指令长), Chen Dong (陈冬, 43 años), que realiza su segundo vuelo espacial. Chen Dong voló en octubre de 2016 en la Shenzhou 11, que pasó cerca de un mes en el laboratorio Tiangong 2. Al acumular una experiencia previa de 33 días en órbita, cuando termine la misión Shenzhou 14 Chen Dong se convertirá en el astronauta chino con más tiempo de permanencia en el espacio. Antiguo piloto militar, es coronel de la fuerza aérea del ejército popular chino y en 2010 fue seleccionado para entrenarse como parte del segundo grupo de astronautas chinos.

Cai Xuzhe, Chen Dong y Liu Yang (CMS).
Los tres tripulantes antes del traslado a la rampa (Xinhua).
La tripulación de la Shenzhou 14 dentro del módulo Tianhe (CMS).

Le acompañaba en el asiento izquierdo Liu Yang (刘洋, 43 años). Liu Yang se convirtió en junio de 2012 en la primera mujer china en el espacio al volar a bordo de la Shenzhou 9, una misión en la que pasó unos doce días en órbita, la mayoría a bordo del laboratorio Tiangong 1. Casi justo diez años después, Liu Yang vuelve al espacio como la segunda mujer que va a vivir en la Estación Espacial China. Al igual que Chen Dong, Liu Yang era piloto y actualmente es coronel de la fuerza aérea del ejército popular. En el asiento derecho estaba Cai Xuzhe (蔡旭哲, 46 años), que participa en su primera misión espacial. También es coronel de la fuerza aérea y un antiguo piloto militar. Como sus compañeros, Cai fue elegido en 2010 como parte del segundo grupo de astronautas chinos. Con esta misión, ya solo queda un integrante de ese grupo que todavía no ha volado al espacio: Zhang Lu. La Shenzhou 14 es la primera tripulación formada íntegramente por astronautas de esta segunda selección y que no ha incluido ningún miembro de la primera selección.

La tripulación de la Shenzhou 14 se entrena para los paseos espaciales desde la nueva escotilla del Wentian (CCTV).
La tripulación durante la presentación a las autoridades antes del traslado a la rampa (Xinhua).
La Shenzhou 13 acoplada al puerto nadir de la estación, la misma posición que la SZ-14 (CMS).
Elementos de la estación espacial china con los módulos Wentian y Mengtian (CMS/Eureka).

Los tres tripulantes de la Shenzhou 14 deben supervisar los críticos acoplamientos de los módulos Wentian y Mengtian. Con ambos módulos, la masa y el volumen de la estación prácticamente se triplicará. El primero en acoplarse será el Wentian, que en principio se unirá al puerto frontal y luego se acoplará al puerto lateral derecho del Tianhe. El Wentian, de unas veinte toneladas, incluye nuevos paneles solares más grandes, volantes de inercia adicionales para el control de posición, nuevos camarotes complementarios a los tres del módulo Tianhe que permitirán que la estación pueda albergar hasta seis personas durante los periodos de relevo de tripulaciones, una nueva antena de comunicaciones a través del sistema de satélites Tianlian y un brazo robot de 5 metros complementario al del módulo Tianhe, entre otros equipos. Además, llevará una nueva esclusa de más grande y con una escotilla de mayor diámetro que sustituirá a la del nodo del Tianhe, utilizada hasta ahora para los paseos espaciales, evitando así que la estación quede seccionada en varias partes incomunicadas cada vez que se realiza una EVA. Precisamente, la tripulación de la Shenzhou 14 estrenará esta esclusa para efectuar entre dos y tres paseos espaciales. El Wentian debe despegar desde Wenchang el próximo 23 de julio mediante un CZ-5B, mientras que el lanzamiento del Mengtian está previsto para septiembre. La tripulación de la Shenzhou 14 también supervisará el acoplamiento del carguero Tianzhou 5 en noviembre y el de la Shenzhou 15, por lo que participará en el primer relevo de tripulaciones de la Estación Espacial China.

Llegada del módulo de propulsión de la Shenzhou 14 a Jiuquan (CMS).
Diversos elementos de la Shenzhou 14. En primer plano el sistema de acoplamiento andrógino (CMS).
Nave Shenzhou 14 (CMS).
Integración en la cofia (CMS).
Traslado para integración con el lanzador (CMS).
Colocando la torre de escape (CCTV).
Traslado a la rampa (CMS).
El trayecto hasta la rampa desde el edificio de integración (CMS).
El CZ-2F abandona el edificio de integración (CMS).
Un camión se emplea para empujar la plataforma con el cohete (CMS).
Al fondo, el edificio de integración de Jiuquan (CMS).
En la rampa (CMS).
Ceremonia de despedida (CMS).
Vista aérea del complejo donde los astronautas se ponen las escafandras, en el cercano pueblo de Buge Yin Arila (CCTV).
La tripulación accede a la nave (CMS).
Despegue (Xinhua).
Vista del despegue desde un dron (CMS).
El lanzamiento (CMS).
El cohete asciende (CMS).
Simulación de la Shenzhou 14 en órbita en el control de la misión (CMS).
El puerto nadir del Tianhe visto desde la Shenzhou 14 (CCTV).
La Shenzhou 14 antes del acoplamiento (CCTV).
Posición durante el acoplamiento (CCTV).

Eventos destacados de la Estación Espacial China (CSS/Tiangong):

  • 29 de abril de 2021: lanzamiento del módulo Tianhe mediante un CZ-5B.
  • 29 de mayo de 2021: lanzamiento del carguero Tianzhou 2 mediante un CZ-7. Acoplamiento al puerto trasero del Tianhe.
  • 17 de junio de 2021: lanzamiento de la Shenzhou 12 con Nie Haisheng, Liu Boming y Tang Hongbo mediante un CZ-2F. Acoplamiento al puerto delantero del Tianhe.
  • 4 de julio de 2021: primer paseo espacial de la tripulación de la Shenzhou 12 (Liu Boming y Tang Hongbo).
  • 20 de agosto de 2021: segundo paseo espacial de la tripulación de la Shenzhou 12 (Liu Boming y Nie Haisheng).
  • 16 de septiembre de 2021: separación de la Shenzhou 12.
  • 17 de septiembre de 2021: reentrada y aterrizaje de la Shenzhou 12 tras 3 meses en el espacio.
  • 18 de septiembre de 2021: traslado del Tianzhou 2 del puerto trasero al delantero.
  • 20 de septiembre de 2021: lanzamiento del Tianzhou 3 mediante un CZ-7. Acoplamiento al puerto trasero del Tianhe.
  • 15 de octubre de 2021: lanzamiento de la Shenzhou 13 con Zhai Zhigang, Wang Yaping y Ye Guangfu. Acoplamiento al puerto nadir del Tianhe.
  • 7 de noviembre de 2021: primer paseo espacial de la tripulación de la Shenzhou 13 (Zhai Zhigang y Wang Yaping).
  • 26 de diciembre de 2021: segundo paseo espacial de la tripulación de la Shenzhou 13 (Zhai Zhigang y Ye Guangfu).
  • 5 de enero de 2022: prueba de acoplamiento del Tianzhou 2 a un puerto lateral del Tianhe usando el brazo robot (sin llegar al contacto físico).
  • 7 de enero de 2022: separación del Tianzhou 2 del puerto frontal y acoplamiento posterior al mismo puerto usando el sistema de telepresencia para permitir el control por la tripulación desde la estación.
  • 27 de marzo de 2022: separación del Tianzhou 2.
  • 31 de marzo de 2022: reentrada del Tianzhou 2.
  • 15 de abril de 2022: separación de la Shenzhou 13.
  • 16 de abril de 2022: aterrizaje de la Shenzhou 13. Primera tripulación de la CSS que pasa seis meses en órbita.
  • 19 de abril de 2022: traslado del Tianzhou 3 del puerto trasero del Tianhe al delantero.
  • 9 de mayo de 2022: lanzamiento del Tianzhou 4 mediante un CZ-7.
  • 10 de mayo de 2022: acoplamiento de Tianzhou 4 al puerto trasero del Tianhe.
  • 5 de junio de 2022: lanzamiento de la Shenzhou 14 mediante un CZ-2F. Acoplamiento al puerto nadir.

[FECHAS PREVISTAS]

  • 23 de julio de 2022: lanzamiento del módulo Wentian mediante un CZ-5B. Acoplamiento al puerto lateral derecho del Tianhe.
  • Octubre de 2022: lanzamiento del módulo Mengtian mediante un CZ-5B. Acoplamiento al puerto lateral izquierdo del Tianhe.
  • Noviembre de 2022: lanzamiento del Tianzhou 5.
  • Diciembre de 2022: lanzamiento de la Shenzhou 15. Primer relevo en órbita de una tripulación de la CSS.

Nave Shenzhou

La Shenzhou 14 (神舟十四号, 神十四 o SZ-14, shénzhōu, «navío divino» en mandarín) es una nave espacial de unos 8080 kg de masa con capacidad para tres astronautas y fue diseñada en los años 90 por la Academia China de Tecnología Espacial (CAST) tomando como base la Soyuz rusa, aunque se trata de un vehículo más grande y capaz que su contrapartida rusa. Tiene una longitud de 9,25 metros, un diámetro de 2,80 metros y una envergadura de 17 metros con los paneles solares desplegados. El volumen interno es de 14 metros cúbicos y puede permanecer en el espacio hasta 20 días en vuelo libre sin acoplarse con una estación espacial. Es capaz de permanecer en el espacio un mínimo de seis meses acoplada a una estación espacial (la capacidad máxima se desconoce). Al igual que la Soyuz, la nave está dividida en tres módulos. Durante el lanzamiento, la nave se halla  protegida por una cofia dotada de rejillas aerodinámicas y una torre de escape de combustible sólido muy parecidas a las de la Soyuz, aunque de mayor tamaño.

La Shenzhou 14 antes del lanzamiento (CMS).

Módulo Orbital (轨道舱, guǐdào cāng): tiene forma cilíndrica y unas dimensiones de 2,80 x 2,25 metros, con una masa de 1500 kg. Su volumen interior habitable es de 8 metros cúbicos. En las primeras misiones estaba dotado de dos paneles solares de 2,0 x 3,4 metros que complementaban el suministro eléctrico de los paneles del Módulo de Servicio, además de permitir que el módulo tuviese capacidad para vuelos autónomos como satélite independiente. En la misión Shenzhou 7 se utilizó como esclusa para realizar la primera actividad extravehicular (EVA) china. La escotilla usada en esta EVA se usa como acceso de los astronautas a la nave. En las primeras misiones incorporaba 16 pequeños propulsores a base de hidrazina con un empuje de 5 N para ayudar en la orientación del vehículo, aunque a partir de la Shenzhou 7 estos propulsores fueron eliminados. En la parte frontal hay un sistema de acoplamiento andrógino similar al APAS-89 ruso empleado en las misiones de acoplamiento entre la ISS y el transbordador norteamericano. Durante el acoplamiento con la estación emplea un sistema de navegación y guiado óptico a base de cámaras y láseres (LIDAR). Al igual que el módulo de propulsión, esta parte ha sido diseñada en China por completo y no guarda relación con el módulo orbital (BO) de la Soyuz.

Partes de la cápsula de la Shenzhou 13 (CMS/Eureka).
La cápsula de la Shenzhou 14 (CMS).

Módulo de Retorno o cápsula (返回舱, fǎnhuí cāng): es la sección en la que viajan los astronautas durante el lanzamiento y la reentrada. Tiene una forma similar al Aparato de Descenso (SA) de la Soyuz, aunque ligeramente más grande, por lo que los astronautas están más separados que en la Soyuz. China utilizó en los años 90 una antigua cápsula Soyuz 7K-T para diseñar esta delicada parte de la Shenzhou. Tiene unas dimensiones de 2,50 x 2,52 metros y una masa de 3240 kg, con un volumen interno de 6 metros cúbicos. Está construida en titanio y posee un escudo térmico ablativo de 450 kg. Al igual que la Soyuz, tiene dos ventanillas de 30 centímetros de diámetro y un visor para la orientación de la tripulación en órbita. A diferencia de su hermana rusa, este visor no está dotado de un periscopio, sino que la tripulación se ayuda de cámaras para el acoplamiento. Está unida al módulo orbital por una escotilla de 70 cm de diámetro. Incluye un paracaídas principal de 1200 metros cuadrados y 90 kg capaz de frenar la velocidad de descenso hasta los 8 m/s, así como un paracaídas de reserva. El escudo térmico se desprende a 6 kilómetros de altura, dejando al descubierto un sistema de aterrizaje suave formado por cuatro pequeños cohetes de combustible sólido (la Soyuz tiene seis cohetes) que se encienden a un metro de altura sobre el suelo para frenar la velocidad de descenso hasta los 3,5 m/s. Durante el ascenso y la reentrada, los astronautas llevan un traje de presión intravehicular idéntico al Sokol KV2 ruso. La cápsula puede mantener una presión de 81-101 kPa (20-24 kPa de presión parcial de oxígeno), una humedad de 30%-70% y una temperatura de 17º a 25º C, aunque durante la reentrada se alcanzan los 40 ºC en el interior. En la reentrada, el control de actitud de la cápsula se lleva a cabo con ocho pequeños impulsores de 150 N de empuje alimentados por un depósito de 28 kg de hidrazina (la Soyuz usa peróxido de hidrógeno para este cometido, una sustancia menos tóxica, pero que limita su capacidad de permanencia en órbita). De esta forma, la nave puede realizar un descenso controlado no balístico, sometiendo a la tripulación a una menor deceleración. Puede amerizar en caso de emergencia. A diferencia de la Soyuz, la cápsula no está cubierta con mantas térmicas durante su estancia en órbita.

Nave Shenzhou 13 acoplada a la Estación Espacial China (CMS).

Módulo de servicio o de Propulsión (推进舱, tuījìn cāng): es una sección cilíndrica donde se alojan los tanques de combustible y los motores de la nave. Tiene una masa de 3000 kg y unas dimensiones de 3,05 x 2,50 metros, con un diámetro máximo de 2,80 metros. Aloja una tonelada de combustibles hipergólicos (MMH y tetróxido de nitrógeno) en cuatro tanques de 230 litros. El motor se alimenta mediante un sistema de presurización consistente en seis tanques de gas a alta presión de 20 litros cada uno. El motor principal tiene cuatro cámaras de combustión con un empuje de 2500 N cada una, con un impulso específico (Isp) de 290 segundos. El encendido para la reentrada del vehículo suele durar unos 75 segundos. Para las maniobras de cabeceo y guiñada, la nave está dotada de ocho impulsores de hidrazina de 150 N de empuje situados en grupos de dos en la base del módulo cerca de las toberas del motor principal. Otros ocho motores de 5 N situados también en grupos de dos en otras partes del módulo ayudan en esta tarea. Por último, el giro y la traslación se logran con ocho impulsores de 5 N de empuje situados cerca de la unión con la cápsula. Además de los tanques de combustible, en este módulo se alojan los tanques de oxígeno y nitrógeno para la presurización de la nave. El módulo está dotado de dos paneles solares de 2,0 x 7,0 metros (con una superficie útil de 24,48 metros cuadrados) capaces de rotar sobre su eje (a diferencia de los paneles de la Soyuz, que son fijos) y de generar 1 kW de potencia. En la parte central del módulo de servicio se encuentra el radiador principal de la nave. Este módulo se encuentra conectado con la cápsula a través de umbilicales que se desconectan antes de la reentrada. Aunque el diseño general recuerda al PAO de la Soyuz, incorpora numerosas diferencias y mejoras con respecto a su homóloga rusa.

La Shenzhou 14 antes del lanzamiento (CMS).

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