Rumbo al cosmos (11 page)

En esta ocasión, parece que los astronautas no fueron tan conscientes de lo que estaba ocurriendo, aunque estaba claro que algo no funcionaba como estaba previsto. Durante la primera fase del descenso, declararon haber sentido diversas sacudidas en su nave, sin duda provocadas por los esfuerzos aerodinámicos anómalos a los que se veía sometido su vehículo, y que finalmente terminaron por romper las uniones que ya hemos mencionado. Sin embargo, los esfuerzos térmicos durante esta primera fase de descenso en orientación incorrecta parece que fueron suficientemente elevados como para fundir la antena de comunicaciones, según ha declarado a la prensa un ingeniero anónimo relacionado con el programa espacial ruso; ésta habría sido la causa de la pérdida de comunicaciones con el control de la misión desde las primeras fases de la reentrada. También el exterior de la válvula de igualación de presiones durante el descenso mostraba signos de fusión parcial, mientras que la parte superior de la cápsula, en el entorno de la escotilla, mostraba señales de fuerte recalentamiento, siempre de acuerdo a esta fuente anónima. En resumen, el sistema de seguridad implantado en la Soyuz tras el accidente de la Soyuz 5 había demostrado su eficacia, pero está claro que el problema sufrido por la Soyuz TMA-11 fue muy grave.

Imagen: Los alrededores de la escotilla, que teóricamente se encuentra en el lugar más alejado de la zona de mayor calentamiento durante la reentrada, presentaban graves signos de recalentamiento en el caso de la Soyuz TMA-11. (
Foto: Novosti-Kosmonavtiki
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La desviación de la trayectoria y las fuertes aceleraciones sufridas por la tripulación durante el descenso fueron la consecuencia lógica de estos problemas: en lugar de la trayectoria sustentadora habitual, con la nave manteniendo la orientación que le permite proporcionar cierta sustentación aerodinámica durante el descenso, la nave caía en trayectoria parabólica, sin sustentación, como en las primeras misiones Mercury o Vostok. Una reentrada para la que la nave está preparada, pero reservada sólo para emergencias, cuando algo le impide seguir la trayectoria nominal.

Rumores y temores

El serio problema de la Soyuz TMA-11 ha levantado un fuerte debate en torno a la seguridad de la nave Soyuz, agravado por el hecho de que ya la anterior misión tuvo un problema similar. Aunque en aquella ocasión no se llegó a estos extremos, también parece ser que hubo un cable que no se desprendió adecuadamente durante la separación del módulo de servicio, forzando también un descenso balístico en lugar de sustentador. Dos problemas relacionados entre sí en dos misiones consecutivas dan qué pensar sobre la fiabilidad del sistema, y están provocando que se levanten rumores sobre posibles problemas de control de calidad en la fabricación de las naves Soyuz, cuya cadencia de producción se ha duplicado recientemente para dar respuesta a las necesidades mundiales a partir de 2010: para entonces, la Soyuz será el único vehículo utilizado por rusos, americanos, japoneses y europeos para subir a la ISS, hasta que los Estados Unidos introduzcan su nueva nave Orión, prevista para 2015. Ello implica que se requiera un mayor número de lanzamientos de naves Soyuz, cuyo plazo de fabricación unitario es de unos dos años; por ello, el impacto en las líneas de producción se está produciendo ya. Un aumento repentino para el cual, según los más críticos, es posible que no se cuente con suficientes operarios cualificados.

Las autoridades espaciales rusas, por su parte, defienden la fiabilidad de su nave y se oponen ferozmente a estas críticas quizá apresuradas, mientras que los responsables de la NASA defienden el celo con el que sus socios en la ISS están investigando el problema. Los astronautas ocupantes de la Soyuz TMA-11, por su parte, se mantienen en un discreto segundo plano limitando sus declaraciones públicas, algo lógico cuando está en marcha un proceso de investigación. Mientras tanto, una tripulación a bordo de la Estación Espacial Internacional se enfrenta a un próximo retorno a la Tierra a bordo de una nave cuya seguridad durante el descenso está en entredicho. Esperemos que la comisión de investigación presente sus conclusiones a tiempo para evitar que una nueva tripulación se ponga en peligro. Y es que, aunque a menudo lo olvidemos, ser astronauta aún entraña tremendos riesgos.

Febrero 2009

Aunque muchas de las actividades que se llevan a cabo en el espacio han empezado a ser consideradas como pura rutina, no por ello están exentas de riesgo: según se ha revelado recientemente, el pasado 14 de enero ocurrió un serio incidente en la Estación Espacial Internacional, que llegó a amenazar la integridad estructural de la propia estación.

Ese día tenía lugar uno de los habituales encendidos de los motores principales del complejo para elevar su órbita, que va decayendo de forma lenta pero constante debido al rozamiento con las leves trazas de gases atmosféricos aún presentes a esa altura de 400 km sobre la superficie terrestre. Para llevar a cabo estos impulsos se utilizan básicamente dos sistemas: el encendido de los motores dispuestos al efecto en el módulo ruso Zvezda, o los de una nave carguero Progress o ATV previamente acoplada a la estación.

En la maniobra del 14 de enero se emplearon los motores principales del módulo Zvezda, que proporcionan un empuje muy superior al de las naves Progress o ATV. La razón del impulso, además de compensar la caída de la órbita, era ajustar ésta para recibir la próxima visita de una nave Soyuz a finales de marzo. Se trataba, como decimos, de una maniobra rutinaria de la que nadie hubiera esperado que surgiera ningún problema.

Imagen: La Estación Espacial Internacional (
Foto: NASA
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Pero el problema apareció, y con resultados preocupantes. Tras el arranque de los motores, la estación empezó a retemblar severamente, con oscilaciones perfectamente perceptibles por la tripulación y registradas por las cámaras de video, cuyas filmaciones muestran cables oscilando de un lado para otro, o cámaras de fotos sujetas a la pared que se balancean sin que nadie las haya tocado. La situación se prolongó durante dos largos minutos, a lo largo de los cuales las grandes y frágiles estructuras de los paneles solares oscilaron como las alas de un pájaro, creando una gran preocupación tanto entre la tripulación como entre los técnicos de tierra.

Estructuras delicadas

La cuestión es que un vehículo espacial no está diseñado para soportar grandes cargas de este tipo. En el espacio, en ingravidez, las fuerzas que actúan sobre una estructura son prácticamente nulas, despreciables, exceptuando aquellas debidas a la presurización interna. Es decir, un complejo como el de la ISS está diseñado para soportar la presión del aire en su interior, pero no para que lo agiten de un lado para otro. La presión es fácilmente soportable con una fina piel metálica, y dado que el peso es crítico en cualquier vehículo espacial, el resultado es que la estructura de la ISS o de prácticamente cualquier vehículo que vuele al espacio es extremadamente frágil para nuestros estándares habituales en la Tierra. Las cargas a las que va a estar sometido una vez en órbita, debidas a los impulsos periódicos de los motores, son por lo general muy pequeñas, y las principales en un complejo como la ISS suelen ser las cargas de inercia, es decir, las cargas internas que aparecen durante una maniobra de control de actitud o de órbita, como la llevada a cabo en esta ocasión. Dado que estas maniobras son muy delicadas, las cargas son bajas, y la estructura se diseña débil, por razones de peso. En la práctica, lo habitual es que el criterio dimensionante de la estructura sean las cargas de lanzamiento, las sufridas durante el ascenso debido a las aceleraciones y vibraciones del cohete lanzador, que generalmente son muy superiores a las que sufrirá el objeto una vez en el espacio. El resultado es el comentado: un vehículo espacial es algo muy delicado desde un punto de vista de resistencia estructural, porque realmente no necesita más.

Un efecto inesperado

¿Y por qué, si decimos que las cargas normales en vuelo son bajas, en este caso ha tenido lugar esta fuerte vibración? Eso es algo que inicialmente desconcertó a todos los involucrados en el programa de la estación: este tipo de maniobras se habían llevado a cabo con anterioridad en multitud de ocasiones sin que sus efectos fueran apenas perceptibles para la tripulación. Incluso en los casos en los que se han empleado los motores más potentes del módulo Zvezda, los únicos efectos notables solían ser ligeros desplazamientos de objetos que flotaban libremente en el interior, debido a la lenta pero progresiva aceleración a que se veía sometida la estación, pero nunca vibraciones y oscilaciones como las que han tenido lugar en esta ocasión.

La NASA hizo público el problema 10 días después de que tuviera lugar, a través de uno de los informes rutinarios sobre la ISS, donde se hablaba únicamente de “oscilaciones estructurales mayores de lo habitual” durante la maniobra de elevación de la órbita. Dos días después, el informe se completaba con la explicación del fenómeno, tras la investigación llevada a cabo por los técnicos rusos, responsables del módulo Zvezda.

Resonancia

Los motores encargados de este tipo de maniobras en el módulo Zvezda no son motores fijos a la estación, sino que tienen la capacidad de orientarse para llevar a cabo el impulso en la dirección más adecuada en cada caso. Sin embargo, en esta ocasión dicha orientación no se produjo de forma perfecta. Tras su encendido, el software encargado de controlar la maniobra detectó el error de apuntado, y ordenó a los motores corregirlo girándolos ligeramente en sentido opuesto. De nuevo el sistema erró ligeramente, y de nuevo se intentó compensar con un nuevo giro en el sentido contrario, y así sucesivamente.

Estos errores de apuntado pueden considerarse normales, ya que ningún sistema tiene una precisión absoluta. Pero lo normal hubiera sido que en cada corrección el error fuese menor, con lo que la situación hubiese durado apenas unos segundos, con una rápida amortiguación, terminando con los motores perfectamente apuntados en la dirección correcta sin más que una breve y suave vibración inducida en la estación. Sin embargo, en esta ocasión la mala suerte quiso que las oscilaciones en el direccionamiento de los motores se acoplasen con un modo propio de vibración de la estación, por lo que, en lugar de amortiguarse el movimiento, éste fue amplificándose cada vez más, requiriéndose cada vez mayores movimientos de los motores, lo que realimentaba el proceso. En términos técnicos, el sistema entró en resonancia.

Podemos comparar el fenómeno a los impulsos que damos a un niño en un columpio: si nuestros impulsos no están coordinados con el movimiento de oscilación del columpio, lo que haremos será tender a pararlo (amortiguación), pero si damos los impulsos de forma coordinada con el movimiento del columpio, su oscilación aumentará cada vez más. Un ejemplo real del efecto que estos acoplamientos o resonancia pueden tener sobre las estructuras lo tenemos en el puente de Tacoma Narrows (Estados Unidos), que resultó destruido en 1940 después de que una relativamente moderada brisa lo hiciera oscilar con una frecuencia que entró en resonancia con uno de los modos propios de vibración del puente. Podemos contemplar la espectacular oscilación y posterior destrucción de este puente sin más que escribir “Tacoma bridge” en Youtube.

Imagen: El puente de Tacoma en pleno proceso de resonancia. (
Foto: archivos del autor
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