La Soyuz-TMA es una nave espacial utilizada por la Agencia Espacial Federal Rusa para vuelos espaciales tripulados . Es una revisión de la nave espacial Soyuz y fue reemplazada en 2010 por la Soyuz TMA-M . (T – транспортный – Transportnyi – que significa transporte, M – модифицированный – Modifitsirovannyi – que significa modificado, A – антропометрический, – Antropometricheskii que significa antropométrico ). La nave espacial presenta varios cambios para adaptarse a los requisitos solicitados por la NASA [1] para dar servicio a la Estación Espacial Internacional , incluida una mayor latitud en la altura y el peso de la tripulación y sistemas de paracaídas mejorados. También es el primer vehículo fungible que cuenta con una " cabina de cristal ". Soyuz-TMA parece idéntica a la nave espacial Soyuz-TM anterior en el exterior, pero las diferencias interiores le permiten acomodar a ocupantes más altos con nuevos sofás ajustables para la tripulación.
Una nave espacial Soyuz consta de tres partes (de adelante hacia atrás):
Las dos primeras porciones son espacio habitable. Al moverse tanto como sea posible dentro del módulo orbital, que no tiene que ser protegido ni desacelerado durante el reingreso a la atmósfera , la nave Soyuz de tres partes es más grande y más liviana que el módulo de comando de dos partes de la nave espacial Apolo . El módulo de mando del Apolo tenía seis metros cúbicos de espacio habitable y una masa de 5.000 kg; La Soyuz de tres partes proporcionó a la misma tripulación nueve metros cúbicos de espacio habitable, una esclusa de aire y un módulo de servicio para la masa de la cápsula Apolo. Esto no considera el módulo orbital, que podría usarse en lugar del Módulo Lunar Apolo .
Soyuz puede transportar hasta tres cosmonautas y proporcionarles soporte vital durante unos 30 días-persona. El sistema de soporte vital proporciona una atmósfera de nitrógeno/oxígeno a presiones parciales al nivel del mar. La atmósfera se regenera mediante cilindros de KO 2 , que absorben la mayor parte del CO 2 y el agua producidos por la tripulación y regenera el oxígeno, y cilindros de LiOH que absorben el CO 2 sobrante .
El vehículo está protegido durante el lanzamiento por un carenado frontal, que se desecha después de atravesar la atmósfera. Dispone de sistema de atraque automático. El barco puede ser operado automáticamente o por un piloto independientemente del control en tierra.
La parte delantera de la nave espacial es el módulo orbital ( (en ruso) : бытовой отсек (BO), Bitovoy otsek ), también conocido como sección de habitación. Alberga todo el equipo que no será necesario para el reingreso, como experimentos, cámaras o carga. Comúnmente se utiliza como área para comer y como baño. En su otro extremo también contiene el puerto de atraque. Este módulo también contiene un baño, aviónica de atraque y equipo de comunicaciones. En las últimas versiones de Soyuz, se introdujo una pequeña ventana que proporciona a la tripulación una vista hacia adelante.
Se puede cerrar una escotilla entre este y el módulo de descenso para aislarlo y actuar como una esclusa de aire si es necesario; los cosmonautas salen por su puerto lateral (en la parte inferior de esta imagen, cerca del módulo de descenso) en la plataforma de lanzamiento. entró en la nave espacial a través de este puerto.
Esta separación también permite que el módulo orbital se adapte a la misión con menos riesgo para el módulo de descenso vital. La convención de orientación en gravedad cero difiere de la del módulo de descenso, ya que los cosmonautas están de pie o sentados con la cabeza hacia el puerto de atraque.
El módulo de reentrada ( (en ruso) : спускаемый аппарат (СА), Spuskaemiy apparat (SA) ) se utiliza para el lanzamiento y el viaje de regreso a la Tierra. Está cubierto por una cubierta resistente al calor para protegerlo durante el reingreso . Inicialmente es frenado por la atmósfera, luego por un paracaídas de frenado, seguido por el paracaídas principal que frena la nave para el aterrizaje. A un metro del suelo, se activan motores de frenado de combustible sólido montados detrás del escudo térmico para garantizar un aterrizaje suave. Uno de los requisitos de diseño para el módulo de reentrada era que tuviera la mayor eficiencia volumétrica posible (volumen interno dividido por el área del casco). La mejor forma para esto es una esfera, pero dicha forma no puede proporcionar sustentación, lo que resulta en una reentrada puramente balística . Las reentradas balísticas son duras para los ocupantes debido a la alta desaceleración y no pueden dirigirse más allá de su combustión inicial de desorbitación. Por eso se decidió optar por la forma de "faro" que utiliza la Soyuz: una zona delantera semiesférica unida por una sección cónica apenas angulada (siete grados) a un clásico escudo térmico de sección esférica. Esta forma permite generar una pequeña cantidad de sustentación debido a la distribución desigual del peso. El apodo se acuñó en una época en la que casi todos los faros de los automóviles eran un paraboloide circular.
En la parte trasera del vehículo se encuentra el módulo de servicio ( (en ruso) : приборно-агрегатный отсек, Priborno-Agregatniy Otsek (PAO) ). Tiene un compartimento de instrumentación ( (en ruso) : приборный отсек, Priborniy Otsek (PO) ), un recipiente presurizado con forma de lata abultada que contiene sistemas de control de temperatura, suministro de energía eléctrica, radiocomunicaciones de largo alcance , radiotelemetría y Instrumentos de orientación y control. El compartimento de propulsión ( (en ruso) : агрегатный отсек, Agregatniy Otsek (AO) ), una parte no presurizada del módulo de servicio, contiene el motor principal y un repuesto: sistemas de propulsión de combustible líquido para maniobrar en órbita e iniciar el descenso. volver a la tierra. El barco también cuenta con un sistema de motores de bajo empuje para orientación, acoplados al compartimento intermedio ( (en ruso) : переходной отсек, Perekhodnoi Otsek (PkhO) ). Fuera del módulo de servicio se encuentran los sensores para el sistema de orientación y el panel solar, que se orienta hacia el Sol mediante la rotación del barco.
Debido a que su construcción modular difiere de la de diseños anteriores, la Soyuz tiene una secuencia inusual de eventos antes de su reingreso. La nave espacial gira el motor hacia adelante y el motor principal se enciende para salir de órbita completamente 180° por delante de su lugar de aterrizaje planificado. Esto requiere la menor cantidad de propulsor para el reingreso: la nave espacial viaja en una órbita elíptica de Hohmann hasta un punto en el que estará lo suficientemente bajo en la atmósfera para reingresar.
Las primeras naves espaciales Soyuz harían que los módulos orbitales y de servicio se separaran simultáneamente. Como están conectados mediante tubos y cables eléctricos al módulo de descenso, esto ayudaría a su separación y evitaría que el módulo de descenso alterara su orientación. Posteriormente, las naves espaciales Soyuz desconectan el módulo orbital antes de encender el motor principal, lo que ahorra aún más propulsor y permite que el módulo de descenso devuelva más carga útil. En ningún caso el módulo orbital puede permanecer en órbita como complemento de una estación espacial, ya que la trampilla que le permite funcionar como esclusa de aire forma parte del módulo de descenso.
El disparo de reentrada se realiza normalmente en el lado del "amanecer" de la Tierra, de modo que los helicópteros de recuperación puedan ver la nave espacial mientras desciende en el crepúsculo vespertino, iluminada por el sol cuando está por encima de la sombra de la Tierra. Desde el inicio de las misiones Soyuz a la ISS, sólo cinco han realizado aterrizajes nocturnos. [2]
El último vuelo planificado del diseño básico Soyuz-TMA fue el Soyuz TMA-22 , lanzado el 14 de noviembre de 2011 desde la plataforma de lanzamiento Gagarin's Start del cosmódromo de Baikonur en Kazajstán , a las 04:14:03 UTC. [3] La nueva serie Soyuz TMA-M modernizada fue desarrollada y construida por RKK Energia como una actualización de la Soyuz-TMA básica. Se han sustituido 36 equipos obsoletos por 19 dispositivos de nueva generación y la masa total del vehículo se ha reducido en 70 kilogramos. [4] En particular, la confiable pero pesada (70 kg) computadora digital Argon [5] y los sistemas analógicos, que se habían utilizado en las naves Soyuz durante más de 30 años, han sido reemplazados por una nueva computadora digital, la TsVM-101 y aviónica digital. [6] El consumo de energía se ha reducido en todo el barco. [6] También hay cambios en la estructura de la nave espacial, como la sustitución de la aleación de magnesio utilizada en el marco del módulo de instrumentos por aleación de aluminio, [6] para que la nave sea más fácil de fabricar. [4]
La Soyuz modernizada también permitirá a los ingenieros probar nuevos equipos que también podrán utilizarse en la nave espacial tripulada de próxima generación de Rusia que se encuentra actualmente en desarrollo. [7]
El astronauta de la NASA Scott Kelly , parte de la tripulación de la Soyuz TMA-01M, elogió las nuevas pantallas de la nave y dijo que hacen que volar sea más fácil y menos intensivo para el operador. [8]
Se lanzaron dos vuelos de desarrollo de vuelo: Soyuz TMA-01M el 7 de octubre de 2010 y Soyuz TMA-02M el 7 de junio de 2011. El tercer barco, Soyuz TMA-03M , se lanzó el 21 de diciembre de 2011 y se utilizó para pruebas de calificación. Además de verificar el funcionamiento nominal de la nave espacial, las pruebas incluyeron la verificación de modos fuera de lo nominal, como el control de actitud manual, la emisión de pulsos de maniobra orbital utilizando cuatro propulsores de actitud y atraque y el vuelo alrededor de la ISS en modo de control manual. [9]
La variante TMA-M realizó 20 misiones a una cadencia de cuatro veces al año antes de ser reemplazada en 2016 por la Soyuz MS . Para conocer el calendario de lanzamientos, consulte Lista de misiones rusas de vuelos espaciales tripulados .
