NG-20 fue el vigésimo vuelo de Cygnus , una nave espacial de carga estadounidense desechable utilizada para misiones logísticas de la Estación Espacial Internacional (ISS) que se lanzó el 30 de enero de 2024 y fue desorbitada el 13 de julio de 2024. Fue operada por Northrop Grumman bajo un contrato de Servicios de Reabastecimiento Comercial con la NASA . La nave espacial era una Cygnus mejorada, llamada SS Patricia "Patty" Hilliard Robertson en honor a la astronauta de la NASA que murió en un accidente aéreo antes de ser asignada a una tripulación para volar a la ISS.
El NG-20 fue el primer lanzamiento de una nave espacial Cygnus después de que Northrop Grumman agotara el suministro de su cohete Antares 230+ . El Antares usaba un motor de fabricación rusa y una primera etapa de fabricación ucraniana, y la producción cesó después de la invasión rusa de Ucrania . Northrup Grumman espera que su cohete Antares 300 de próxima generación que no depende de partes ucranianas o rusas esté listo para volar el NG-23. Como solución provisional, Northrup Grumman contrató a su competidor de CRS SpaceX para lanzar los NG-20, 21 y 22 usando su cohete Falcon 9 Block 5. Con el lanzamiento del NG-20, Cygnus se convierte en el único carguero de carga en lanzarse en cuatro lanzadores orbitales diferentes, es decir, el cohete Antares (serie 100), Atlas V , serie Antares 200 y Falcon 9. La primera etapa del cohete, B1077 , realizó su décimo vuelo en esta misión.
Cygnus fue desarrollado por Orbital Sciences Corporation , parcialmente financiado por la NASA bajo el programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial de la agencia. Para crear Cygnus, Orbital emparejó el Módulo Logístico Multipropósito , construido por Thales Alenia Space y utilizado previamente por el Transbordador Espacial para la logística de la ISS, con un módulo de servicio basado en GEOStar de Orbital , un bus satelital . El Cygnus mejorado más grande se introdujo en 2015. Orbital Sciences pasó a llamarse Orbital ATK en 2015 y Northrop Grumman compró Orbital en 2018 y ha continuado operando misiones Cygnus.
Cygnus NG-20 es la novena misión Cygnus bajo el contrato de Servicios de Reabastecimiento Comercial-2 .
La producción e integración de la nave espacial Cygnus se llevó a cabo en Dulles, Virginia . El módulo de servicio Cygnus se acopla al módulo de carga presurizada en el sitio de lanzamiento, y las operaciones de la misión se llevan a cabo desde centros de control en Dulles y en Houston , Texas. [2]
La nave espacial NG-20 recibió el nombre de SS Patricia "Patty" Hilliard Robertson en memoria de la astronauta Patricia Robertson . [3] Este es el decimoquinto vuelo de la PCM Cygnus de tamaño mejorado. [4] [5]
La nave espacial Cygnus debía cargar un total de 3.726 kilogramos (8.214 libras) de carga y suministros antes de su lanzamiento, incluidos 3.712 kilogramos (8.184 libras) de carga presurizada y 14 kilogramos (31 libras) de carga no presurizada.
El manifiesto de carga se desglosa de la siguiente manera: [6] [7]
Las investigaciones científicas que viajan en la nave espacial Cygnus incluyen pruebas de una impresora 3D de metal, fabricación de semiconductores y sistemas de protección térmica para el reingreso a la atmósfera de la Tierra. [6]
Una investigación de la ESA (Agencia Espacial Europea), Metal 3D Printer, prueba la fabricación aditiva o impresión 3D de pequeñas piezas de metal en microgravedad. Esta investigación nos proporciona una comprensión inicial de cómo se comporta una impresora de este tipo en el espacio. Una impresora 3D puede crear muchas formas, y planeamos imprimir muestras, primero para entender cómo la impresión en el espacio puede diferir de la impresión en la Tierra y segundo para ver qué tipos de formas podemos imprimir con esta tecnología. Además, esta actividad ayuda a mostrar cómo los miembros de la tripulación pueden trabajar de manera segura y eficiente con la impresión de piezas de metal en el espacio. [6]
Los resultados podrían mejorar la comprensión de la funcionalidad, el rendimiento y las operaciones de la impresión 3D de metal en el espacio, así como la calidad, la resistencia y las características de las piezas impresas. El reabastecimiento presenta un desafío para futuras misiones humanas de larga duración. Los miembros de la tripulación podrían utilizar la impresión 3D para crear piezas para el mantenimiento de equipos en futuros vuelos espaciales de larga duración y en la Luna o Marte, reduciendo la necesidad de empacar piezas de repuesto o de predecir cada herramienta u objeto que podría necesitarse, ahorrando tiempo y dinero en el lanzamiento. [6]
Los avances en la tecnología de impresión 3D de metales también podrían beneficiar posibles aplicaciones en la Tierra, incluida la fabricación de motores para las industrias automotriz, aeronáutica y marítima y la creación de refugios después de desastres naturales. [6]
La fabricación de semiconductores y recubrimientos integrados de película delgada (MSTIC) examina cómo la microgravedad afecta a las películas delgadas que tienen una amplia gama de usos. Esta tecnología podría permitir que la fabricación autónoma reemplace las numerosas máquinas y procesos que se utilizan actualmente para fabricar una amplia gama de semiconductores, lo que podría conducir al desarrollo de dispositivos eléctricos más eficientes y de mayor rendimiento. [6]
La fabricación de dispositivos semiconductores en microgravedad también puede mejorar su calidad y reducir los materiales, equipos y mano de obra necesarios. En futuras misiones de larga duración, esta tecnología podría proporcionar la capacidad de producir componentes y dispositivos en el espacio, reduciendo la necesidad de misiones de reabastecimiento desde la Tierra. La tecnología también tiene aplicaciones para dispositivos que recolectan energía y proporcionan energía en la Tierra. [6]
Los científicos que realizan investigaciones en la estación espacial suelen regresar a la Tierra con sus experimentos para realizar más análisis y estudios, pero las condiciones que experimentan las naves espaciales durante el reingreso a la atmósfera, incluido el calor extremo, pueden tener efectos no deseados en su contenido. Los sistemas de protección térmica utilizados para proteger las naves espaciales y su contenido se basan en modelos numéricos que a menudo carecen de validación a partir de vuelos reales, lo que puede dar lugar a sobrestimaciones significativas del tamaño del sistema necesario y ocupar espacio y masa valiosos. El Experimento 2 de la sonda de reingreso de Kentucky (KREPE-2), parte de un esfuerzo por mejorar la tecnología del sistema de protección térmica, utiliza cinco cápsulas equipadas con diferentes materiales de protección térmica y una variedad de sensores para obtener datos sobre las condiciones reales de reingreso. [6]
Sobre la base del éxito del lanzamiento de KREPE-1 en Cygnus NG-16 , se han añadido sensores mejorados para recopilar más mediciones y se ha mejorado el sistema de comunicación para transmitir más datos. Las cápsulas pueden equiparse para otros experimentos de reentrada atmosférica, lo que favorece mejoras en el blindaje térmico para aplicaciones en la Tierra, como la protección de personas y estructuras contra incendios forestales. [6]
La demostración técnica de cirugía robótica prueba el rendimiento de un pequeño robot que puede controlarse de forma remota desde la Tierra para realizar procedimientos quirúrgicos. Los investigadores planean comparar los procedimientos en microgravedad y en la Tierra para evaluar los efectos de la microgravedad y los retrasos temporales entre el espacio y la Tierra. [6]
El robot utiliza dos "manos" para agarrar y cortar bandas elásticas, que simulan tejido quirúrgico y proporcionan tensión que se utiliza para determinar dónde y cómo cortar, según Shane Farritor, director de tecnología de Virtual Incision Corp., desarrollador de la investigación con la Universidad de Nebraska. [6]
Las misiones espaciales más prolongadas aumentan la probabilidad de que los miembros de la tripulación necesiten procedimientos quirúrgicos, ya sean simples puntos de sutura o una apendicectomía de emergencia. Los resultados de esta investigación podrían respaldar el desarrollo de sistemas robóticos para realizar estos procedimientos. Además, la disponibilidad de un cirujano en las zonas rurales del país disminuyó casi un tercio entre 2001 y 2019. La miniaturización y la capacidad de controlar a distancia el robot ayudan a que la cirugía esté disponible en cualquier lugar y en cualquier momento de la Tierra. [6]
La NASA ha patrocinado la investigación de robots en miniatura durante más de 15 años. En 2006, robots operados a distancia realizaron procedimientos en la misión submarina Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) 9 de la NASA. En 2014, un robot quirúrgico en miniatura realizó tareas quirúrgicas simuladas en el avión parabólico de gravedad cero. [6]
Compartment Cartilage Tissue Construct demuestra dos tecnologías, Janus Base Nano-Matrix y Janus Base Nanopiece. Nano-Matrix es un material inyectable que proporciona un andamiaje para la formación de cartílago en microgravedad, que puede servir como modelo para estudiar enfermedades del cartílago. Nanopiece ofrece una terapia basada en ARN (ácido ribonucleico) para combatir enfermedades que causan la degeneración del cartílago. [6]
El cartílago tiene una capacidad limitada para autorrepararse y la osteoartritis es una de las principales causas de discapacidad en pacientes mayores en la Tierra. La microgravedad puede desencadenar una degeneración del cartílago que imita la progresión de la osteoartritis relacionada con el envejecimiento, pero que ocurre más rápidamente, por lo que la investigación en microgravedad podría conducir a un desarrollo más rápido de terapias efectivas. Los resultados de esta investigación podrían hacer avanzar la regeneración del cartílago como tratamiento para el daño y las enfermedades articulares en la Tierra y contribuir al desarrollo de formas de mantener la salud del cartílago en futuras misiones a la Luna y Marte. [6]
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Si bien la mayoría de las misiones Cygnus se han lanzado a bordo del cohete Antares de Northrop Grumman desde el puerto espacial regional del Atlántico medio , la producción se suspendió después de la invasión rusa de Ucrania, ya que la primera etapa del Antares se produjo en Ucrania y los motores en Rusia. Northrop Grumman está trabajando para trasladar la producción de la primera etapa y sus motores a Firefly Aerospace , con un primer vuelo programado para agosto de 2025.
Para llenar el vacío, Northrop Grumman contrató a SpaceX, competidor de CRS, para lanzar hasta tres misiones Cygnus a bordo de cohetes Falcon 9 Block 5. Para acomodar el Cygnus, SpaceX modificó su carenado de carga útil para agregar una escotilla lateral de 5 pies × 4 pies (1,5 m × 1,2 m) para cargar la carga tardía en la nave espacial a través de una sala limpia móvil. [8] La misión utilizó el propulsor de primera etapa #1077 del Falcon 9 en su décima misión.
La misión se lanzó desde el SLC-40 en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral el 30 de enero de 2024 a las 17:07:15 UTC. Cygnus se acopló a la Estación Espacial Internacional el 1 de febrero de 2024.
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