Kvant-1 ( en ruso : Квант-1 ; en español : Quantum-I/1 ) (37KE) fue el primer módulo que se adjuntó en 1987 al módulo central Mir , que formaba el núcleo de la estación espacial soviética Mir . Permaneció unido a Mir hasta que toda la estación espacial fue desorbitada en 2001. [4]
El módulo Kvant-1 contenía instrumentos científicos para observaciones astrofísicas y experimentos de ciencia de materiales. Se utilizó para realizar investigaciones sobre la física de galaxias activas, cuásares y estrellas de neutrones y estaba en una posición privilegiada para realizar estudios sobre la supernova SN 1987A . Además, apoyó experimentos de biotecnología en preparaciones y fracciones antivirales. Algunas de las adiciones a Kvant-1 durante su vida útil fueron paneles solares y las vigas Sofora y Rapana .
El módulo Kvant-1 se basó en la nave espacial TKS y fue la primera versión experimental de una serie planificada de módulos tipo '37K'. Los módulos 37K contaban con un módulo de propulsión desechable tipo TKS-E, también llamado Módulo de Servicio Funcional (FSM). El sistema de control del Kvant-1 había sido desarrollado por NPO "Electropribor" ( Járkov , Ucrania ). [5]
Después de pruebas de ingeniería previas con las estaciones espaciales Salyut 6 y Salyut 7 (y módulos de estación espacial derivados de TKS adjuntos temporalmente como Kosmos 1267 , Kosmos 1443 y Kosmos 1686 ), se convirtió en el primer módulo de estación espacial en ser conectado de manera semipermanente a la primera estación espacial modular en la historia de los vuelos espaciales. [3] Originalmente se planeó que Kvant-1 se acoplara a la estación espacial Salyut 7, sin embargo los planes evolucionaron para lanzarlo a Mir , inicialmente considerado a bordo del transbordador espacial soviético Buran , que finalmente cambió a un lanzamiento a Mir por el cohete Proton-K .
La nave espacial Kvant representó el primer uso de un nuevo tipo de módulo soviético para la estación espacial, denominado 37K. El 17 de septiembre de 1979 se emitió una orden que autorizaba el inicio del desarrollo. El diseño básico del 37K consistía en un cilindro presurizado de 4,2 m de diámetro con un puerto de acoplamiento en el extremo delantero. No estaba equipado con su propio sistema de propulsión. La autorización original era para un total de ocho 37K de diversas configuraciones:
El 37KE fue designado Kvant y estaba equipado con una carga útil astrofísica. También utilizó la computadora de control de vuelo digital Salyut-5B y el sistema de orientación del volante Gyrodyne desarrollado para Almaz . A medida que el módulo se acercaba a su finalización, Salyut 7 experimentó numerosos problemas técnicos y Kvant fue reorientado para acoplarse con Mir. Pero en ese momento se planeó que Mir estuviera en una órbita de 65 grados, y Kvant era 800 kg más pesado que el vehículo de lanzamiento Proton para colocarlo en tal órbita. En enero de 1985 Mir fue cambiado a una órbita de 51,6 grados, lo que resolvió un problema. Pero ahora estaba planeado que Kvant se acoplara con el puerto trasero de Mir, requiriendo la adición de líneas para conducir el propulsor del cohete desde la nave espacial cisterna Progress hasta los tanques de almacenamiento de Mir. Esto aumentó el peso nuevamente, obligando al FGB a reducir su carga de propulsor al 60% en los tanques de alta presión y los tanques de baja presión vacíos. Con un peso total de lanzamiento reportado que variaba entre 20.600 y 22.797 kilogramos (45.415 y 50.259 lb), [3] [6] Kvant-1 supuestamente era en ese momento la carga útil más pesada levantada por Proton, lo que requería modificaciones especiales personalizadas para su vehículo de lanzamiento. [6]
El Kvant-1 constaba de dos compartimentos de trabajo presurizados, un compartimento de experimentación sin presión y una pequeña esclusa de aire para acceder a los telescopios y para cambiar y recuperar las películas. También llevaba sistemas de soporte vital adicionales, incluido un generador de oxígeno Elektron y equipo para eliminar el dióxido de carbono del aire. [3]
El equipo científico a bordo del Kvant-1 incluía: [3] [6]
Para permitir las observaciones astronómicas, el Kvant-1 llevaba, además de dos sensores de horizonte terrestre, dos sensores de estrellas y tres rastreadores de estrellas [6] , seis girodinas que permitían apuntar con gran precisión todo el complejo Mir. Como las girodinas funcionaban con electricidad, también reducían significativamente la cantidad de combustible de control de actitud que necesitaban los propulsores de control del bloque base del Mir, lo que permitió ahorrar 15 toneladas de combustible en los dos primeros años. Sin embargo, consumían mucha electricidad: se estima que el consumo medio del módulo Kvant-1 fue de 6,90 kW. [3] [6]
En un principio, el Kvant-1 iba a ser lanzado y acoplado a la Salyut 7 , pero los retrasos obligaron a lanzarlo a la Mir. El Kvant-1 no tenía ningún sistema de propulsión propio y, para llegar a la Mir, se le acopló un módulo de servicio funcional (FSM), que transportaba sistemas de propulsión y eléctricos, para que actuara como remolcador espacial. El FSM se derivó de la nave espacial TKS , que más tarde formaría la base del bloque de carga funcional de los módulos Kvant-2 , Kristall , Spektr y Priroda .
El 30 de marzo de 1987 se lanzó el Kvant-1 y su módulo de aterrizaje. En ese momento, la estación Mir estaba ocupada por la tripulación del EO-2, que ya se había acoplado en el puerto delantero con la nave espacial Soyuz TM-2 . El 9 de abril, el Kvant-1 logró un acoplamiento suave con el puerto trasero de la Mir. Sin embargo, el Kvant-1 no pudo lograr un acoplamiento duro, lo que significó que las dos naves espaciales solo estaban conectadas de manera débil. En esta configuración, la Mir no podía orientarse o se dañaría.
El 11 de abril, la tripulación del EO-2 realizó una EVA de emergencia para investigar el problema. La tripulación encontró un trozo de escombro, probablemente una bolsa de basura, que había dejado la Progress 28. Después de retirarlo, el Kvant-1 finalmente pudo lograr un acoplamiento firme con la estación el mismo día. El Kvant-FSM, que contenía la propulsión ahora innecesaria del módulo Kvant-1, finalmente fue desechado el 12 de abril, revelando el puerto de acoplamiento trasero del Kvant-1. [3]
Tras lograr finalmente el atraque y el desembarco del Kvant-FSM, se llevaron a cabo pruebas de los sistemas de a bordo del Kvant-1 hasta finales de abril. Mayo se dedicó a preparar la ampliación de la energía eléctrica con actividades que requerían poca electricidad, como experimentos médicos y fotografías de los recursos de la Tierra: la energía eléctrica adicional, muy necesaria, permitiría experimentos como el horno Korund 1-M, que se utilizó para realizar fundiciones que duraron varios días, y para alimentar los girodinos del Kvant-1, necesarios para las observaciones astronómicas. Para ello, el Kvant llevaba paneles solares estibados, que se fijaron al bloque base de la Mir durante una EVA el 12 de junio. [3]
Una vez concluidas las pruebas de Kvant-1, instalados los paneles solares adicionales y disponibles los girodinos de Kvant, se dio un paso importante en la construcción de la estación espacial Mir. El telescopio de rayos X a bordo de Kvant-1 pudo despegar con fuerza: estaba en una posición privilegiada para estudiar la supernova SN 1987A en la Gran Nube de Magallanes, cuyo pico de luz llegó a la Tierra en mayo de 1987. Los cosmonautas a bordo de la Mir pudieron examinar la estrella en explosión durante 115 sesiones entre junio y septiembre de 1987. [3]
En enero de 1991, se instalaron en Kvant-1 estructuras de soporte diseñadas para albergar paneles solares. En julio de 1991, la tripulación construyó la viga Sofora durante cuatro EVA. La viga Sofora fue diseñada para probar nuevas técnicas de construcción, montar una unidad de propulsión y actuar como un lugar para realizar experimentos fuera de la estación. En septiembre de 1992, la tripulación instaló la unidad de propulsión VDU en el extremo de la viga Sofora. Fue entregada anteriormente por Progress M-14 . La VDU fue diseñada para aumentar la capacidad de control de actitud de la estación. La unidad de propulsión VDU, que entonces tenía seis años, fue finalmente reemplazada en abril de 1998 por una nueva que fue entregada por Progress M-38.
En septiembre de 1993, durante dos EVA, se construyó la viga Rapana en Kvant-1. La viga Rapana fue diseñada para probar experimentos de ensamblaje de vigas para una posible estación espacial Mir 2. Posteriormente, también se realizaron experimentos externos en la viga Rapana. En junio de 1996, la viga Rapana se extendió durante una EVA.
El 22 de mayo de 1995, uno de los paneles solares de Kristall fue reubicado en Kvant-1. En mayo de 1996, el panel solar cooperativo Mir, que fue entregado con el módulo de acoplamiento Mir , fue desplegado en Kvant-1. En noviembre de 1997, el viejo panel solar de Kristall que estaba conectado a Kvant-1 fue desechado y el panel solar de toda Rusia, que también fue entregado con el módulo de acoplamiento, fue instalado en su lugar.
El 23 de febrero de 1997, un bote de oxígeno de combustible sólido de reserva se incendió en el módulo Kvant-1. [7] El fuego arrojó metal fundido y la tripulación temió que pudiera derretirse a través del casco de la estación espacial. [8] El humo llenó la estación y la tripulación se puso respiradores para seguir respirando, aunque algunos respiradores estaban defectuosos y no suministraban oxígeno. Después de arder durante catorce minutos y usar tres extintores, el fuego se extinguió. [8] [9] El humo permaneció espeso durante cuarenta y cinco minutos después de que se extinguió el fuego. Después de que los respiradores se quedaron sin oxígeno y el humo comenzó a disiparse, la tripulación cambió a usar máscaras con filtro. [8] [10]
