Buran ( ruso : Буран , IPA: [bʊˈran] , que significa "tormenta de nieve" o "ventisca"; número de serie del índice GRAU : 11F35 1K , número de construcción: 1.01 ) fue el primer avión espacial producido como parte del programa Buran soviético/ruso. . Buran completó un vuelo espacial sin tripulación en 1988 y fue destruido en 2002 debido al colapso de su hangar de almacenamiento. [3] Los orbitadores de clase Buran utilizaron elcohete prescindible Energia , una clase de vehículo de lanzamiento súper pesado . Además de describir el primer transbordador orbital soviético/ruso operativo, "Buran" fue también la designación de todo el proyecto de avión espacial soviético/ruso y sus artículos de vuelo, que se conocían como "orbitadores clase Buran".
La construcción de la nave espacial Buran comenzó en 1980 y en 1984 se lanzó el primer orbitador a gran escala. Más de 1.000 empresas de toda la Unión Soviética participaron en la construcción y el desarrollo. La nave espacial Buran fue diseñada para ser lanzada en el vehículo de carga súper pesado de la Unión Soviética, Energia. El programa Buran finalizó en 1993. [4]
El orbitador Buran se construyó alrededor de la estructura del avión, que era su principal componente estructural, ya que todos los demás componentes estaban unidos a él. Los componentes necesarios para el vuelo constituían aproximadamente el 20% del peso del orbitador, mientras que otro 11% del peso lo añadían los sistemas de carga útil y las piezas extraíbles. Las alas del orbitador contenían elevadores que podían desviarse de +35° a -20°. [7]
La superficie inferior del orbitador Buran estaba cubierta por 38.600 placas de protección térmica de carbono-carbono diseñadas para soportar 100 reentradas. [8] [9] Estos mosaicos eran muy similares a los del transbordador espacial estadounidense . [10] Las baldosas tenían un recubrimiento antioxidante de disiliciuro de molibdeno . La capa negra de las baldosas ayudó a disipar el calor y, al igual que las baldosas utilizadas en el transbordador espacial, las baldosas de Buran se pegaron al orbitador. Los lados de las placas térmicas que miran hacia el orbitador se dejaron sin recubrir para igualar la presión del material con la del entorno, evitando cargas mecánicas adicionales. Había espacios deliberados entre las baldosas para permitir la expansión térmica. Los huecos se rellenaron con fibra de cuarzo , cuerda, elementos alcalinos, insertos y juntas de cepillo, y también se impermeabilizaron las tejas. [8] [11]
Los orbitadores Buran y el transbordador espacial estuvieron expuestos a temperaturas similares y ambos tenían niveles similares de aislamiento. En comparación con el transbordador espacial, Buran tenía un diseño de mosaico diferente en su parte inferior, en el que todos los espacios entre los mosaicos térmicos son paralelos o perpendiculares a la dirección del flujo de aire a través de la superficie inferior del orbitador. Este diseño fue diseñado para reducir el calor entre las baldosas y en la capa límite entre las baldosas y la atmósfera, al tiempo que ayuda a mantener un flujo de aire laminar alrededor del orbitador. [9] [8]
El módulo de la tripulación era un compartimento presurizado, soldado y totalmente metálico que albergaba los lugares de trabajo, el control y los sistemas de soporte vital de la tripulación. Tenía tres cubiertas. La cubierta de vuelo, conocida como Compartimento de Mando (KO), era el espacio de trabajo de la tripulación y servía para acomodar los asientos del comandante, piloto, ingeniero y especialista de misión, así como el operador del Sistema Manipulador a Bordo. La cubierta central o compartimento de habitación (BO) servía como vivienda y dormitorio para la tripulación. Contenía taquillas, una cocina, sacos de dormir y un baño, además de tres compartimentos para instrumentos con equipos de radio y sistemas de control térmico. Hasta seis miembros de la tripulación podrían sentarse en la cubierta central durante el lanzamiento y el reingreso. La cubierta inferior, conocida como Compartimento de Agregados (AO), albergaba el sistema de soporte vital, los sistemas de suministro de energía y partes del sistema de control térmico. [12] La cabina tenía un diseño similar al del transbordador espacial, con tres pantallas CRT . [13]
El módulo de acoplamiento ( Стыковочный Модуль ) diseñado para Buran se habría montado en la parte delantera del compartimento de carga útil. Sería un compartimento esférico con un diámetro de 2,67 m (8,8 pies), con un túnel cilíndrico que conduciría a la unidad de atraque periférica andrógina (APAS-89). A diferencia del transbordador espacial, el compartimento de atraque del Buran contaría con un túnel extensible para aumentar el espacio libre entre el orbitador y la estación. Otra escotilla, orientada hacia el compartimento de carga útil, fue diseñada para soportar actividades extravehiculares. [14] El módulo de acoplamiento no se instaló para el único vuelo espacial de 1K; sin embargo, el módulo Kristall de la estación espacial Mir estaba equipado con un puerto de acoplamiento APAS-89 para posibles visitas a la estación en futuros vuelos de Buran y luego se utilizó durante el Transbordador- Programa Mir . [15]
El Sistema Manipulador a Bordo ( Система Бортовых Манипуляторов ), similar al RMS del Transbordador Espacial , fue desarrollado en el Instituto Central de Investigación y Desarrollo de Robótica y Cibernética Técnica para soportar operaciones con carga útil. Podría funcionar tanto en modo manual como automático. El orbitador podría llevar, según la misión, uno o dos brazos manipuladores. [14] [16] [17] El sistema manipulador a bordo no se instaló para el vuelo orbital de 1K. [15]
Para ampliar las capacidades de Buran, se diseñaron módulos presurizados similares al Spacelab de la ESA basados en el diseño del 37K . Estos módulos tenían que ser compartimentos para realizar experimentos y volumen logístico, y podían montarse en el compartimento de carga útil y conectarse a la cabina de la tripulación a través de un túnel, o acoplarse temporalmente al puerto de acoplamiento radial Kristall de Mir . En el vuelo inaugural de Buran , la unidad accesoria ( Блок Дополнительных Приборов ) 37KB No.37070 se instaló en el compartimento de carga útil del orbitador. Llevaba equipos de registro y acumuladores que suministraban energía a los sistemas a bordo, ya que el sistema de energía normal basado en pilas de combustible no estaba listo en ese momento. La segunda unidad, 37KB No.37071, se construyó en 1987. Se planeó una tercera unidad, 37KB No.37072, pero esto nunca sucedió debido a la cancelación del programa. [18]
Las maniobras orbitales fueron proporcionadas por el Sistema de Propulsión Conjunta ( Объединенная Двигательная Установка ). [19] El diseño inicial del orbitador incluía dos motores a reacción Saturn AL-31 en góndolas especiales a cada lado de la aleta de cola, que podrían usarse en la fase final de reentrada para modificar la trayectoria de aproximación. Se instalaron góndolas de prueba en los artículos de prueba OK-ML1 y OK-MT y el análogo aerodinámico OK-GLI utilizó cuatro de estos motores AL-31 para realizar pruebas de vuelo atmosférico propulsado; sin embargo, a finales de 1987 y principios de 1988 se tomó la decisión de no utilizar los motores de los artículos de vuelo. Por lo tanto, en el primer vuelo orbital de Burán no se instalaron motores. [15]
El sistema de aterrizaje automático era capaz de realizar un descenso, aproximación y aterrizaje totalmente automático desde cualquier punto ubicado en el "área de condiciones de inicio admisibles" a 100 kilómetros (62 millas) de altitud, controlando el vuelo del orbitador durante el descenso. El perfil de descenso cubrió 8.000 kilómetros (4.300 millas náuticas) a través de la atmósfera durante la aproximación y finalmente disminuyó de 28.000 kilómetros por hora (15.000 nudos) a cero. [20]
El primer vuelo de Buran se destacó porque el sistema de aterrizaje automático eligió realizar una maniobra poco probable (probabilidad estimada del 3%) en el punto clave de 20 kilómetros (66.000 pies), que era necesaria para extender la distancia de planeo y eliminar el exceso de energía. La aproximación estándar era desde el sur y consistía en dos giros a la izquierda hasta el rumbo de aproximación final . En cambio, realizó giros adicionales en ambas direcciones y sobrevoló el campo hacia su lado norte, antes de girar a la derecha de regreso al rumbo final. El sistema de aterrizaje optó por realizar la maniobra porque la energía del orbitador no disminuyó lo suficiente debido a los fuertes vientos racheados en el área, medidos a 15 metros por segundo (29 nudos) y con ráfagas de hasta 20 metros por segundo (39 nudos) en nivel del suelo. [21]
La masa seca de los orbitadores de clase Buran se citó en 62 toneladas, con una carga útil máxima de 30 toneladas, para una masa máxima de lanzamiento de 105 toneladas. [22]
Desglose masivo [3]
Dimensiones [3] [4]
Propulsión [4]
A diferencia del transbordador espacial estadounidense , que fue propulsado por una combinación de propulsores sólidos y los propios motores de propulsor líquido del orbitador alimentados desde un tanque grande, el sistema de lanzamiento soviético/ruso Energia utilizó el empuje del motor de oxígeno líquido/queroseno RD-170 de cada propulsor ( cada uno con cuatro boquillas), desarrollado por Valentin Glushko , y otros cuatro motores de oxígeno líquido/hidrógeno líquido RD-0120 acoplados al bloque central. [23]
El único lanzamiento orbital de un orbitador clase Buran, 1K1 (1К1: primer orbitador, primer vuelo [24] ) se produjo a las 03:00:02 UTC del 15 de noviembre de 1988 desde la plataforma de lanzamiento 110/37 del cosmódromo de Baikonur . [3] [25] Buran fue elevado al espacio, en una misión sin tripulación, por el cohete Energia especialmente diseñado. La secuencia de lanzamiento automatizada se realizó según lo especificado y el cohete Energia elevó el vehículo a una órbita temporal antes de que el orbitador se separara según lo programado. Después de impulsarse a una órbita más alta y completar dos órbitas alrededor de la Tierra, los motores ODU ( ruso : Объединенная Двигательная Установка , romanizado : Ob"yedinennaya Dvigatel'naya Ustanovka , iluminado. 'Sistema de propulsión combinado') se encendieron automáticamente para comenzar el descenso a la atmósfera, regreso al lugar de lanzamiento y aterrizaje horizontal en una pista [26] .
Después de realizar una aproximación automatizada al Sitio 251 , [3] Buran aterrizó bajo su propio control a las 06:24:42 UTC y se detuvo a las 06:25:24, [27] 206 minutos después del lanzamiento. [28] Bajo un viento cruzado de 61,2 kilómetros por hora (38,0 mph), Buran aterrizó a 3 metros (9,8 pies) lateralmente y a 10 metros (33 pies) longitudinalmente de la marca del objetivo. [28] [29] [ disputado – discutir ] Fue el primer avión espacial en realizar un vuelo sin tripulación, incluido el aterrizaje en modo totalmente automático. [30] Más tarde se descubrió que Buran había perdido ocho de sus 38.000 paneles térmicos en el transcurso de su vuelo. [29]
En 1989, se proyectó que Buran tendría un segundo vuelo sin tripulación en 1993, con una duración de 15 a 20 días. [24] Sin embargo, la disolución de la Unión Soviética provocó que la financiación se agotara y el programa Buran fue oficialmente cancelado en 1993. [31]