Los vuelos espaciales tripulados (también conocidos como vuelos espaciales tripulados o vuelos espaciales tripulados ) son vuelos espaciales con una tripulación o pasajeros a bordo de una nave espacial , a menudo con la nave espacial operada directamente por la tripulación humana a bordo. Las naves espaciales también pueden operarse de forma remota desde estaciones terrestres en la Tierra, o de forma autónoma , sin ninguna participación humana directa. Las personas entrenadas para vuelos espaciales se llaman astronautas (estadounidenses u otros), cosmonautas (rusos) o taikonautas (chinos); y a los no profesionales se les conoce como participantes de vuelos espaciales o viajeros espaciales . [1]
El primer ser humano en el espacio fue el cosmonauta soviético Yuri Gagarin , quien se lanzó como parte del programa Vostok de la Unión Soviética el 12 de abril de 1961 al comienzo de la carrera espacial . El 5 de mayo de 1961, Alan Shepard se convirtió en el primer estadounidense en viajar al espacio, como parte del Proyecto Mercurio . Los humanos viajaron a la Luna nueve veces entre 1968 y 1972 como parte del programa Apolo de Estados Unidos , y han tenido presencia continua en el espacio durante 23 años y 130 días en la Estación Espacial Internacional (ISS). [2] El 15 de octubre de 2003, el primer taikonauta chino, Yang Liwei , fue al espacio como parte de Shenzhou 5 , el primer vuelo espacial tripulado chino. Hasta febrero de 2024, los humanos no han viajado más allá de la órbita terrestre baja desde la misión lunar Apolo 17 en diciembre de 1972.
Actualmente, Estados Unidos, Rusia y China son los únicos países con programas públicos o comerciales con capacidad para vuelos espaciales tripulados . Las empresas de vuelos espaciales no gubernamentales han estado trabajando para desarrollar sus propios programas espaciales tripulados, por ejemplo para el turismo espacial o la investigación comercial en el espacio . El primer lanzamiento de un vuelo espacial tripulado privado fue un vuelo suborbital en SpaceShipOne el 21 de junio de 2004. El primer lanzamiento orbital comercial con una tripulación fue realizado por SpaceX en mayo de 2020, transportando astronautas de la NASA a la ISS en virtud de un contrato con el gobierno de los Estados Unidos. [3]
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La capacidad de los vuelos espaciales tripulados se desarrolló por primera vez durante la Guerra Fría entre Estados Unidos y la Unión Soviética (URSS). Estas naciones desarrollaron misiles balísticos intercontinentales para el transporte de armas nucleares , produciendo cohetes lo suficientemente grandes como para adaptarse para transportar los primeros satélites artificiales a la órbita terrestre baja .
Después de que la Unión Soviética lanzara los primeros satélites en 1957 y 1958, Estados Unidos comenzó a trabajar en el Proyecto Mercurio , con el objetivo de poner hombres en órbita. La URSS estaba siguiendo en secreto el programa Vostok para lograr lo mismo y lanzó al primer ser humano al espacio, el cosmonauta Yuri Gagarin . El 12 de abril de 1961, Gagarin fue lanzado a bordo del Vostok 1 en un cohete Vostok 3KA y completó una única órbita. El 5 de mayo de 1961, Estados Unidos lanzó a su primer astronauta , Alan Shepard , en un vuelo suborbital a bordo del Freedom 7 en un cohete Mercury-Redstone . A diferencia de Gagarin, Shepard controlaba manualmente la actitud de su nave espacial . [4] El 20 de febrero de 1962, John Glenn se convirtió en el primer estadounidense en órbita, a bordo del Friendship 7 en un cohete Mercury-Atlas . La URSS lanzó cinco cosmonautas más en cápsulas Vostok , incluida la primera mujer en el espacio, Valentina Tereshkova , a bordo de la Vostok 6 el 16 de junio de 1963. Hasta 1963, Estados Unidos lanzó un total de dos astronautas en vuelos suborbitales y cuatro en órbita. Estados Unidos también realizó dos vuelos norteamericanos X-15 ( 90 y 91 , pilotados por Joseph A. Walker ), que excedieron la línea Kármán , los 100 kilómetros (62 millas) de altitud utilizados por la Fédération Aéronautique Internationale (FAI) para denotar la borde del espacio.
En 1961, el presidente estadounidense John F. Kennedy aumentó las apuestas de la carrera espacial al fijar el objetivo de llevar un hombre a la Luna y devolverlo sano y salvo a la Tierra a finales de los años 1960. [5] Ese mismo año, Estados Unidos inició el programa Apolo de lanzar cápsulas para tres personas sobre la familia de vehículos de lanzamiento Saturno . En 1962, Estados Unidos inició el Proyecto Gemini , que realizó 10 misiones con tripulaciones de dos hombres lanzadas por cohetes Titan II en 1965 y 1966. El objetivo de Gemini era apoyar a Apolo desarrollando la experiencia y las técnicas de vuelos espaciales orbitales estadounidenses que se utilizarían durante la misión a la Luna. [6]
Mientras tanto, la URSS guardó silencio sobre sus intenciones de enviar humanos a la Luna y procedió a ampliar los límites de su cápsula Vostok de un solo piloto adaptándola a una cápsula Voskhod de dos o tres personas para competir con Gemini. Pudieron lanzar dos vuelos orbitales en 1964 y 1965 y lograron la primera caminata espacial , realizada por Alexei Leonov en el Voskhod 2 , el 8 de marzo de 1965. Sin embargo, el Voskhod no tenía la capacidad de Gemini para maniobrar en órbita, y el programa fue cancelado. . Los vuelos estadounidenses Gemini no lograron la primera caminata espacial, pero superaron el temprano liderazgo soviético realizando varias caminatas espaciales, resolviendo el problema de la fatiga de los astronautas causada por la compensación de la falta de gravedad, demostrando la capacidad de los humanos para aguantar dos semanas en el espacio, y realización del primer encuentro espacial y acoplamiento de naves espaciales.
Estados Unidos logró desarrollar el cohete Saturno V , necesario para enviar la nave espacial Apolo a la Luna, y envió a Frank Borman , James Lovell y William Anders a 10 órbitas alrededor de la Luna en el Apolo 8 en diciembre de 1968. En 1969, el Apolo 11 cumplió los objetivos de Kennedy. objetivo al llevar a Neil Armstrong y Buzz Aldrin a la Luna el 21 de julio y devolverlos sanos y salvos el 24 de julio, junto con el piloto del módulo de comando Michael Collins . Hasta 1972, un total de seis misiones Apolo llevaron a 12 hombres a caminar sobre la Luna, la mitad de los cuales conducían vehículos eléctricos en la superficie. La tripulación del Apolo 13 ( Jim Lovell , Jack Swigert y Fred Haise) sobrevivió a un fallo de una nave espacial en vuelo, pasaron cerca de la Luna sin aterrizar y regresaron sanos y salvos a la Tierra.
Durante este tiempo, la URSS llevó a cabo en secreto programas de aterrizaje y órbita lunar con tripulación . Desarrollaron con éxito la nave espacial Soyuz de tres personas para su uso en los programas lunares, pero no lograron desarrollar el cohete N1 necesario para un aterrizaje humano y descontinuaron sus programas lunares en 1974. [7] Al perder la carrera lunar se concentraron en el desarrollo de estaciones espaciales , utilizando la Soyuz como ferry para llevar a los cosmonautas hacia y desde las estaciones. Comenzaron con una serie de estaciones de salida de Salyut desde 1971 hasta 1986.
En 1969, Nixon nombró a su vicepresidente, Spiro Agnew , para encabezar un grupo de trabajo espacial para recomendar programas de seguimiento de vuelos espaciales tripulados después del Apolo. El grupo propuso un ambicioso sistema de transporte espacial basado en un transbordador espacial reutilizable , que consistía en una etapa orbital con alas y alimentada internamente que quemaba hidrógeno líquido, lanzada con una etapa propulsora similar, pero más grande, alimentada con queroseno , cada una equipada con motores a reacción que respiran aire para propulsarse. Regreso a una pista en el sitio de lanzamiento del Centro Espacial Kennedy . Otros componentes del sistema incluían una estación espacial modular permanente; remolcador espacial reutilizable ; y un ferry interplanetario nuclear , que conduciría a una expedición humana a Marte ya en 1986 o tan tarde como el año 2000, dependiendo del nivel de financiación asignado. Sin embargo, Nixon sabía que el clima político estadounidense no apoyaría la financiación del Congreso para tal ambición, y descartó las propuestas para todos menos el Shuttle, al que posiblemente le seguiría la estación espacial. Los planes para el Transbordador se redujeron para reducir el riesgo, el costo y el tiempo de desarrollo, reemplazando el propulsor de retorno pilotado con dos propulsores de cohetes sólidos reutilizables , y el orbitador más pequeño usaría un tanque de propulsor externo prescindible para alimentar sus motores principales alimentados con hidrógeno. . El orbitador tendría que realizar aterrizajes sin motor.
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En 1973, Estados Unidos lanzó la estación espacial Skylab y la habitó durante 171 días con tres tripulaciones transportadas a bordo de una nave espacial Apolo. Durante ese tiempo, el presidente Richard Nixon y el secretario general soviético Leonid Brezhnev estaban negociando un alivio de las tensiones de la Guerra Fría conocido como distensión . Durante la distensión, negociaron el programa Apolo-Soyuz , en el que una nave espacial Apolo que llevaba un módulo adaptador de acoplamiento especial se encontraría y acoplaría con la Soyuz 19 en 1975. Las tripulaciones estadounidense y soviética se dieron la mano en el espacio, pero el propósito del vuelo era puramente simbólico.
Las dos naciones continuaron compitiendo en lugar de cooperar en el espacio, mientras Estados Unidos se dedicaba a desarrollar el transbordador espacial y planificar la estación espacial, que recibió el nombre de Freedom . La URSS lanzó tres estaciones de salida militares Almaz entre 1973 y 1977, disfrazadas de Salyuts. Siguieron a Salyut con el desarrollo de Mir , la primera estación espacial modular semipermanente, cuya construcción tuvo lugar entre 1986 y 1996. Mir orbitaba a una altitud de 354 kilómetros (191 millas náuticas), con una inclinación orbital de 51,6. °. Estuvo ocupado durante 4.592 días y realizó un reingreso controlado en 2001.
El transbordador espacial comenzó a volar en 1981, pero el Congreso de los Estados Unidos no logró aprobar fondos suficientes para hacer realidad la Estación Espacial Freedom . Se construyó una flota de cuatro transbordadores: Columbia , Challenger , Discovery y Atlantis . Se construyó un quinto transbordador, el Endeavour , para reemplazar al Challenger , que fue destruido en un accidente durante el lanzamiento que mató a siete astronautas el 28 de enero de 1986. De 1983 a 1998, veintidós vuelos del transbordador transportaron componentes para una estación espacial de salida de la Agencia Espacial Europea llamada Spacelab en la bahía de carga útil del Shuttle. [8]
La URSS copió el orbitador reutilizable del Transbordador Espacial de Estados Unidos , al que llamaron orbitador clase Buran o simplemente Buran , que fue diseñado para ser lanzado a órbita por el cohete prescindible Energia , y era capaz de realizar vuelos orbitales y aterrizajes robóticos. A diferencia del transbordador espacial, Buran no tenía motores de cohetes principales, pero al igual que el orbitador del transbordador espacial, utilizó motores de cohetes más pequeños para realizar su inserción orbital final. En noviembre de 1988 se realizó un único vuelo de prueba orbital sin tripulación. Se planeó un segundo vuelo de prueba en 1993, pero el programa fue cancelado debido a la falta de financiación y a la disolución de la Unión Soviética en 1991. Nunca se completaron dos orbitadores más, y el uno que realizó el vuelo sin tripulación fue destruido en el colapso del techo de un hangar en mayo de 2002.
La disolución de la Unión Soviética en 1991 puso fin a la Guerra Fría y abrió la puerta a una verdadera cooperación entre Estados Unidos y Rusia. Los programas soviéticos Soyuz y Mir fueron asumidos por la Agencia Espacial Federal Rusa, que pasó a ser conocida como Corporación Estatal Roscosmos . El programa Shuttle-Mir incluyó transbordadores espaciales estadounidenses que visitaban la estación espacial Mir , cosmonautas rusos que volaban en el Shuttle y un astronauta estadounidense que volaba a bordo de una nave espacial Soyuz para expediciones de larga duración a bordo de Mir .
En 1993, el presidente Bill Clinton consiguió la cooperación de Rusia para convertir la planeada Estación Espacial Freedom en la Estación Espacial Internacional (ISS). La construcción de la estación comenzó en 1998. La estación orbita a una altitud de 409 kilómetros (221 millas náuticas) y una inclinación orbital de 51,65°. Varios de los 135 vuelos orbitales del transbordador espacial estaban destinados a ayudar a ensamblar, suministrar y tripular la ISS. Rusia ha construido la mitad de la Estación Espacial Internacional y ha continuado su cooperación con Estados Unidos.
China fue la tercera nación del mundo, después de la URSS y Estados Unidos, en enviar humanos al espacio. Durante la carrera espacial entre las dos superpotencias, que culminó con el aterrizaje humano en la Luna del Apolo 11 , Mao Zedong y Zhou Enlai decidieron el 14 de julio de 1967 que China no debía quedarse atrás e iniciaron su propio programa espacial tripulado: el ultrasecreto Proyecto 714, cuyo objetivo era llevar a dos personas al espacio en 1973 con la nave espacial Shuguang . En marzo de 1971 se seleccionaron diecinueve pilotos de la PLAAF para este objetivo. La nave espacial Shuguang-1, que se lanzaría con el cohete CZ-2A , fue diseñada para transportar una tripulación de dos personas. El programa fue cancelado oficialmente el 13 de mayo de 1972 por motivos económicos.
En 1992, en el marco del Programa Espacial Tripulado de China (CMS), también conocido como "Proyecto 921", se autorizó y financió la primera fase de un tercer intento exitoso de vuelo espacial tripulado. Para lograr la capacidad de vuelos espaciales tripulados independientes, China desarrolló la nave espacial Shenzhou y el cohete Gran Marcha 2F dedicado a los vuelos espaciales tripulados en los próximos años, junto con infraestructuras críticas como un nuevo sitio de lanzamiento y un centro de control de vuelo en construcción. La primera nave espacial no tripulada, Shenzhou 1 , fue lanzada el 20 de noviembre de 1999 y recuperada al día siguiente, lo que marcó el primer paso hacia la realización de la capacidad de vuelos espaciales tripulados de China. En los años siguientes se llevaron a cabo tres misiones más sin tripulación para verificar las tecnologías clave. El 15 de octubre de 2003 , Shenzhou 5 , la primera misión de vuelo espacial tripulada de China, puso a Yang Liwei en órbita durante 21 horas y regresó sano y salvo a Mongolia Interior , convirtiendo a China en la tercera nación en poner en órbita a un ser humano de forma independiente. [9]
El objetivo de la segunda fase de CMS era lograr avances tecnológicos en actividades extravehiculares (EVA, o caminata espacial), encuentros espaciales y acoplamientos para apoyar actividades humanas a corto plazo en el espacio. [10] El 25 de septiembre de 2008, durante el vuelo del Shenzhou 7 , Zhai Zhigang y Liu Boming completaron el primer EVA de China. [11] En 2011, China lanzó la nave espacial objetivo Tiangong 1 y la nave espacial no tripulada Shenzhou 8 . Las dos naves espaciales completaron el primer encuentro y acoplamiento automático de China el 3 de noviembre de 2011. [12] Aproximadamente 9 meses después, Tiangong 1 completó el primer encuentro y acoplamiento manual con Shenzhou 9 , que transportaba a la primera mujer astronauta de China , Liu Yang . [13]
En septiembre de 2016, Tiangong 2 fue puesto en órbita. Era un laboratorio espacial con funciones y equipos más avanzados que el Tiangong 1 . Un mes después, se lanzó Shenzhou 11 y se acopló con Tiangong 2 . Dos astronautas entraron en la Tiangong 2 y estuvieron estacionados durante unos 30 días, verificando la viabilidad de la estancia a medio plazo de los astronautas en el espacio. [14] En abril de 2017, la primera nave espacial de carga de China, Tianzhou 1 , se acopló con Tiangong 2 y completó múltiples pruebas de reabastecimiento de combustible en órbita, lo que marcó la finalización exitosa de la segunda fase de CMS. [14]
La tercera fase de CMS comenzó en 2020. El objetivo de esta fase es construir la propia estación espacial de China, Tiangong . [15] El primer módulo de Tiangong , el módulo central Tianhe , fue lanzado a órbita por el cohete más poderoso de China, el Gran Marcha 5B, el 29 de abril de 2021. [16] Posteriormente fue visitado por múltiples naves espaciales tripuladas y de carga y demostró la capacidad de China para sostener La larga estancia de los astronautas chinos en el espacio.
Según el anuncio de la CMS, todas las misiones de la Estación Espacial Tiangong están programadas para finales de 2022. [17] Una vez que se complete la construcción, Tiangong entrará en la fase de aplicación y desarrollo, que durará nada menos que 10 años. [17]
La Agencia Espacial Europea comenzó a desarrollar el avión espacial Hermes en 1987, que se lanzaría en el vehículo de lanzamiento desechable Ariane 5 . Estaba previsto que se acoplara a la estación espacial europea Columbus . Los proyectos fueron cancelados en 1992 cuando quedó claro que no se podían alcanzar los objetivos de costos ni de desempeño. Nunca se construyó ninguna lanzadera Hermes. La estación espacial Columbus fue reconfigurada como el módulo europeo del mismo nombre en la Estación Espacial Internacional. [18]
Japón ( NASDA ) comenzó el desarrollo del transbordador espacial experimental HOPE-X en la década de 1980, para ser lanzado en su vehículo de lanzamiento prescindible H-IIA . Una serie de fracasos en 1998 provocaron reducciones de financiación y la cancelación del proyecto en 2003 a favor de la participación en el programa de la Estación Espacial Internacional a través del Módulo Experimental Japonés Kibō y la nave espacial de carga Vehículo de Transferencia H-II . Como alternativa a HOPE-X, NASDA propuso en 2001 la cápsula de tripulación Fuji para vuelos independientes o a la ISS, pero el proyecto no pasó a la etapa de contratación. [ cita necesaria ]
De 1993 a 1997, la Sociedad Japonesa de Cohetes [ja] , Kawasaki Heavy Industries y Mitsubishi Heavy Industries trabajaron en el sistema de lanzamiento reutilizable de etapa única a órbita de despegue y aterrizaje vertical propuesto Kankoh-maru . En 2005, este sistema fue propuesto para el turismo espacial. [19]
Según un comunicado de prensa de la Agencia de Noticias Iraquí de fecha 5 de diciembre de 1989, sólo hubo una prueba del lanzador espacial Al-Abid , que Irak tenía intención de utilizar para desarrollar sus propias instalaciones espaciales tripuladas para finales de siglo. Estos planes terminaron con la Guerra del Golfo de 1991 y las dificultades económicas que siguieron. [ cita necesaria ]
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Bajo la administración de George W. Bush, el programa Constellation incluía planes para retirar el programa del Transbordador Espacial y reemplazarlo con la capacidad de vuelos espaciales más allá de la órbita terrestre baja. En el presupuesto federal de los Estados Unidos de 2011 , la administración Obama canceló Constellation por exceder el presupuesto y retrasarse, sin innovar ni invertir en nuevas tecnologías críticas. [20] Como parte del programa Artemis , la NASA está desarrollando la nave espacial Orion que será lanzada por el Space Launch System . Según el plan de Desarrollo de Tripulación Comercial , la NASA depende de servicios de transporte proporcionados por el sector privado para alcanzar la órbita terrestre baja, como el Dragon 2 de SpaceX , el Boeing Starliner o el Dream Chaser de Sierra Nevada Corporation . El período entre la retirada del transbordador espacial en 2011 y el primer lanzamiento al espacio del vuelo VP-03 de la nave SpaceShipTwo el 13 de diciembre de 2018 es similar al intervalo entre el final del Apolo en 1975 y el primer vuelo del transbordador espacial en 1981, y es a lo que un Comité Presidencial del Listón Azul se refiere como la brecha de los vuelos espaciales tripulados de Estados Unidos.
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Desde principios de la década de 2000, se han emprendido una variedad de proyectos de vuelos espaciales privados . En mayo de 2021, SpaceX lanzó humanos a la órbita, mientras que Virgin Galactic lanzó tripulaciones a una altura superior a 80 km (50 millas) en una trayectoria suborbital. [21] Varias otras empresas, incluidas Blue Origin y Sierra Nevada , desarrollan naves espaciales tripuladas. Las cuatro compañías planean transportar pasajeros comerciales en el mercado emergente del turismo espacial .
SpaceX ha desarrollado Crew Dragon volando en Falcon 9 . Lanzó astronautas a la órbita y a la ISS por primera vez en mayo de 2020 como parte de la misión Demo-2 . Desarrollada como parte del programa de Desarrollo de Tripulación Comercial de la NASA , la cápsula también está disponible para vuelos con otros clientes. Una primera misión turística, Inspiration4 , lanzada en septiembre de 2021. [22]
Boeing está desarrollando la cápsula Starliner como parte del programa de desarrollo de tripulación comercial de la NASA, que se lanza en un vehículo de lanzamiento Atlas V de United Launch Alliance . [23] Starliner realizó un vuelo sin tripulación en diciembre de 2019. Un segundo intento de vuelo sin tripulación fue cancelado en agosto de 2021, y un funcionario de la NASA dijo que probablemente no se lanzaría hasta 2022. [24] No se espera un vuelo con tripulación antes de la segunda mitad de 2022. [25] Al igual que en SpaceX, la financiación para el desarrollo ha sido proporcionada por una combinación de fondos gubernamentales y privados . [26] [27]
Virgin Galactic está desarrollando SpaceshipTwo , una nave espacial suborbital comercial dirigida al mercado del turismo espacial . Llegó al espacio en diciembre de 2018. [21]
Blue Origin se encuentra en un programa de prueba de varios años de su vehículo New Shepard y ha realizado 16 vuelos de prueba sin tripulación hasta septiembre de 2021, y un vuelo con tripulación que transportaba al fundador Jeff Bezos , su hermano Mark Bezos , el aviador Wally Funk y a 18 años. viejo Oliver Daemen el 20 de julio de 2021.
A lo largo de las décadas, se han propuesto varias naves espaciales para viajes de pasajeros en líneas espaciales. Algo análogos a los viajes en avión de pasajeros después de mediados del siglo XX, estos vehículos están propuestos para transportar un gran número de pasajeros a destinos en el espacio o en la Tierra mediante vuelos espaciales suborbitales . Hasta la fecha, ninguno de estos conceptos se ha construido, aunque algunos vehículos que transportan menos de 10 personas se encuentran actualmente en la fase de vuelo de prueba de su proceso de desarrollo.
Un gran concepto de línea espacial actualmente en desarrollo inicial es el SpaceX Starship , que, además de reemplazar a los vehículos de lanzamiento Falcon 9 y Falcon Heavy en el mercado heredado de la órbita terrestre después de 2020, ha sido propuesto por SpaceX para viajes comerciales de larga distancia en la Tierra. , volando a más de 100 personas de forma suborbital entre dos puntos en menos de una hora, también conocido como "Tierra a Tierra". [28] [29] [30]
Durante la última década se han estado desarrollando pequeños aviones espaciales o naves espaciales suborbitales de cápsulas pequeñas; A partir de 2017 [update], al menos uno de cada tipo está en desarrollo. Tanto Virgin Galactic como Blue Origin tienen naves en desarrollo activo : el avión espacial SpaceShipTwo y la cápsula New Shepard , respectivamente. Ambos transportarían aproximadamente media docena de pasajeros al espacio durante un breve período de gravedad cero antes de regresar al lugar de lanzamiento. XCOR Aerospace había estado desarrollando el avión espacial de un solo pasajero Lynx desde la década de 2000, [31] [32] pero el desarrollo se detuvo en 2017. [33]
La participación y representación de la humanidad en el espacio ha sido un problema desde la primera fase de la exploración espacial. [34] Algunos derechos de los países que no tienen capacidad espacial han sido garantizados a través del derecho espacial internacional , declarando el espacio " provincia de toda la humanidad ", aunque el hecho de compartir el espacio entre toda la humanidad es a veces criticado como imperialista y deficiente. [34] Además de la falta de inclusión internacional, también ha faltado la inclusión de mujeres y personas de color . Para hacer que los vuelos espaciales sean más inclusivos, en los últimos años se han formado organizaciones como Justspace Alliance [34] y Inclusive Astronomy [35] , destacada por la IAU .
La primera mujer en entrar al espacio fue Valentina Tereshkova . Voló en 1963, pero no fue hasta la década de 1980 que otra mujer ingresó al espacio. En ese momento, todos los astronautas debían ser pilotos de pruebas militares; las mujeres no pudieron ingresar a esta carrera, lo cual es una de las razones del retraso en permitir que las mujeres se unan a las tripulaciones espaciales. [36] Después de que se cambiaron las reglas, Svetlana Savitskaya se convirtió en la segunda mujer en ingresar al espacio; ella también era de la Unión Soviética . Sally Ride se convirtió en la siguiente mujer en ingresar al espacio y la primera mujer en ingresar al espacio a través del programa de Estados Unidos.
Desde entonces, otros once países han permitido a las mujeres astronautas. La primera caminata espacial exclusivamente femenina se produjo en 2018, a cargo de Christina Koch y Jessica Meir . Estas dos mujeres habían participado en caminatas espaciales separadas con la NASA. La primera misión a la Luna con una mujer a bordo está prevista para 2024.
A pesar de estos avances, las mujeres todavía están subrepresentadas entre los astronautas y especialmente entre los cosmonautas. Más de 600 personas han volado al espacio pero sólo 75 han sido mujeres. [37] Las cuestiones que bloquean a los posibles solicitantes de los programas y limitan las misiones espaciales que pueden realizar son, por ejemplo:
Sally Ride se convirtió en la primera mujer estadounidense en el espacio, en 1983. Eileen Collins fue la primera mujer piloto de un transbordador, y con la misión STS-93 del transbordador en 1999 se convirtió en la primera mujer en comandar una nave espacial estadounidense.
Durante muchos años, la URSS (más tarde Rusia) y Estados Unidos fueron los únicos países cuyos astronautas volaron al espacio. Eso terminó con la huida de Vladimir Remek en 1978. Hasta 2010 [update], ciudadanos de 38 naciones (incluidos turistas espaciales ) han volado al espacio a bordo de naves espaciales soviéticas, estadounidenses, rusas y chinas.
Los programas de vuelos espaciales tripulados han sido llevados a cabo por la Unión Soviética y la Federación de Rusia, los Estados Unidos, China continental y empresas privadas estadounidenses de vuelos espaciales .
Actualmente se utilizan los siguientes vehículos espaciales y puertos espaciales para el lanzamiento de vuelos espaciales tripulados:
Actualmente se mantienen en órbita terrestre las siguientes estaciones espaciales para ocupación humana:
La mayoría de las veces, los únicos humanos en el espacio son los que están a bordo de la ISS, que generalmente tiene una tripulación de 7 personas, y los de Tiangong, que generalmente tiene una tripulación de 3.
La NASA y la ESA utilizan el término "vuelo espacial tripulado" para referirse a sus programas de lanzamiento de personas al espacio. Estos esfuerzos también se denominaban anteriormente "misiones espaciales tripuladas", aunque este ya no es el lenguaje oficial según las guías de estilo de la NASA, que exigen un lenguaje neutral en cuanto al género . [43]
En el marco del Programa indio de vuelos espaciales tripulados , la India planeaba enviar humanos al espacio en su vehículo orbital Gaganyaan antes de agosto de 2022, pero se retrasó hasta 2024 debido a la pandemia de COVID-19. La Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) comenzó a trabajar en este proyecto en 2006. [44] [45] El objetivo inicial es transportar una tripulación de dos o tres personas a la órbita terrestre baja (LEO) durante un período de 3 a 7 días. volar en una nave espacial en un cohete LVM 3 y devolverlos de manera segura para un aterrizaje en el agua en una zona de aterrizaje predefinida. El 15 de agosto de 2018, el primer ministro indio , Narendra Modi , declaró que India enviará humanos al espacio de forma independiente antes del 75.º aniversario de la independencia en 2022. [46] En 2019, ISRO reveló planes para una estación espacial para 2030, seguida de una misión lunar tripulada . El programa prevé el desarrollo de un vehículo orbital totalmente autónomo capaz de transportar a 2 o 3 miembros de la tripulación a una órbita terrestre baja de unos 300 km (190 millas) y llevarlos sanos y salvos a casa. [47]
Desde 2008, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ha desarrollado la nave espacial tripulada basada en nave espacial de carga H-II Transfer Vehicle y el pequeño laboratorio espacial basado en el módulo experimental japonés Kibō .
La NASA está desarrollando un plan para llevar humanos a Marte para la década de 2030. El primer paso comenzó con Artemis 1 en 2022, enviando una nave espacial Orion no tripulada a una órbita retrógrada distante alrededor de la Luna y devolviéndola a la Tierra después de una misión de 25 días.
SpaceX está desarrollando Starship , un sistema de dos etapas totalmente reutilizable, con aplicaciones cercanas a la Tierra y cislunares y con el objetivo final de aterrizar en Marte. La etapa superior del sistema Starship, también llamada Starship, ha realizado 9 vuelos de prueba atmosféricos hasta septiembre de 2021. El primer vuelo de prueba del sistema de dos etapas totalmente integrado tuvo lugar en abril de 2023. Se está desarrollando una versión modificada de Starship para el Programa Artemisa .
Varios otros países y agencias espaciales han anunciado e iniciado programas de vuelos espaciales tripulados utilizando equipos y tecnología desarrollados de forma nativa, incluidos Japón ( JAXA ), Irán ( ISA ) y Corea del Norte ( NADA ). Los planes para la nave espacial tripulada iraní son una pequeña nave espacial y un laboratorio espacial. El programa espacial de Corea del Norte tiene planes para naves espaciales tripuladas y pequeños sistemas de transbordadores.
Hay dos fuentes principales de peligro en los vuelos espaciales: las debidas al entorno espacial hostil y las debidas a posibles fallos de funcionamiento de los equipos. Abordar estos temas es de gran importancia para la NASA y otras agencias espaciales antes de realizar las primeras misiones tripuladas extendidas a destinos como Marte. [55]
Los planificadores de misiones de vuelos espaciales tripulados se enfrentan a una serie de preocupaciones de seguridad.
Las necesidades básicas de aire respirable y agua potable son cubiertas por el sistema de soporte vital de la nave espacial.
Es posible que los astronautas no puedan regresar rápidamente a la Tierra ni recibir suministros, equipos o personal médicos si ocurre una emergencia médica. Es posible que los astronautas tengan que depender durante largos períodos de recursos limitados y de asesoramiento médico desde tierra.
La posibilidad de ceguera y pérdida ósea se ha asociado con los vuelos espaciales tripulados . [56] [57]
El 31 de diciembre de 2012, un estudio apoyado por la NASA informó que los vuelos espaciales pueden dañar el cerebro de los astronautas y acelerar la aparición de la enfermedad de Alzheimer . [58] [59] [60]
En octubre de 2015, la Oficina del Inspector General de la NASA emitió un informe sobre riesgos para la salud relacionados con la exploración espacial , que incluía los peligros potenciales de una misión humana a Marte . [61] [62]
El 2 de noviembre de 2017, los científicos informaron, basándose en estudios de resonancia magnética , que se habían encontrado cambios significativos en la posición y estructura del cerebro en astronautas que habían realizado viajes al espacio . Los astronautas en viajes espaciales más largos se vieron afectados por mayores cambios cerebrales. [63] [64]
Los investigadores informaron en 2018, después de detectar la presencia en la Estación Espacial Internacional (ISS) de cinco cepas bacterianas de Enterobacter bugandensis , ninguna patógena para los humanos, que los microorganismos en la ISS deberían ser monitoreados cuidadosamente para garantizar un ambiente saludable para los astronautas . [65] [66]
En marzo de 2019, la NASA informó que los virus latentes en humanos pueden activarse durante las misiones espaciales, lo que posiblemente agregue más riesgo para los astronautas en futuras misiones al espacio profundo. [67]
El 25 de septiembre de 2021, CNN informó que había sonado una alarma durante el viaje orbital terrestre Inspiration4 en el SpaceX Dragon 2 . Se descubrió que la señal de alarma estaba asociada con un aparente mal funcionamiento del inodoro. [68]
Los datos médicos de astronautas en órbitas terrestres bajas durante largos períodos, que se remontan a la década de 1970, muestran varios efectos adversos de un entorno de microgravedad: pérdida de densidad ósea , disminución de la fuerza y la resistencia muscular, inestabilidad postural y reducciones de la capacidad aeróbica. Con el tiempo, estos efectos de desacondicionamiento pueden afectar el desempeño de los astronautas o aumentar su riesgo de lesiones. [69]
En un entorno sin peso, los astronautas casi no ponen peso en los músculos de la espalda o en los músculos de las piernas que se utilizan para ponerse de pie, lo que hace que los músculos se debiliten y se hagan más pequeños. Los astronautas pueden perder hasta un veinte por ciento de su masa muscular en vuelos espaciales que duran entre cinco y once días. La consiguiente pérdida de fuerza podría suponer un problema grave en caso de un aterrizaje de emergencia. [70] Al regresar a la Tierra después de vuelos de larga duración , los astronautas quedan considerablemente debilitados y no se les permite [ ¿ quién? ] conducir un coche durante veintiún días. [71]
Los astronautas que experimentan ingravidez a menudo pierden la orientación, se marean y pierden el sentido de la orientación mientras sus cuerpos intentan acostumbrarse a un entorno de ingravidez. Cuando regresan a la Tierra, tienen que reajustarse y pueden tener problemas para ponerse de pie, enfocar la mirada, caminar y girar. Es importante destacar que esas alteraciones motoras sólo empeoran cuanto más prolongada es la exposición a la ingravidez. [72] Estos cambios pueden afectar la capacidad de realizar tareas requeridas para la aproximación y el aterrizaje, el atraque, la manipulación remota y las emergencias que puedan ocurrir durante el aterrizaje. [73]
Además, después de largas misiones de vuelos espaciales , los astronautas varones pueden experimentar graves problemas de visión , lo que puede ser una preocupación importante para futuras misiones de vuelos al espacio profundo, incluida una misión tripulada al planeta Marte . [74] [75] [76] [77] [78] [79] Los vuelos espaciales largos también pueden alterar los movimientos oculares de un viajero espacial. [80]
Sin el blindaje adecuado, las tripulaciones de misiones más allá de la órbita terrestre baja podrían estar en riesgo debido a los protones de alta energía emitidos por eventos de partículas solares (SPE) asociados con erupciones solares . Si se estima correctamente, la cantidad de radiación a la que estarían expuestos los astronautas provenientes de una tormenta solar similar a la más poderosa de la historia registrada, el Evento Carrington , resultaría al menos en una enfermedad aguda por radiación , e incluso podría ser fatal "en un nave espacial mal blindada". [82] [ se necesita mejor fuente ] Otra tormenta que podría haber infligido una dosis potencialmente letal de radiación a los astronautas fuera de la magnetosfera protectora de la Tierra ocurrió durante la Era Espacial , poco después del aterrizaje del Apolo 16 y antes del lanzamiento del Apolo 17 . [83] Esta tormenta solar, que ocurrió en agosto de 1972 , podría haber causado que cualquier astronauta que estuvo expuesto a ella sufriera una enfermedad aguda por radiación, e incluso puede haber sido letal para quienes participaban en actividades extravehiculares o en la superficie lunar. [84]
Otro tipo de radiación, los rayos cósmicos galácticos , presenta desafíos adicionales para los vuelos espaciales tripulados más allá de la órbita terrestre baja. [85]
También existe cierta preocupación científica de que los vuelos espaciales prolongados puedan ralentizar la capacidad del cuerpo para protegerse contra enfermedades, [86] dando como resultado un sistema inmunológico debilitado y la activación de virus latentes en el cuerpo. La radiación puede tener consecuencias a corto y largo plazo en las células madre de la médula ósea a partir de las cuales se crean las células sanguíneas y del sistema inmunológico. Debido a que el interior de una nave espacial es tan pequeño, un sistema inmunológico debilitado y virus más activos en el cuerpo pueden provocar una rápida propagación de la infección. [87]
Durante las misiones largas, los astronautas están aislados y confinados en espacios pequeños. La depresión , la ansiedad, la fiebre de cabina y otros problemas psicológicos pueden ocurrir más que en una persona promedio y podrían afectar la seguridad de la tripulación y el éxito de la misión. [88] La NASA gasta millones de dólares en tratamientos psicológicos para astronautas y ex astronautas. [89] Hasta la fecha, no hay manera de prevenir o reducir los problemas mentales causados por períodos prolongados de estancia en el espacio.
Debido a estos trastornos mentales, la eficiencia del trabajo de los astronautas se ve afectada; y a veces son devueltos a la Tierra, incurriendo en el gasto de abortar su misión. [90] Una expedición rusa al espacio en 1976 regresó a la Tierra después de que los cosmonautas informaran de un fuerte olor que provocó el temor de una fuga de líquido; pero después de una investigación exhaustiva, quedó claro que no había ninguna fuga ni fallo técnico. La NASA concluyó que lo más probable es que los cosmonautas hubieran alucinado el olor .
Es posible que la salud mental de los astronautas pueda verse afectada por los cambios en los sistemas sensoriales durante los viajes espaciales prolongados.
Durante los vuelos espaciales, los astronautas se encuentran en un entorno extremo. Esto, y el hecho de que se están produciendo pocos cambios en el medio ambiente, dará como resultado el debilitamiento de la información sensorial de los siete sentidos de los astronautas.
Los vuelos espaciales requieren velocidades mucho más altas que el transporte terrestre o aéreo y, en consecuencia, requieren el uso de propulsores de alta densidad de energía para el lanzamiento y la disipación de grandes cantidades de energía, generalmente en forma de calor, para un reingreso seguro a través de la atmósfera terrestre.
Dado que los cohetes tienen el potencial de provocar incendios o destrucción explosiva, las cápsulas espaciales generalmente emplean algún tipo de sistema de escape de lanzamiento , que consiste en un cohete de combustible sólido montado en una torre para alejar rápidamente la cápsula del vehículo de lanzamiento (empleado en Mercurio , Apolo , y Soyuz , cuya torre de escape se descarta en algún momento después del lanzamiento, en un punto en el que se puede realizar un aborto utilizando los motores de la nave espacial), o bien los asientos eyectables (empleados en Vostok y Gemini ) para sacar a los astronautas de la cápsula y llevarlos durante Aterrizajes individuales en paracaídas.
Un sistema de escape de lanzamiento de este tipo no siempre es práctico para vehículos con múltiples tripulantes (particularmente aviones espaciales ), dependiendo de la ubicación de las escotillas de salida. Cuando la cápsula Vostok de una sola escotilla se modificó para convertirse en la Voskhod de 2 o 3 personas , el asiento eyectable para un solo cosmonauta no se pudo usar y no se agregó ningún sistema de torre de escape. Los dos vuelos de Voskhod en 1964 y 1965 evitaron contratiempos en el lanzamiento. El transbordador espacial llevaba asientos eyectables y trampillas de escape para su piloto y copiloto en los primeros vuelos; pero estos no pudieron usarse para pasajeros que se sentaron debajo de la cabina de vuelo en vuelos posteriores, por lo que se suspendieron.
Sólo ha habido dos abortos de lanzamiento en vuelo de un vuelo tripulado. El primero ocurrió en la Soyuz 18a el 5 de abril de 1975. El aborto se produjo después de que el sistema de escape de lanzamiento fuera desechado cuando la segunda etapa gastada del vehículo de lanzamiento no se separó antes de que la tercera etapa se encendiera y el vehículo se desviara de su curso. La tripulación finalmente logró separar la nave espacial, encendiendo sus motores para alejarla del cohete errante, y ambos cosmonautas aterrizaron sanos y salvos. El segundo se produjo el 11 de octubre de 2018 con el lanzamiento de la Soyuz MS-10 . Nuevamente ambos tripulantes sobrevivieron.
El primer uso de un sistema de escape de lanzamiento en la plataforma de lanzamiento, antes del inicio de un vuelo tripulado, ocurrió durante el lanzamiento planificado de la Soyuz T-10a el 26 de septiembre de 1983, que fue abortado por el incendio del vehículo de lanzamiento 90 segundos antes del despegue. Ambos cosmonautas a bordo aterrizaron sanos y salvos.
La única muerte de la tripulación durante el lanzamiento ocurrió el 28 de enero de 1986, cuando el transbordador espacial Challenger se partió 73 segundos después del despegue, debido a la falla de un sello sólido del propulsor del cohete , lo que provocó la falla del tanque de combustible externo , resultando en una explosión de el combustible y separación de los propulsores. Los siete miembros de la tripulación murieron.
Las tareas fuera de una nave espacial requieren el uso de un traje espacial . A pesar del riesgo de fallas mecánicas al trabajar en espacios abiertos, no ha habido muertes en caminatas espaciales. Los astronautas que realizan caminatas espaciales habitualmente permanecen sujetos a la nave espacial con correas y, a veces, anclajes suplementarios. Se realizaron caminatas espaciales sin ataduras en tres misiones en 1984 utilizando la Unidad de Maniobra Tripulada , y en una prueba de vuelo en 1994 del dispositivo Simplified Aid For EVA Rescue (SAFER).
El único piloto de la Soyuz 1 , Vladimir Komarov , murió cuando los paracaídas de su cápsula fallaron durante un aterrizaje de emergencia el 24 de abril de 1967, provocando que la cápsula se estrellara.
El 1 de febrero de 2003, la tripulación de siete personas a bordo del transbordador espacial Columbia murió al reingresar después de completar con éxito una misión en el espacio . Un escudo térmico de carbono-carbono reforzado en el borde de ataque del ala había sido dañado por un trozo de aislamiento de espuma externo congelado del tanque que se había roto y golpeó el ala durante el lanzamiento. Los gases calientes de reentrada entraron y destruyeron la estructura del ala, provocando la desintegración del vehículo orbital .
Hay dos opciones básicas para una atmósfera artificial: una mezcla similar a la de la Tierra de oxígeno y un gas inerte como nitrógeno o helio, u oxígeno puro, que puede usarse a una presión atmosférica inferior a la estándar. En la Estación Espacial Internacional y en las naves espaciales Soyuz se utiliza una mezcla de nitrógeno y oxígeno, mientras que el oxígeno puro a baja presión se utiliza habitualmente en trajes espaciales para actividades extravehiculares .
El uso de una mezcla de gases conlleva el riesgo de sufrir una enfermedad por descompresión (comúnmente conocida como "las curvas") al realizar la transición hacia o desde el entorno del traje espacial de oxígeno puro. Ha habido casos de lesiones y muertes causadas por asfixia en presencia de demasiado nitrógeno y falta de oxígeno.
Una atmósfera de oxígeno puro conlleva riesgo de incendio. El diseño original de la nave espacial Apolo utilizaba oxígeno puro a una presión superior a la atmosférica antes del lanzamiento. Un incendio eléctrico se inició en la cabina del Apolo 1 durante una prueba en tierra en el Complejo de Lanzamiento 34 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Kennedy el 27 de enero de 1967 y se propagó rápidamente. La alta presión, aumentada por el incendio, impidió retirar la tapa de la escotilla de la puerta del tapón a tiempo para rescatar a la tripulación. Los tres astronautas ( Gus Grissom , Ed White y Roger Chaffee ) murieron. [94] Esto llevó a la NASA a utilizar una atmósfera de nitrógeno y oxígeno antes del lanzamiento, y oxígeno puro a baja presión solo en el espacio.
La misión Gemini 8 de marzo de 1966 fue abortada en órbita cuando un propulsor del sistema de control de actitud se atascó en la posición de encendido, enviando a la nave a un giro peligroso que amenazó las vidas de Neil Armstrong y David Scott . Armstrong tuvo que apagar el sistema de control y usar el sistema de control de reentrada para detener el giro. La nave hizo un reingreso de emergencia y los astronautas aterrizaron sanos y salvos. Se determinó que la causa más probable fue un cortocircuito eléctrico debido a una descarga de electricidad estática , que provocó que el propulsor permaneciera encendido incluso cuando estaba apagado. El sistema de control se modificó para colocar cada propulsor en su propio circuito aislado.
La tercera expedición de alunizaje, el Apolo 13 , en abril de 1970, fue abortada y las vidas de la tripulación ( James Lovell , Jack Swigert y Fred Haise ) se vieron amenazadas tras la falla de un tanque criogénico de oxígeno líquido en camino a la Luna. El tanque explotó cuando se aplicó energía eléctrica a los ventiladores internos de agitación del tanque, provocando la pérdida inmediata de todo su contenido, y dañando también el segundo tanque, provocando la pérdida gradual del oxígeno restante durante un período de 130 minutos. Esto, a su vez, provocó una pérdida de energía eléctrica proporcionada por las pilas de combustible a la nave espacial de mando . La tripulación logró regresar a la Tierra de forma segura utilizando la nave de alunizaje como "bote salvavidas". Se determinó que la falla del tanque fue causada por dos errores: el accesorio de drenaje del tanque se había dañado cuando se cayó durante las pruebas de fábrica, lo que requirió el uso de sus calentadores internos para hervir el oxígeno después de una prueba previa al lanzamiento; lo que a su vez dañó el aislamiento eléctrico del cableado del ventilador porque los termostatos de los calentadores no cumplieron con el voltaje nominal requerido debido a una falta de comunicación del proveedor.
La tripulación de la Soyuz 11 murió el 30 de junio de 1971 por una combinación de fallos mecánicos; La tripulación sufrió asfixia debido a la descompresión de la cabina tras la separación de su cápsula de descenso del módulo de servicio. Una válvula de ventilación de la cabina se había abierto de golpe a una altitud de 168 kilómetros (104 millas) por el impacto más fuerte de lo esperado de los pernos de separación explosivos, que estaban diseñados para disparar secuencialmente, pero que en realidad habían disparado simultáneamente. La pérdida de presión se volvió fatal en unos 30 segundos. [95]
Hasta diciembre de 2015 [update], 23 miembros de la tripulación han muerto en accidentes a bordo de naves espaciales. Más de 100 personas más han muerto en accidentes durante actividades directamente relacionadas con vuelos espaciales o pruebas.
"Básicamente otorgamos el premio en base a las propuestas que nos dieron", dijo Kathy Lueders, directora del programa de tripulación comercial de la NASA, en una teleconferencia con periodistas después del anuncio. "Ambos contratos tienen los mismos requisitos. Las empresas propusieron el valor dentro del cual podrían realizar la obra y el gobierno lo aceptó".
[la] parte de la nave espacial del BFR, que transportaría personas en vuelos suborbitales de punto a punto o en misiones a la Luna o Marte, se probará primero en la Tierra en una serie de saltos cortos.
... una nave a gran escala que realiza saltos cortos de unos pocos cientos de kilómetros de altitud y distancia lateral ... bastante fácil para el vehículo, ya que no se necesita escudo térmico, podemos tener una gran cantidad de propulsor de reserva y no necesitamos la alta relación de área, motores Raptor de espacio profundo.
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