El módulo de actividad expandible Bigelow ( BEAM ) es un módulo de estación espacial expandible experimental desarrollado por Bigelow Aerospace , bajo contrato con la NASA, para pruebas como módulo temporal en la Estación Espacial Internacional (ISS) desde 2016 hasta como máximo 2028, cuando el contrato no se puede extender más. Llegó a la ISS el 10 de abril de 2016, [6] fue atracado en la estación el 16 de abril de 2016, y fue expandido y presurizado el 28 de mayo de 2016. Aunque originalmente se planeó que fuera una prueba de dos años, ha superado las expectativas y se utiliza como almacenamiento de carga adicional. El módulo es propiedad de la NASA después de que Bigelow Aerospace suspendiera sus operaciones en 2021.
La NASA consideró originalmente la idea de los hábitats inflables en la década de 1960 y desarrolló el concepto del módulo inflable TransHab a fines de la década de 1990. El proyecto TransHab fue cancelado por el Congreso en 2000, [7] [8] [9] y Bigelow Aerospace compró los derechos de las patentes desarrolladas por la NASA para perseguir diseños de estaciones espaciales privadas. [10] En 2006 y 2007, Bigelow lanzó dos módulos de demostración a la órbita terrestre, Genesis I y Genesis II . [11] [12]
La NASA reinició el análisis de la tecnología de módulos expandibles para una variedad de misiones potenciales a principios de 2010. [13] [14] Se consideraron varias opciones, incluida la adquisición del proveedor comercial Bigelow Aerospace, para proporcionar lo que en 2010 se propuso que fuera un módulo de almacenamiento en forma de toro para la Estación Espacial Internacional . Una aplicación del diseño toroidal BEAM fue como una demostración de centrífuga que precedió a futuros desarrollos del vehículo conceptual de exploración multimisión Nautilus-X de la NASA. [15] En enero de 2011, Bigelow proyectó que el módulo BEAM podría construirse y estar listo para volar 24 meses después de que se asegurara un contrato de construcción. [16]
El 20 de diciembre de 2012, la NASA adjudicó a Bigelow Aerospace un contrato de 17,8 millones de dólares para construir el Módulo de Actividad Expandible Bigelow (BEAM) en el marco del Programa de Sistemas de Exploración Avanzada (AES) de la NASA. [17] [18] Sierra Nevada Corporation construyó el Mecanismo de Atraque Común de 2 millones de dólares en virtud de un contrato de precio fijo de 16 meses adjudicado en mayo de 2013. [19] Los planes de la NASA hechos públicos a mediados de 2013 preveían una entrega del módulo a la ISS en 2015. [19]
En 2013, se planeó que al final de la misión BEAM, se retiraría de la ISS y se quemaría durante el reingreso. [20]
Durante un evento de prensa el 12 de marzo de 2015, en las instalaciones de Bigelow Aerospace en North Las Vegas, Nevada , se mostró a los medios la unidad de vuelo de la ISS completa, compactada y con dos accesorios de agarre Canadarm2 adjuntos. [21]
En diciembre de 2021, Bigelow transfirió la propiedad de BEAM al Centro Espacial Johnson de la NASA. [22] Con el cese de las actividades de Bigelow Aerospace, la NASA contrató a ATA Engineering, un antiguo subcontratista de Bigelow, para brindar apoyo de ingeniería en BEAM. [23]
A principios de 2015, se programó el despliegue de BEAM en el siguiente vehículo de transporte disponible para la ISS, SpaceX CRS-8 , cuyo lanzamiento estaba previsto para septiembre de 2015. Debido a una falla del cohete durante el lanzamiento de SpaceX CRS-7 en junio de 2015, la entrega de BEAM se retrasó. [24] [25] El lanzamiento exitoso de SpaceX CRS-8 tuvo lugar el 8 de abril de 2016, [26] y el vehículo de carga Dragon fue atracado en el puerto nadir del nodo Harmony el 10 de abril de 2016. [27] El 16 de abril de 2016, el astronauta británico Tim Peake extrajo BEAM del maletero de Dragon usando Canadarm2 y lo instaló en el puerto de popa del nodo Tranquility . [28]
El primer intento de inflado del módulo tuvo lugar el 26 de mayo de 2016, y se suspendió después de que se detectara una presión de aire más alta de lo esperado dentro de BEAM con una expansión mínima del módulo. [29] El intento se dio por terminado después de dos horas. [30] El fracaso en expandirse y desplegarse puede ser el resultado de la demora imprevista de 10 meses en el inflado del módulo, que puede haber causado que las capas de tela se pegaran. [29] El módulo se expandió el 28 de mayo de 2016 en el transcurso de siete horas, con aire inyectado 25 veces durante un total de 2 minutos y 27 segundos. [31] Su longitud se extendió 170 cm (67 pulgadas) desde su configuración replegada, 2,5 cm (0,98 pulgadas) menos de lo esperado. [32] Después de que se completó la expansión, los tanques de aire a bordo de BEAM se abrieron para igualar la presión del aire en el módulo con la de la ISS. [33] El módulo originalmente iba a ser monitoreado durante dos años. [32] [33]
El 6 de junio de 2016, el astronauta Jeff Williams y el cosmonauta Oleg Skripochka abrieron la escotilla de BEAM y entraron para recoger una muestra de aire, descargar datos de expansión de los sensores e instalar el equipo de monitoreo. La escotilla de BEAM se volvió a sellar el 8 de junio de 2016 después de tres días de pruebas. [34] [35] Una segunda ronda de pruebas tuvo lugar el 29 de septiembre de 2016, cuando la astronauta Kathleen Rubins entró en el módulo para instalar el equipo de monitoreo temporal. [36]
En mayo de 2017, la NASA señaló que, tras pasar un año en el espacio, la instrumentación BEAM había registrado "algunos impactos probables de restos de micrometeoroides", pero que las capas protectoras del módulo habían resistido la penetración. Los primeros resultados de los monitores en el interior del módulo han demostrado que los niveles de radiación cósmica galáctica son comparables a los del resto de la estación espacial. Pruebas posteriores intentarán caracterizar si la estructura inflable es más resistente a la radiación que los módulos metálicos tradicionales. [37] [38]
En octubre de 2017, se anunció que el módulo permanecería conectado a la ISS hasta 2020, con opciones para dos extensiones más de un año. El módulo se utilizará para almacenar hasta 130 bolsas de transferencia de carga para liberar espacio a bordo de la estación. [39] La tripulación de la ISS comenzó a trabajar en noviembre de 2017 para preparar BEAM para su uso como espacio de almacenamiento. [40]
En julio de 2019, una evaluación de ingeniería certificó la capacidad de BEAM para permanecer conectado a la estación hasta 2028, ya que ha superado las expectativas de rendimiento y se ha convertido en un módulo de almacenamiento de carga central en la estación con limitaciones de volumen. Se requerirá una extensión del contrato para permitir que BEAM cumpla su vida útil operativa extendida. [41]
Con la suspensión de todas las actividades en Bigelow Aerospace, el desarrollo de BEAM ha finalizado. El soporte de ingeniería pasó al subcontratista de Bigelow, ATA Engineering, en 2022, que no continuará con el desarrollo. [42]
BEAM es un programa experimental cuyo objetivo es probar y validar la tecnología de hábitat expandible. [43] Si BEAM tiene un desempeño favorable, podría conducir al desarrollo de estructuras habitables expandibles para futuras tripulaciones que viajen al espacio profundo. [44] El período de demostración de dos años permitirá: [43] [45]
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BEAM está compuesto por dos mamparos metálicos, una estructura de aluminio y múltiples capas de tela blanda con espaciado entre capas, protegiendo un sistema interno de retención y vejiga; [46] no tiene ventanas ni energía interna. [47] El módulo se expandió aproximadamente un mes después de ser conectado por su mecanismo de atraque común a la estación espacial. Se infló desde sus dimensiones empaquetadas de 2,16 m (7 pies 1 pulgada) de largo y 2,36 m (7 pies 9 pulgadas) de diámetro a sus dimensiones presurizadas de 4,01 m (13,2 pies) de largo y 3,23 m (10,6 pies) de diámetro. [5] El módulo tiene una masa de 1.413 kg (3.115 lb), [4] y su presión interior es de 101,3 kPa (14,69 psi), la misma que en el interior de la ISS. [48]
Las dimensiones internas de BEAM proporcionan 16,0 m3 ( 570 pies cúbicos) de volumen donde un miembro de la tripulación ingresará al módulo tres o cuatro veces al año para recolectar datos de sensores, realizar muestreos de superficie microbiana, realizar cambios periódicos de los monitores del área de radiación e inspeccionar el estado general del módulo. [49] [46] La escotilla del módulo permanecerá cerrada. [50] Su interior se describe como "un gran armario con paredes blancas acolchadas", con varios equipos y sensores unidos a dos soportes centrales. [51]
Los materiales de construcción flexibles similares al Kevlar son patentados. [52] [53] Se espera que las múltiples capas de tela flexible y espuma de polímero de vinilo de celda cerrada [54] en la carcasa estructural BEAM brinden protección contra impactos (ver escudo Whipple ) así como protección contra la radiación , pero los cálculos del modelo deben validarse con mediciones reales. [46]
En un estudio de la NASA de 2002, se sugirió que los materiales que tienen un alto contenido de hidrógeno, como el polietileno , pueden reducir la radiación primaria y secundaria en mayor medida que los metales, como el aluminio. [55] El polímero de vinilo también se puede utilizar en laboratorios y otras aplicaciones para prendas de protección contra la radiación. [56]
En 2013, Bigelow mencionó un concepto para construir un segundo módulo BEAM para su uso como esclusa de aire en su planificada Estación Espacial Comercial Bigelow . La naturaleza inflable del módulo proporcionaría espacio para que hasta tres tripulantes o turistas pudieran realizar caminatas espaciales simultáneamente, en comparación con el máximo de dos que pueden operar fuera de la ISS. [57]
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