Los vuelos espaciales tripulados (también denominados vuelos espaciales tripulados ) son vuelos espaciales con tripulación o pasajeros a bordo de una nave espacial , a menudo 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 los vuelos espaciales se denominan astronautas (estadounidenses u otros), cosmonautas (rusos) o taikonautas (chinos); y los no profesionales se denominan participantes de vuelos espaciales o viajeros espaciales . [1]
El primer ser humano en viajar al espacio fue el cosmonauta soviético Yuri Gagarin , que 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 Mercury . Los seres humanos viajaron a la Luna nueve veces entre 1968 y 1972 como parte del programa Apolo de los Estados Unidos , y han tenido una presencia continua en el espacio durante 23 años y 364 días en la Estación Espacial Internacional (ISS). [2] El 15 de octubre de 2003, el primer taikonauta chino, Yang Liwei , viajó al espacio como parte de la Shenzhou 5 , el primer vuelo espacial humano chino. A partir de marzo de 2024, los seres humanos no han viajado más allá de la órbita baja de la Tierra desde la misión lunar Apolo 17 en diciembre de 1972.
En la actualidad, Estados Unidos, Rusia y China son los únicos países con programas públicos o comerciales capaces de realizar 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 de tripulación orbital comercial fue realizado por SpaceX en mayo de 2020, transportando astronautas de la NASA a la ISS bajo un contrato del gobierno de los Estados Unidos. [3]
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La capacidad de realizar 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 lanzamiento de armas nucleares y produjeron cohetes lo suficientemente grandes como para ser adaptados para transportar los primeros satélites artificiales a la órbita baja de la Tierra .
Después de que la Unión Soviética lanzara los primeros satélites en 1957 y 1958, Estados Unidos comenzó a trabajar en el Proyecto Mercury , con el objetivo de poner hombres en órbita. La URSS perseguía 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 sola 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 North American X-15 ( 90 y 91 , pilotados por Joseph A. Walker ), que superaron la línea de Kármán , la altitud de 100 kilómetros (62 millas) utilizada por la Fédération Aéronautique Internationale (FAI) para denotar el borde del espacio.
En 1961, el presidente estadounidense John F. Kennedy aumentó las apuestas de la carrera espacial al establecer el objetivo de aterrizar un hombre en la Luna y regresar sano y salvo a la Tierra para fines de la década de 1960. [5] Ese mismo año, Estados Unidos comenzó el programa Apolo de lanzamiento de cápsulas de tres hombres sobre la familia de vehículos de lanzamiento Saturno . En 1962, Estados Unidos comenzó el Proyecto Gemini , que voló 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 vuelo espacial orbital estadounidenses para ser utilizadas durante la misión a la Luna. [6]
Mientras tanto, la URSS permaneció en 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 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 terminado. Los vuelos Gemini de EE. UU. no lograron la primera caminata espacial, pero superaron el liderazgo soviético inicial al realizar varias caminatas espaciales, resolviendo el problema de la fatiga de los astronautas causada por compensar la falta de gravedad, demostrando la capacidad de los humanos para soportar dos semanas en el espacio y realizando el 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 logró el objetivo de Kennedy al aterrizar Neil Armstrong y Buzz Aldrin en la Luna el 21 de julio y regresar a salvo 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 condujeron vehículos eléctricos en la superficie. La tripulación del Apolo 13 ( Jim Lovell , Jack Swigert y Fred Haise) sobrevivió a una falla de la nave espacial en vuelo, sobrevolaron la Luna sin aterrizar y regresaron a salvo a la Tierra.
Durante este tiempo, la URSS persiguió en secreto programas tripulados de órbita y aterrizaje lunar . 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 suspendieron sus programas lunares en 1974. [7] Al perder la carrera lunar, se concentraron en el desarrollo de estaciones espaciales , utilizando la Soyuz como transbordador para llevar cosmonautas hacia y desde las estaciones. Comenzaron con una serie de estaciones de salida Salyut desde 1971 hasta 1986.
En 1969, Nixon nombró a su vicepresidente, Spiro Agnew , para dirigir un grupo de trabajo espacial que recomendara programas de vuelos espaciales tripulados posteriores a 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 combustible interno que quemaba hidrógeno líquido, lanzado con una etapa de refuerzo similar, pero más grande, propulsada por queroseno , cada una equipada con motores a reacción que respiraban aire para regresar con motor a una pista en el sitio de lanzamiento del Centro Espacial Kennedy . Otros componentes del sistema incluían una estación espacial modular permanente; un remolcador espacial reutilizable ; y un transbordador interplanetario nuclear , lo que llevó a una expedición humana a Marte en 1986 o en 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 todas las propuestas excepto el transbordador, 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 tripulado por dos propulsores de combustible sólido reutilizables , y el orbitador más pequeño usaría un tanque de combustible externo descartable para alimentar sus motores principales alimentados con hidrógeno . El orbitador tendría que hacer aterrizajes sin motor.
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En 1973, Estados Unidos lanzó la misión Skylab a la estación espacial y la habitó durante 171 días con tres tripulaciones a bordo de una nave espacial Apolo. Durante ese tiempo, el presidente Richard Nixon y el secretario general soviético Leonid Brezhnev estaban negociando una distensión de las tensiones de la Guerra Fría conocida como distensión . Durante la distensión, negociaron el programa Apolo-Soyuz , en el que una nave espacial Apolo que llevaría 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 fue puramente simbólico.
Las dos naciones continuaron compitiendo en lugar de cooperar en el espacio, mientras Estados Unidos se dedicaba al desarrollo del transbordador espacial y a la planificación de la estación espacial, que se denominó Libertad . La URSS lanzó tres estaciones de salida militares Almaz entre 1973 y 1977, camufladas como Salyuts. A Salyut le siguió el desarrollo de Mir , la primera estación espacial modular y semipermanente, cuya construcción se llevó a cabo entre 1986 y 1996. Mir orbitaba a una altitud de 354 kilómetros (191 millas náuticas), con una inclinación orbital de 51,6°. Estuvo ocupada durante 4.592 días y realizó una reentrada controlada en 2001.
El transbordador espacial comenzó a volar en 1981, pero el Congreso de los Estados Unidos no aprobó 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 7 astronautas el 28 de enero de 1986. De 1983 a 1998, veintidós vuelos del transbordador transportaron componentes para una estación espacial de la Agencia Espacial Europea llamada Spacelab en la bahía de carga útil del transbordador. [8]
La URSS copió el transbordador espacial reutilizable de los EE. UU. , al que llamaron orbitador de clase Buran o simplemente Buran , que fue diseñado para ser lanzado a órbita por el cohete desechable 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, usaba motores de cohetes más pequeños para realizar su inserción orbital final. Un solo vuelo de prueba orbital no tripulado tuvo lugar en noviembre de 1988. Se planeó un segundo vuelo de prueba para 1993, pero el programa se canceló debido a la falta de financiación y la disolución de la Unión Soviética en 1991. Dos orbitadores más nunca se completaron, y el que realizó el vuelo sin tripulación fue destruido en un colapso del techo del 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 conocerse como la Corporación Estatal Roscosmos . El Programa Shuttle-Mir incluía transbordadores espaciales estadounidenses que visitaban la estación espacial Mir , cosmonautas rusos que volaban en el transbordador y un astronauta estadounidense que volaba a bordo de una nave espacial Soyuz para expediciones de larga duración a bordo de la Mir .
En 1993, el presidente Bill Clinton consiguió la cooperación de Rusia para convertir la Estación Espacial Libertad 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 tenían como objetivo ayudar a ensamblar, abastecer y tripular la ISS. Rusia ha construido la mitad de la Estación Espacial Internacional y ha continuado su cooperación con los EE. UU.
China fue la tercera nación del mundo, después de la URSS y los Estados Unidos, en enviar humanos al espacio. Durante la carrera espacial entre las dos superpotencias, que culminó con el aterrizaje de humanos en la Luna a bordo 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 Proyecto 714, de alto secreto, cuyo objetivo era enviar 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 , estaba diseñada para llevar una tripulación de dos personas. El programa se canceló oficialmente el 13 de mayo de 1972 por razones económicas.
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 vuelo espacial tripulado independiente, China desarrolló la nave espacial Shenzhou y el cohete Long March 2F dedicados a los vuelos espaciales tripulados en los siguientes años, junto con infraestructuras críticas como un nuevo sitio de lanzamiento y un centro de control de vuelo que se estaban construyendo. La primera nave espacial no tripulada, Shenzhou 1 , se lanzó el 20 de noviembre de 1999 y se recuperó al día siguiente, lo que marcó el primer paso en la realización de la capacidad de vuelo espacial tripulado de China. Se llevaron a cabo tres misiones más sin tripulación en los siguientes años para verificar las tecnologías clave. El 15 de octubre de 2003, Shenzhou 5 , la primera misión de vuelo espacial tripulado 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 lanzar un ser humano a la órbita de forma independiente. [9]
El objetivo de la segunda fase del CMS era lograr avances tecnológicos en actividades extravehiculares (EVA, o caminata espacial), encuentros espaciales y acoplamiento para apoyar actividades humanas a corto plazo en el espacio. [10] El 25 de septiembre de 2008, durante el vuelo de Shenzhou 7 , Zhai Zhigang y Liu Boming completaron la primera 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 astronauta femenina de China, Liu Yang . [13]
En septiembre de 2016, se lanzó a órbita la Tiangong 2 , un laboratorio espacial con funciones y equipos más avanzados que la Tiangong 1. Un mes después, se lanzó la Shenzhou 11 y se acopló a la Tiangong 2. Dos astronautas ingresaron a la Tiangong 2 y permanecieron estacionados durante unos 30 días, verificando la viabilidad de la estadía de mediano plazo de los astronautas en el espacio. [14] En abril de 2017, la primera nave espacial de carga de China, la Tianzhou 1, se acopló a la Tiangong 2 y completó múltiples pruebas de reabastecimiento de combustible en órbita, lo que marcó la finalización exitosa de la segunda fase del CMS. [14]
La tercera fase del 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 la órbita por el cohete más poderoso de China, Long March 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 estadía a largo plazo de los astronautas chinos en el espacio.
Según el anuncio de CMS, todas las misiones de la Estación Espacial Tiangong están programadas para llevarse a cabo a fines de 2022. [17] Una vez que se complete la construcción, Tiangong entrará en la fase de aplicación y desarrollo, que durará no menos de 10 años. [17]
La Agencia Espacial Europea comenzó a desarrollar el transbordador espacial Hermes en 1987, que se lanzaría en el vehículo de lanzamiento desechable Ariane 5. Su propósito era acoplarse a la estación espacial europea Columbus . Los proyectos se cancelaron en 1992 cuando quedó claro que no se podrían alcanzar los objetivos de costo ni de rendimiento. Nunca se construyó ningún transbordador Hermes. La estación espacial Columbus fue reconfigurada como el módulo europeo del mismo nombre en la Estación Espacial Internacional. [18]
En la década de 1980 , Japón ( NASDA ) comenzó a desarrollar el transbordador espacial experimental HOPE-X , que se lanzaría en su vehículo de lanzamiento desechable H-IIA . Una serie de fracasos en 1998 condujo a reducciones de financiación y a la cancelación del proyecto en 2003 en 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 H-II Transfer Vehicle . Como alternativa a HOPE-X, NASDA propuso en 2001 la cápsula tripulada Fuji para vuelos independientes o a la ISS, pero el proyecto no llegó a la etapa de contratación. [ cita requerida ]
Entre 1993 y 1997, la Sociedad Japonesa de Cohetes [ja] , Kawasaki Heavy Industries y Mitsubishi Heavy Industries trabajaron en el sistema de lanzamiento reutilizable de una sola etapa con despegue y aterrizaje vertical Kankoh-maru . En 2005, este sistema fue propuesto para el turismo espacial. [19]
Según un comunicado de prensa de la Agencia de Noticias Iraquí del 5 de diciembre de 1989, sólo se realizó una prueba del cohete espacial Al-Abid , que Irak pretendía utilizar para desarrollar sus propias instalaciones espaciales tripuladas a finales de siglo. Estos planes se vieron frustrados por la Guerra del Golfo de 1991 y las dificultades económicas que le siguieron. [ cita requerida ]
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Bajo la administración de George W. Bush, el programa Constellation incluyó planes para retirar el programa del transbordador espacial y reemplazarlo con la capacidad de vuelo espacial más allá de la órbita baja terrestre. En el presupuesto federal de los Estados Unidos de 2011 , la administración Obama canceló Constellation por exceder el presupuesto y estar atrasado, mientras que no innovaba ni invertía en nuevas tecnologías críticas. [20] Como parte del programa Artemis , la NASA está desarrollando la nave espacial Orion que será lanzada por el Sistema de Lanzamiento Espacial . Bajo el plan de Desarrollo de Tripulación Comercial , la NASA depende de los servicios de transporte proporcionados por el sector privado para alcanzar la órbita baja terrestre, como SpaceX Dragon 2 , Boeing Starliner o Dream Chaser de Sierra Nevada Corporation . El período entre el retiro del transbordador espacial en 2011 y el primer lanzamiento al espacio del vuelo VP-03 de 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 un comité presidencial Blue Ribbon lo denomina la brecha de los vuelos espaciales tripulados en Estados Unidos.
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Desde principios de la década de 2000, se han llevado a cabo diversas iniciativas privadas de vuelos espaciales . En mayo de 2021, SpaceX ha lanzado humanos a la órbita, mientras que Virgin Galactic ha lanzado tripulaciones a una altura superior a los 80 km (50 mi) en una trayectoria suborbital. [21] Varias otras empresas, incluidas Blue Origin y Sierra Nevada, desarrollan naves espaciales tripuladas. Las cuatro empresas planean transportar pasajeros comerciales en el emergente mercado del turismo espacial . [ cita requerida ]
SpaceX ha desarrollado la Crew Dragon que volará en el Falcon 9. Lanzó por primera vez astronautas a la órbita y a la ISS en mayo de 2020 como parte de la misión Demo-2 . Desarrollada como parte del programa de desarrollo de tripulaciones comerciales de la NASA , la cápsula también está disponible para vuelos con otros clientes. Una primera misión turística, Inspiration4 , se lanzó en septiembre de 2021. [22]
Boeing desarrolló 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. Se lanzó un segundo intento de vuelo sin tripulación en mayo de 2022. [24] Se lanzó un vuelo tripulado para certificar completamente Starliner en junio de 2024. [25] Al igual que 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 destinada al mercado del turismo espacial . Llegó al espacio en diciembre de 2018. [21]
Blue Origin se encuentra en un programa de pruebas de varios años de su vehículo New Shepard y ha llevado a cabo 16 vuelos de prueba sin tripulación hasta septiembre de 2021, y un vuelo tripulado que transportó al fundador Jeff Bezos , su hermano Mark Bezos , el aviador Wally Funk y Oliver Daemen , de 18 años , el 20 de julio de 2021. [ cita requerida ]
A lo largo de las décadas, se han propuesto varias naves espaciales para viajes de pasajeros en aviones de pasajeros. De manera similar a los viajes en avión de pasajeros desde mediados del siglo XX, estos vehículos están pensados para transportar grandes cantidades de pasajeros a destinos en el espacio o en la Tierra mediante vuelos espaciales suborbitales . Hasta la fecha, no se ha construido ninguno de estos conceptos, aunque algunos vehículos que transportan menos de 10 personas se encuentran actualmente en la fase de vuelo de prueba de su proceso de desarrollo. [ cita requerida ]
Un gran concepto de nave espacial que actualmente se encuentra en desarrollo temprano es el SpaceX Starship , que, además de reemplazar 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 más de 100 personas suborbitalmente entre dos puntos en menos de una hora, también conocido como "Tierra a Tierra". [28] [29] [30]
Durante la última década, aproximadamente, se han estado desarrollando naves espaciales suborbitales de pequeño tamaño o de cápsulas pequeñas; a fecha de 2017 , al menos una[update] de cada tipo se encuentra en desarrollo. Tanto Virgin Galactic como Blue Origin tienen naves en desarrollo activo : la nave espacial SpaceShipTwo y la cápsula New Shepard , respectivamente. Ambas 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 la nave espacial monoplaza 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 no espaciales se han asegurado a través del derecho espacial internacional , declarando que el espacio es " provincia de toda la humanidad ", aunque el hecho de que toda la humanidad comparta el espacio a veces se critica por imperialista y deficiente. [34] Además de la falta de inclusión internacional, también ha faltado la inclusión de las mujeres y las 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], de la UAI .
La primera mujer en ingresar 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 podían ingresar a esta carrera, lo que es una de las razones de la demora 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 los Estados Unidos. Desde entonces, otros once países han permitido mujeres astronautas. La primera caminata espacial exclusivamente femenina ocurrió en 2018, por 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 planeada para 2024.
A pesar de estos avances, las mujeres siguen estando subrepresentadas entre los astronautas y, especialmente, entre los cosmonautas. Más de 600 personas han volado al espacio, pero sólo 75 han sido mujeres. [37] Entre los problemas que impiden a las posibles candidatas acceder a los programas y limitan las misiones espaciales a las que pueden acceder se encuentran, por ejemplo:
Sally Ride se convirtió en la primera mujer estadounidense en el espacio, en 1983. Eileen Collins fue la primera mujer piloto del transbordador espacial, y con la misión STS-93 en 1999 se convirtió en la primera mujer en comandar una nave espacial estadounidense.
Durante muchos años, la URSS (posteriormente Rusia) y los Estados Unidos fueron los únicos países cuyos astronautas volaron al espacio. Eso terminó con el vuelo de Vladimir Remek en 1978. A partir de 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 humanos han sido llevados a cabo por la Unión Soviética, la Federación Rusa, los Estados Unidos, China continental y por compañías privadas de vuelos espaciales estadounidenses.
Los siguientes vehículos espaciales y puertos espaciales se utilizan actualmente para el lanzamiento de vuelos espaciales tripulados:
Las siguientes estaciones espaciales se mantienen actualmente en órbita terrestre para ocupación humana:
La mayor parte del tiempo, 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 que están a bordo de Tiangong, que generalmente tiene una tripulación de 3 personas.
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 han denominado anteriormente "misiones espaciales tripuladas", aunque este ya no es el lenguaje oficial según las guías de estilo de la NASA, que exigen un lenguaje neutro en cuanto al género . [43]
En el marco del Programa Indio de Vuelos Espaciales Humanos , India tenía previsto enviar humanos al espacio en su vehículo orbital Gaganyaan antes de agosto de 2022, pero se ha retrasado 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 llevar una tripulación de dos o tres personas a la órbita terrestre baja (LEO) para un vuelo de 3 a 7 días en una nave espacial en un cohete LVM 3 y regresarlos de forma 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 de forma independiente al espacio antes del 75º aniversario de la independencia en 2022. [46] En 2019, la 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 dos o tres miembros de la tripulación a una órbita terrestre baja de unos 300 km (190 millas) y traerlos de vuelta a casa sanos y salvos. [47]
Desde 2008, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ha desarrollado la nave espacial tripulada basada en la nave de transferencia H-II y el pequeño laboratorio espacial basado en el módulo experimental japonés Kibō .
La NASA está desarrollando un plan para que los humanos aterricen en Marte en la década de 2030. El primer paso ha comenzado con Artemis I en 2022, enviando una nave espacial Orión 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 un objetivo final de aterrizar en Marte. La etapa superior del sistema Starship, también llamado Starship, ha tenido 9 vuelos de prueba atmosféricos hasta septiembre de 2021. El primer vuelo de prueba del sistema de dos etapas totalmente integrado ocurrió en abril de 2023. Se está desarrollando una versión modificada de Starship para el programa Artemis .
Varios otros países y agencias espaciales han anunciado y comenzado programas de vuelos espaciales tripulados utilizando equipos y tecnología desarrollados localmente, incluidos Japón ( JAXA ), Irán ( ISA ) y Corea del Norte ( NADA ). Los planes para la nave espacial tripulada iraní son para 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.
Existen dos fuentes principales de peligro en los vuelos espaciales: las que se deben al entorno espacial hostil y las que se deben a posibles averías en los equipos. Abordar estas cuestiones es de gran importancia para la NASA y otras agencias espaciales antes de llevar a cabo las primeras misiones tripuladas prolongadas 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 están 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 médico si se produce una emergencia médica. Es posible que tengan que depender durante largos períodos de tiempo de recursos limitados y de asesoramiento médico desde la Tierra.
La posibilidad de ceguera y pérdida ósea se ha asociado con los vuelos espaciales humanos . [56] [57]
El 31 de diciembre de 2012, un estudio apoyado por la NASA informó que los vuelos espaciales pueden dañar los cerebros 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 riesgos 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 la estructura del cerebro en los astronautas que habían realizado viajes espaciales . Los astronautas en viajes espaciales más largos se vieron afectados por mayores cambios cerebrales. [63] [64]
En 2018, los investigadores informaron, después de detectar la presencia en la Estación Espacial Internacional (ISS) de cinco cepas bacterianas de Enterobacter bugandensis , ninguna de ellas patógena para los humanos, que los microorganismos en la ISS deberían ser monitoreados cuidadosamente para asegurar un ambiente saludable para los astronautas . [65] [66]
En marzo de 2019, la NASA informó que los virus latentes en los humanos podrían activarse durante las misiones espaciales, lo que posiblemente añadiría más riesgo a 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 de Inspiration4 en el SpaceX Dragon 2. Se descubrió que la señal de alarma estaba asociada a un aparente mal funcionamiento del inodoro. [68]
Los datos médicos de astronautas que estuvieron en órbitas terrestres bajas durante períodos prolongados, 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 reducción de la capacidad aeróbica. Con el tiempo, estos efectos de desacondicionamiento pueden perjudicar el rendimiento de los astronautas o aumentar su riesgo de lesiones. [69]
En un entorno sin gravedad, los astronautas casi no ponen peso sobre los músculos de la espalda o de las piernas que se utilizan para mantenerse de pie, lo que hace que los músculos se debiliten y se hagan más pequeños. Los astronautas pueden perder hasta el veinte por ciento de su masa muscular en vuelos espaciales que duran entre cinco y once días. La consiguiente pérdida de fuerza podría ser un problema grave en caso de un aterrizaje de emergencia. [70] Al regresar a la Tierra de vuelos de larga duración , los astronautas están considerablemente debilitados y no se les permite conducir un automóvil durante veintiún días. [71]
Los astronautas que experimentan ingravidez a menudo pierden su orientación, se marean y pierden su sentido de la orientación a medida que sus cuerpos intentan acostumbrarse a un entorno sin gravedad. 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 solo empeoran cuanto más tiempo se expongan a la ingravidez. [72] Estos cambios pueden afectar la capacidad para realizar tareas necesarias para la aproximación y el aterrizaje, el atraque, la manipulación remota y las emergencias que pueden ocurrir durante el aterrizaje. [73]
Además, después de largas misiones de vuelo espacial , los astronautas varones pueden experimentar graves problemas de visión , lo que puede ser una preocupación importante para futuras misiones de vuelo 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 un blindaje adecuado, las tripulaciones de misiones más allá de la órbita baja terrestre podrían estar en riesgo por los protones de alta energía emitidos por los eventos de partículas solares (SPE) asociados con las erupciones solares . Si se estima correctamente, la cantidad de radiación a la que estarían expuestos los astronautas de una tormenta solar similar a la del más poderoso de la historia registrada, el Evento Carrington , provocaría al menos una enfermedad aguda por radiación , e incluso podría ser fatal "en una nave espacial mal protegida". [82] [ se necesita una 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 los astronautas que estuvieron expuestos a ella sufrieran una enfermedad aguda por radiación, e incluso puede haber sido letal para quienes realizaban actividades extravehiculares o en la superficie lunar. [84]
Otro tipo de radiación, los rayos cósmicos galácticos , plantean desafíos adicionales para los vuelos espaciales humanos más allá de la órbita terrestre baja. [85]
También existe cierta preocupación científica por la posibilidad de que los vuelos espaciales prolongados reduzcan la capacidad del cuerpo para protegerse contra las enfermedades, [86] lo que da como resultado un sistema inmunológico debilitado y la activación de virus latentes en el cuerpo. La radiación puede causar consecuencias tanto a corto como a 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 más virus activos en el cuerpo pueden conducir a 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 claustrofobia y otros problemas psicológicos pueden ocurrir con más frecuencia 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 forma de prevenir o reducir los problemas mentales causados por períodos prolongados de estadía en el espacio.
Debido a estos trastornos mentales, la eficiencia del trabajo de los astronautas se ve afectada; y a veces son llevados de regreso a la Tierra, incurriendo en el gasto de que su misión sea abortada. [90] Una expedición rusa al espacio en 1976 fue devuelta 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 fuga ni mal funcionamiento 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 el vuelo espacial, los astronautas se encuentran en un entorno extremo. Esto, y el hecho de que se produzcan pocos cambios en el entorno, provocará el debilitamiento de la información sensorial que reciben los siete sentidos de los astronautas.
Los vuelos espaciales requieren velocidades mucho mayores que el transporte terrestre o aéreo y, en consecuencia, requieren el uso de propulsores de alta densidad energética 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 de la Tierra.
Dado que los cohetes tienen el potencial de incendiarse o causar una 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 llevar rápidamente la cápsula lejos del vehículo de lanzamiento (empleado en Mercury , Apollo y Soyuz , la torre de escape se descarta en algún momento después del lanzamiento, en un punto donde se puede realizar un aborto usando los motores de la nave espacial), o bien asientos eyectables (empleados en Vostok y Gemini ) para sacar a los astronautas de la cápsula y alejarlos para aterrizajes individuales en paracaídas.
Este sistema de escape de lanzamiento no siempre es práctico para vehículos con varios miembros de tripulación (en particular, aviones espaciales ), dependiendo de la ubicación de la(s) escotilla(s) de salida. Cuando la cápsula Vostok de una sola escotilla fue modificada para convertirse en la Voskhod para 2 o 3 personas , el asiento eyectable para un solo cosmonauta no pudo usarse y no se agregó ningún sistema de torre de escape. Los dos vuelos de la Voskhod en 1964 y 1965 evitaron accidentes en el lanzamiento. El transbordador espacial llevaba asientos eyectables y escotillas de escape para su piloto y copiloto en los primeros vuelos; pero estos no podían usarse para los pasajeros que se sentaran debajo de la cabina de vuelo en vuelos posteriores, por lo que se suspendieron.
Solo ha habido dos abortos en pleno 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 del lanzamiento se hubiera desechado cuando la segunda etapa agotada 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 de manera segura. El segundo ocurrió el 11 de octubre de 2018 con el lanzamiento de la Soyuz MS-10 . Nuevamente, ambos miembros de la tripulación sobrevivieron.
El primer uso de un sistema de escape en la plataforma de lanzamiento, antes del inicio de un vuelo tripulado, se produjo durante el lanzamiento previsto de la Soyuz T-10a el 26 de septiembre de 1983, que fue abortado por un incendio en el vehículo de lanzamiento 90 segundos antes del despegue. Los dos cosmonautas a bordo aterrizaron sanos y salvos.
La única víctima mortal de la tripulación durante el lanzamiento se produjo el 28 de enero de 1986, cuando el transbordador espacial Challenger se rompió 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 , lo que resultó en una explosión del combustible y la separación de los propulsores. Los siete miembros de la tripulación murieron.
Las tareas que se realizan fuera de una nave espacial requieren el uso de un traje espacial . A pesar del riesgo de fallos mecánicos al trabajar en el espacio abierto, no se han producido víctimas mortales durante las caminatas espaciales. Los astronautas que realizan caminatas espaciales suelen permanecer sujetos a la nave espacial con correas y, a veces, con anclajes adicionales. Se realizaron caminatas espaciales sin correas en tres misiones en 1984 utilizando la Unidad de Maniobra Tripulada y en una prueba de vuelo en 1994 del dispositivo de Ayuda Simplificada para Rescate en EVA (SAFER).
El piloto único 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, lo que provocó 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 a la atmósfera después de completar con éxito una misión en el espacio . Un escudo térmico reforzado con carbono-carbono en el borde de ataque del ala había resultado dañado por un trozo de espuma aislante del tanque externo congelado que se había desprendido y golpeado el ala durante el lanzamiento. Los gases calientes de reingreso entraron y destruyeron la estructura del ala, lo que provocó la desintegración del vehículo orbital .
Existen dos opciones básicas para crear una atmósfera artificial: una mezcla de oxígeno y un gas inerte como el nitrógeno o el helio, similar a la de la Tierra, u oxígeno puro, que se puede utilizar a una presión inferior a la atmosférica estándar. En la Estación Espacial Internacional y en la nave espacial Soyuz se utiliza una mezcla de nitrógeno y oxígeno, mientras que en los trajes espaciales para actividades extravehiculares se suele utilizar oxígeno puro a baja presión .
El uso de una mezcla de gases conlleva el riesgo de sufrir la enfermedad por descompresión (comúnmente conocida como "la enfermedad de la curva") al pasar de un entorno de oxígeno puro a otro. Se han producido casos de lesiones y muertes causadas por asfixia en presencia de demasiado nitrógeno y muy poco oxígeno.
Una atmósfera de oxígeno puro conlleva el riesgo de incendio. El diseño original de la nave espacial Apolo utilizaba oxígeno puro a una presión mayor que 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 Cabo Kennedy el 27 de enero de 1967, y se propagó rápidamente. La alta presión, aumentada por el fuego, impidió la extracción de la tapa de la escotilla de la puerta del enchufe 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, lo que hizo que la nave entrara en un peligroso giro que amenazó las vidas de Neil Armstrong y David Scott . Armstrong tuvo que apagar el sistema de control y utilizar el sistema de control de reentrada para detener el giro. La nave realizó una reentrada de emergencia y los astronautas aterrizaron de manera segura. Se determinó que la causa más probable fue un cortocircuito eléctrico debido a una descarga de electricidad estática , que hizo que el propulsor permaneciera encendido incluso cuando estaba apagado. El sistema de control se modificó para poner a cada propulsor en su propio circuito aislado.
La tercera expedición de aterrizaje lunar, Apolo 13 , en abril de 1970, fue abortada y las vidas de la tripulación —James Lovell , Jack Swigert y Fred Haise— se vieron amenazadas después de la falla de un tanque de oxígeno líquido criogénico en ruta a la Luna. El tanque explotó cuando se aplicó energía eléctrica a los ventiladores de agitación internos en el tanque, lo que provocó la pérdida inmediata de todo su contenido y también dañó el segundo tanque, lo que provocó la pérdida gradual de su oxígeno restante durante un período de 130 minutos. Esto a su vez provocó una pérdida de energía eléctrica proporcionada por las celdas de combustible a la nave espacial de comando . La tripulación logró regresar a la Tierra de manera segura utilizando la nave de aterrizaje lunar como un "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 cumplían con el voltaje requerido debido a una falta de comunicación del proveedor.
La tripulación de la Soyuz 11 murió el 30 de junio de 1971 debido a una combinación de fallas mecánicas; la tripulación se asfixió debido a la descompresión de la cabina después de la separación de su cápsula de descenso del módulo de servicio. Una válvula de ventilación de la cabina se abrió 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 dispararse secuencialmente, pero de hecho se dispararon simultáneamente. La pérdida de presión resultó 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 han muerto en accidentes durante actividades directamente relacionadas con los vuelos espaciales o las pruebas.
"Básicamente, hemos adjudicado el contrato basándonos en las propuestas que nos han hecho", dijo Kathy Lueders, directora del programa de tripulación comercial de la NASA, en una teleconferencia con periodistas tras el anuncio. "Ambos contratos tienen los mismos requisitos. Las empresas propusieron el valor dentro del cual podían realizar el trabajo 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 en la Tierra primero en una serie de saltos cortos. ... una nave a escala real 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 los motores Raptor de alta relación de área y espacio profundo.
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