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Buran ( en ruso : Буран , IPA: [bʊˈran] , lit. ' ventisca ' ; número de serie del índice GRAU : 11F35 1K , número de construcción: 1.01 ) fue el primer avión espacial que se produjo como parte del programa soviético/ruso Buran . Buran completó un vuelo espacial sin tripulación en 1988, y fue destruido en 2002 debido al colapso de su hangar de almacenamiento. [3] Los orbitadores de clase Buran usaban elcohete desechable Energia , una clase de vehículo de lanzamiento de carga superpesada . Además de describir el primer orbitador soviético/ruso operativo, "Buran" también era la designación para todo el proyecto de avión espacial soviético/ruso y sus artículos de vuelo, que se conocían como "orbitadores de clase Buran".
La construcción de la nave espacial Buran comenzó en 1980 y en 1984 se puso en servicio el primer orbitador a escala real. Más de 1.000 empresas de toda la Unión Soviética participaron en la construcción y el desarrollo. La nave espacial Buran se diseñó para ser lanzada a bordo del vehículo de carga superpesado de la Unión Soviética, Energia. El programa Buran finalizó en 1993. [4]
El orbitador Buran se construyó en torno a la estructura del avión, que era su componente estructural principal, ya que todos los demás componentes estaban unidos a ella. Los componentes necesarios para el vuelo representaban aproximadamente el 20% del peso del orbitador, mientras que otro 11% del peso lo añadían los sistemas de carga útil y las piezas desmontables. Las alas del orbitador contenían elevadores que podían desviarse desde +35° hasta -20°. [7]
La superficie inferior del orbitador Buran estaba cubierta con 38.600 placas de protección térmica de carbono-carbono diseñadas para soportar 100 reentradas. [8] [9] Estas placas eran muy similares a las del transbordador espacial estadounidense . [10] Las placas tenían un revestimiento de disiliciuro de molibdeno antioxidante . El revestimiento negro de las placas ayudaba a disipar el calor y, de manera similar a las placas utilizadas en el transbordador espacial, las placas Buran estaban pegadas al orbitador. Los lados de las placas térmicas que daban al orbitador se dejaron sin revestimiento para igualar la presión del material con el entorno, evitando cargas mecánicas adicionales. Había huecos deliberados entre las placas para permitir la expansión térmica. Los huecos se rellenaron con fibra de cuarzo , cuerda, elementos alcalinos, insertos y sellos de cepillo, y las placas también se impermeabilizaron. [8] [11]
Los orbitadores Buran y Space Shuttle estuvieron expuestos a temperaturas similares y ambos tenían niveles similares de aislamiento. En comparación con el transbordador espacial, Buran tenía una disposición de placas diferente en su parte inferior, en la que todos los espacios entre las placas de calor son paralelos o perpendiculares a la dirección del flujo de aire a través de la superficie inferior del orbitador. Esta disposición fue diseñada para reducir el calor entre las placas y en la capa límite entre las placas y la atmósfera, al mismo tiempo que ayuda a mantener un flujo de aire laminar alrededor del orbitador. [9] [8]
El módulo de tripulación era un compartimento presurizado, soldado y totalmente metálico que albergaba los lugares de trabajo de la tripulación, los sistemas de control y de soporte vital. Tenía tres cubiertas. La cubierta de vuelo, conocida como Compartimento de Mando (KO), era el espacio de trabajo de la tripulación y servía para acomodar los asientos del comandante, el piloto, el ingeniero y el especialista de misión, así como el operador del Sistema Manipulador de A bordo. La cubierta intermedia o Compartimento Habitacional (BO), servía como alojamiento y dormitorio para la tripulación. Contenía armarios, una cocina, sacos de dormir y un baño, además de tres compartimentos de instrumentos con equipos de radio y sistemas de control térmico. Hasta seis miembros de la tripulación podían sentarse en la cubierta intermedia durante el lanzamiento y el reingreso. La cubierta inferior, conocida como Compartimento Agregado (AO), albergaba el sistema de soporte vital, los sistemas de suministro de energía y partes del sistema de control térmico. [12] La cabina era similar en diseño a la del transbordador espacial, con tres pantallas CRT . [13]
El módulo de acoplamiento ( Стыковочный Модуль ) diseñado para Buran se habría montado en la parte delantera de la bahía de carga útil. Sería un compartimento esférico con un diámetro de 2,67 m (8,8 pies), con un túnel cilíndrico que conduce a la unidad periférica de acoplamiento andrógina (APAS-89). A diferencia del transbordador espacial, el compartimento de acoplamiento para Buran contaría con un túnel extensible para aumentar la distancia entre el orbitador y la estación. Otra escotilla, orientada hacia la bahía de carga útil, fue diseñada para apoyar las actividades extravehiculares. [14] El módulo de acoplamiento no se instaló para el único vuelo espacial de 1K, sin embargo, el módulo Kristall de la estación espacial Mir estaba equipado con un puerto de acoplamiento APAS-89 para posibles visitas a la estación por parte de futuros vuelos de Buran y más tarde se utilizó durante el programa Shuttle-Mir . [15]
El Sistema de Manipulación de a Bordo ( Sistema de Manipulación de Botov ), similar al RMS del transbordador espacial , fue desarrollado en el Instituto Central de Investigación y Desarrollo de Robótica y Cibernética Técnica para apoyar las operaciones con carga útil. Podía operarse tanto en modo manual como automático. El orbitador podía llevar, dependiendo de la misión, uno o dos brazos manipuladores. [14] [16] [17] El Sistema de Manipulación de a Bordo no fue instalado para el vuelo orbital del 1K. [15]
Para ampliar las capacidades del Buran , se diseñaron módulos presurizados similares al Spacelab de la ESA basados en el diseño del 37K . Estos módulos tenían que ser a la vez compartimentos para realizar experimentos y volumen logístico, y podían montarse en la bodega de carga útil y conectarse a la cabina de la tripulación a través de un túnel, o acoplarse temporalmente al puerto de acoplamiento radial Kristall de la Mir . En el vuelo inaugural del Buran , la Unidad de Accesorios ( Блок Дополнительных Приборов ) 37KB No.37070 se instaló en la bodega de carga útil del orbitador. Llevaba equipo de grabación y acumuladores que proporcionaban energía a los sistemas de a bordo, ya que el sistema de energía regular basado en celdas de combustible no estaba listo en ese momento. La segunda unidad, 37KB No.37071, fue construida en 1987. Se planeó una tercera unidad, 37KB No.37072, pero esto nunca sucedió debido a la cancelación del programa. [18]
La maniobra orbital estuvo a cargo del Sistema de Propulsión Conjunta ( Объединенная Двигательная Установка ). [19] El diseño inicial del orbitador incluía dos motores a reacción Saturno AL-31 en góndolas especiales a cada lado de la aleta de cola, que podrían usarse en la fase final de reentrada para modificar la trayectoria de aproximación. Se instalaron góndolas de maqueta en los artículos de prueba OK-ML1 y OK-MT y el análogo aerodinámico OK-GLI usó cuatro de esos motores AL-31 para realizar pruebas de vuelo atmosférico propulsado, sin embargo, a fines de 1987/principios de 1988 se tomó la decisión de no usar los motores en los artículos de vuelo. En consecuencia, para el primer vuelo orbital de Buran, los motores no se instalaron. [15]
El sistema de aterrizaje automático era capaz de realizar un descenso, aproximación y aterrizaje totalmente automáticos desde cualquier punto situado en la "zona de condiciones de partida admisibles" a 100 kilómetros (62 millas) de altitud, controlando el vuelo del orbitador durante el descenso. El perfil de descenso cubrió 8.000 kilómetros (4.300 millas náuticas) a través de la atmósfera durante la aproximación y finalmente redujo la velocidad de 28.000 kilómetros por hora (15.000 nudos) a cero. [20]
El primer vuelo del Buran se destacó por la decisión del sistema de aterrizaje automático de realizar una maniobra poco probable (probabilidad estimada del 3 %) en el punto clave de los 20 kilómetros (66 000 pies), que era necesaria para ampliar la distancia de planeo y eliminar el exceso de energía. La aproximación estándar era desde el sur y consistía en dos virajes a la izquierda hacia el curso de aproximación final . En su lugar, realizó virajes adicionales en ambas direcciones y sobrevoló el campo hacia su lado norte, antes de hacer un viraje a la derecha de regreso al curso final. El sistema de aterrizaje optó por realizar la maniobra ya que la energía del orbitador no disminuyó lo suficiente debido a los fuertes vientos racheados en el área, medidos a 15 metros por segundo (29 nudos) y con ráfagas de hasta 20 metros por segundo (39 nudos) a nivel del suelo. [21]
La masa seca de los orbitadores de clase Buran se estimó en 62 toneladas, con una carga útil máxima de 30 toneladas, para una masa máxima de lanzamiento de 105 toneladas. [22]
Descomposición masiva [3]
Dimensiones [3] [4]
Propulsión [4]
A diferencia del transbordador espacial estadounidense , que era propulsado por una combinación de propulsores sólidos y los propios motores de propulsante líquido del orbitador alimentados por un tanque grande, el sistema de lanzamiento soviético/ruso Energia usaba el empuje del motor de oxígeno líquido/queroseno RD-170 de cada propulsor (cada uno con cuatro boquillas), desarrollado por Valentin Glushko , y otros cuatro motores de oxígeno líquido/hidrógeno líquido RD-0120 unidos al bloque central. [23]
El único lanzamiento orbital de un orbitador de clase Buran, 1K1 (1К1: primer orbitador, primer vuelo [24] ) tuvo lugar a las 03:00:02 UTC del 15 de noviembre de 1988 desde la plataforma de lanzamiento 110/37 del cosmódromo de Baikonur . [3] [25] Buran fue elevado al espacio, en una misión no tripulada, por el cohete Energia especialmente diseñado. La secuencia de lanzamiento automatizada se realizó como se especificó, y el cohete Energia elevó el vehículo a una órbita temporal antes de que el orbitador se separara como estaba programado. Después de impulsarse a una órbita más alta y completar dos órbitas alrededor de la Tierra, los motores ODU ( en ruso : Объединенная Двигательная Установка , romanizado : Ob"yedinennaya Dvigatel'naya Ustanovka , lit. 'Sistema de Propulsión Combinado') se encendieron automáticamente para comenzar el descenso a la atmósfera, regresar al sitio de lanzamiento y aterrizar horizontalmente en una pista. [26]
Después de realizar una aproximación automatizada al Sitio 251 , [3] Buran aterrizó bajo su propio control a las 06:24:42 UTC y se detuvo a las 06:25:24, [27] 206 minutos después del lanzamiento. [28] Bajo un viento cruzado de 61,2 kilómetros por hora (38,0 mph), Buran aterrizó a 3 metros (9,8 pies) lateralmente y 10 metros (33 pies) longitudinalmente de la marca objetivo. [28] [29] [ disputado – discutir ] Fue el primer avión espacial en realizar un vuelo sin tripulación, incluido el aterrizaje en modo completamente automático. [30] Más tarde se descubrió que Buran había perdido ocho de sus 38.000 teselas térmicas en el transcurso de su vuelo. [29]
En 1989, se proyectó que el Buran tendría un segundo vuelo sin tripulación en 1993, con una duración de 15 a 20 días. [24] Sin embargo, la disolución de la Unión Soviética provocó que se agotara la financiación y el programa Buran se canceló oficialmente en 1993. [31] [32]
