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Budowa promów kosmicznych

El Transbordador STS (Space Transport System– Sistema de Transporte Espacial) era una nave espacial de la NASA parcialmente reutilizable para órbita baja terrestre. Su nombre se deriva de un plan de 1969 para un sistema de naves espaciales reutilizables de las cuales sólo el Transbordador fue financiado.1 En 1981 se realizó el primero de cuatro vuelos orbitales de prueba, abriendo paso a vuelos operativos en 1982. Los Transbordadores espaciales fueron utilizados en 135 misiones entre 1981 y 2011, lanzados desde el Centro Espacial Kennedy (KSC) en Florida, EEUU. Misiones operacionales lanzaron varios satélites, sondas interplanetarias y el Telescopio Espacial Hubble (HST); realizaron experimentos científicos en órbita; y participaron en la construcción y el servicio de la Estación Espacial Internacional (ISS). El tiempo total de misión de la flota de Transbordadores fue 1322 días, 19 horas, 21 minutos y 23 segundos.2

Los componentes de los Transbordadores incluían el Vehículo Orbital (OV), un par de cohetes aceleradores sólidos recuperables (SRBs) y el Tanque Externo (ET) desechable que contenía hidrógeno y oxígeno líquido. Los Transbordadores se lanzaban verticalmente, como un cohete convencional, con dos SRBs operando en paralelo con los tres motores principales del OV, los cuales obtenían su combustible del ET. Los SRBs eran expulsados antes de que el vehículo entrara en órbita. El ET se expulsaba inmediatamente antes de la inserción orbital, lo cual utilizaba los dos motores del Sistema de Maniobras Espaciales (OMS). Al final de la misión el orbitador disparaba su OMS para desorbitar y reentrar a la atmósfera. El orbitador planeaba a una pista de aterrizaje ubicada en el Rogers Dry Lake en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California o en las Instalaciones de Aterrizaje de Transbordadores en el KSC. Tras aterrizar en Edwards, el orbitador era llevado por el Avión Transportador de Transbordadores de vuelta al KSC. Este avión era un Boeing 747 modificado.

El primer orbitador, Enterprise, fue construido para pruebas de aproximación y aterrizaje y no tenía capacidad orbital. El nombre de este Transbordador proviene de la nave espacial del mismo nombre de la serie de ciencia ficción Star Trek (Viaje a las Estrellas). Cuatro orbitadores operacionales fueron construidos en un inicio: ColumbiaChallengerDiscovery y Atlantis. De estos, Challenger y Columbia fueron destruidos en accidentes durante sus misiones en 1986 y 2003, respectivamente. En total 14 astronautas murieron. Un quinto orbitador operativo, Endeavour, fue construido en 1991 para reemplazar a Challenger. El Transbordador espacial fue retirado del servicio al final de la última misión de Atlantis el 21 de julio de 2011.

Los Transbordadores espaciales eran vehículos de vuelo espacial humano parcialmente reutilizables3 capaces de llegar a órbita baja. Fueron comisionados por la NASA entre 1981 y 2011. Fue el resultado de estudios de diseño de Transbordadores realizados por la NASA y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en los años 60. Inicialmente fue propuesto para el desarrollo como parte de una segunda generación de Sistemas de Transporte Espacial (STS) ambiciosa que seguiría al Programa Apolo. En un reporte de septiembre de 1969 de un grupo de trabajo espacial comandado por el Vice Presidente Spiro Agnew. El corte de presupuesto a la NASA por parte del entonces presidente Richard Nixon tras la conclusión del Programa Apolo causó que se tuvieran que retirar todos los componentes del sistema a excepción del Transbordador mismo, al cual la NASA le aplicó el nombre STS.1

El vehículo consistía en un avión espacial para órbita y reentrada alimentado por tanques desechables de hidrógeno y oxígeno líquido, con cohetes aceleradores sólidos reutilizables que se podían separar del cuerpo principal. La primera de cuatro pruebas orbitales se realizó en 1981 y llevó a cabo vuelos operativos comenzando en 1982, todos lanzados desde el Centro Espacial Kennedy (KSC) en Florida, EEUU. El sistema fue retirado de servicio en el 2011 después de 135 misiones,4 con el Atlantis realizando el último despegue del programa el 8 de julio de 2011.5 El programa terminó cuando el Atlantis aterrizó en el KSC el 21 de julio de 2011. Misiones importantes incluyeron lanzar varios satélites y sondas interplanetarias,6 realizando experimentos científicos, y ayudando con la construcción y servicio de estaciones espaciales. El primer vehículo orbitador, Enterprise, fue construido para las pruebas iniciales de aproximación y aterrizajes y no tenía motores, escudo de calor u otros sistemas necesarios para vuelos orbitales.7 Un total de cinco orbitadores operativos fueron construidos. De estos, dos fueron destruidos en accidentes.

Los Transbordadores fueron usados para misiones orbitales espaciales por la NASA, el Departamento de Defensa de EEUU(DoD), la Agencia Espacial Europea (ESA), Japón y Alemania.8 9 Estados Unidos financió el desarrollo y las operaciones de los Transbordadores a excepción de los módulos de Spacelab usados en D1 y D2 por Alemania.8 10 11 12 13 SL-J fue parcialmente financiado por Japón.9

Para el lanzamiento, el Transbordador consistía en el „Stack”, incluyendo el Tanque Externo (ET) naranja (en los dos primeros lanzamientos el ET era blanco);14 15 dos cohetes aceleradores sólidos (SRBs) delgados, blancos; y el Vehículo Orbital (OV), el cual contenía la tripulación y la carga útil. Algunas cargas eran lanzadas a órbitas mayores con una de dos etapas superiores desarrolladas para el STS (Módulo de Asistencia de Carga de una etapa o Etapa Inercial Superior de dos etapas). El Transbordador espacial era montado en el Edificio de Construcción de Vehículos y luego posicionado sobre una plataforma de lanzamiento móvil sostenida por tuercas frágiles16 en cada SRB que se detonaban durante el lanzamiento.17

 

STS-129 listo para despegar

El Transbordador ensamblado se lanzaba verticalmente como un cohete convencional. Despegaba con el poder de sus dos SRBs y sus tres motores principales, los cuales eran alimentados por hidrógeno y oxígeno líquido desde el ET. El Transbordador espacial tenía un ascenso de dos etapas. Los SRBs proporcionaban empuje adicional durante el despegue y la primera etapa del vuelo. Aproximadamente dos minutos después del despegue, las tuercas frágiles eran detonadas para soltar los SRBs, los cuales descendían con el apoyo de paracaídas al océano y ser recuperados por barcos para ser reparados y reutilizados. El orbitador y el ET continuarían ascendiendo en un plan de vuelo cada vez más horizontal bajo el poder de los motores principales. Al alcanzar una velocidad de 7.8 km/s los motores principales se apagarían. El ET, conectado por dos tuercas frágiles,18 era expulsado y se quemaba en la atmósfera.19 Tras expulsar el tanque externo, los motores del Sistema de Maniobras Espaciales (OMS) se usaban para ajustar la órbita. El orbitador posicionaba astronautas y cargas como satélites o partes de estaciones espaciales en una órbita baja terrestre.20 Normalmente entre cinco y siete miembros de la tripulación viajaban en el orbitador. Dos miembros de la tripulación, el comandante y el piloto eran suficiente para un vuelo mínimo como en los cuatro primeros vuelos de prueba de STS-1 a STS-4. La capacidad de carga habitual era alrededor de 50,045 lb (22,700 kg) pero podía ser aumentada dependiendo de la configuración de lanzamiento elegida. El orbitador llevaba su carga en un compartimiento especial con puertas que se abrían a lo largo de su lado superior, característica que distinguió al Transbordador Espacial de otras naves. Esta característica hizo posible el despliegue de grandes satélites como el Telescopio Espacial Hubble, al igual que la captura y regreso a la Tierra de cargas pesadas.

Cuando el orbitador terminaba su última misión disparaba sus propulsores OMS para bajar de su órbita y reentrar a la atmósfera.20 Durante el descenso, el orbitador pasaba por varias capas de la atmósfera y desaceleraba de velocidades hipersónicas principalmente por aerofrenado. En la atmósfera baja y en la etapa de aterrizaje se asemejaba más a un planeador pero controlado con motores del sistemas de control de reacción (RCS) y superficies de vuelo activadas hidráulicamente controladas por fly-by-wire . Aterrizaba en una pista larga como un avión convencional. La forma aerodinámica era un balance entre las demandas de velocidades radicalmente diferentes y presión aérea durante la reentrada, vuelo hipersónico y subsónico. Como consecuencia el orbitador tenía una tasa de hundimiento alta en altitudes bajas, y pasaba de usar impulsores RCS en altitudes altas a superficies de vuelo en la atmósfera baja.