Airbus Defence and Space

Misiones espaciales tripuladas Todos los articulos

¡Mas que un ‘camión espacial’ – el ATV es además un ‘remolcador espacial’!

Para evitar la caída inexorable de la Estación Espacial Internacional …

Si el Vehículo de Transferencia Automatizado (ATV) es mejor conocido en su papel de suministrador de la Estación Espacial Internacional, también tiene otra misión muy importante que llevar a cabo, la de remolcador espacial. Durante su fase de atraque, el ATV utiliza regularmente su propio sistema de propulsión para remolcar la gran masa de la estación de vuelta a su órbita correcta.

 

La Estación Espacial Internacional (ISS) gira en torno a la Tierra, trazando una órbita circular o ligeramente elíptica, a una altitud de aproximadamente kilómetros. Pero la altitud a la que se encuentra la ISS disminuye periódicamente debido al efecto producido por la fricción con la atmósfera. Su órbita se degrada a razón de 160 metros diarios, lo que equivale a aproximadamente cinco kilómetros al mes. Para evitar esta “caída” inexorable de la Estación, es necesario, por consiguiente, efectuar una maniobra de reimpulsión (“reboost”) que mantenga su altitud.

Esta operación de reelevación consiste en crear un leve aumento de la velocidad de la ISS mediante el encendido de los motores apropiados, induciendo así un incremento en su altitud.

A veces ocurre que la “basura espacial” que circunda la Tierra se cruza en la órbita de la Estación, con el peligro que supondría su impacto, la perforación de los compartimientos tripulados y el riesgo consiguiente para los astronautas a bordo. La capacidad de impulso permite por tanto efectuar maniobras para evitar la basura espacial y garantizar la seguridad de los tripulantes.

Para efectuar estas maniobras de realzado de la órbita o para evitar colisiones con desechos orbitales, la ISS puede utilizar su propio sistema propulsor, implantado en el módulo de servicio Zvezda. Puede igualmente recurrir al sistema de propulsión de un vehículo “temporal” acoplado a la Estación, como el vehículo ruso Progress, o, a partir de ahora, el vehículo europeo ATV. Para ahorrar los propelentes de la Estación, se da prioridad a la utilización de vehículos temporales. Por esta razón, el ATV ha sido concebido y dimensionado para permanecer atracado durante seis meses a la ISS y para almacenar hasta cuatro toneladas de propelentes útiles para las maniobras de la ISS.

Artist's view of ATV Johannes Kepler

¿Cómo funciona?

La velocidad de la ISS es de 7.690 metros por segundo (27.700 kilómetros por hora). Una variación de velocidad de 1 metro por segundo modifica el eje semiprincipal de la órbita del orden de 1,75 kilómetros. Una modificación del eje semiprincipal de 5 kilómetros necesita por tanto de una variación de velocidad (incremento de velocidad o delta V) del orden de los 2,85 metros por segundo. Habida cuenta la masa de la ISS —aproximadamente 280 toneladas— esta variación de velocidad consume unos 260 kilogramos de propelentes.

Una vez atracado a la Estación, el ATV se sitúa, nominalmente, en modo “reposo”. Para iniciar una maniobra de reboost, el Centro de Control de Toulouse, que tiene bajo su responsabilidad la actuación del vehículo y vigilar su funcionamiento, “despierta” el equipo de propulsión. En fase acoplada, al ATV se considera un “kit propulsor” al servicio de la ISS: una vez recibida la orden desde los ordenadores de la Estación, activa sus motores para ejecutar la maniobra de reimpulso. La operación de impulso se efectúa para el mismo sistema propulsor que usa el ATV para sus propias maniobras. Este “doble uso” ha sido tenido en cuenta desde el inicio de este proyecto de la Agencia Espacial Europea, incorporándose en el diseño del sistema propulsor, tanto en lo que se refiere a la motorización como a la cantidad de los propelentes que lleva embarcados.

¡Empujando 280 toneladas a lo largo de 4,7 kilómetros! 

El ATV Jules Verne efectuó su primera maniobra de “reboost” el 25 de abril de 2008, apenas tres semanas después de su atraque a la ISS.

Se trató de una gran primicia para el ATV: puso directamente a las órdenes de los procesadores de la ISS su sistema propulsor. Éstos tomaron el control de dos de los cuatro motores principales del ATV, produciendo un empuje total de 1.000 N (Newton). Para un ser humano, el equivalente sería levantar una masa de unos 100 kilogramos. La duración del impulso fue de aproximadamente 13 minutos. La delta V fue efectuada con un margen de precisión de tres centímetros por segundo. Al crear un aumento de velocidad del orden de los 2,67 metros por segundo, la maniobra hizo posible elevar la órbita de la ISS en 4,7 kilómetros.

¡7 kilómetros! 

El 19 de junio de 2008, y por segunda vez, el ATV se utilizaba en su función de reboost para reelevar la órbita de la estación. Esta maniobra hizo posible subir la ISS en cerca de 7 kilómetros.

El 27 de agosto de 2008, el ATV hizo posible que la ISS efectuara su primera maniobra para evitar basura espacial. En la configuración actual de la ISS sólo el ATV podía hacer posible una maniobra de este tipo, denominada “desplazamiento retrógrado”.

La ISS necesitó del sistema propulsor del ATV “Jules Verne” en 14 ocasiones en total, bien para maniobras de reimpulso o para modificar la actitud de la estación.

Leer más:

La fuerza impulsora: el subsistema propulsor del

ISSATV