My life On The Planet Earth........My Heart on the Earth, and my Sight on the Sky......!: Regreso Soyuz TMA-18 (Expedición 24)

Regreso Soyuz TMA-18 (Expedición 24)

Hoy a las 05:23 UTC ha aterrizado en Kazajistán, a 35 km de la ciudad de Arkalyk, el módulo de descenso (SA) de la Soyuz TMA-18 con Alexander Skvortsov, Mikhail Kornienko y Tracy Caldwell Dyson, miembros de la Expedición 24 de la ISS.

El aterrizaje tuvo que ser retrasado un día debido a un problema con los ganchos de acoplamiento del módulo Poisk (MRM-2). Al cerrar la escotilla de la TMA-18, el ordenador TVU del módulo Poisk recibía una señal de cierre no hermético, impidiendo la retracción de los ganchos del sistema MGS/MGK que mantienen a los vehículos acoplados. Alarmados por si se trataba de un fallo de presurización de la Soyuz -algo improbable, ya que los sensores habrían dado la alarma-, el control de tierra (TsUP) realizó varias pruebas de estanqueidad de la Soyuz. Tras inspeccionar el túnel de acoplamiento, el cosmonauta Fiodor Yurchijin encontró un pequeño engranaje flotando en el túnel de acoplamiento. Todavía no está del todo claro si esta pieza ha sido la causante de que la señal de cierre de la escotilla no llegase al ordenador del Poisk, pero parece ser que estaba relacionada con el incidente. En cualquier caso, el TsUP ordenó a los cosmonautas puentear manualmente el sistema para que el ordenador del Poisk recibiera una falsa señal de cierre y retirara los ganchos. Este puenteo se mantendrá hasta que la próxima Soyuz TMA-01M lleve nuevas piezas para reparar el problema con el sistema de acoplamiento del Poisk.

Durante los 176 días que han estado en el espacio, Skvortsov, Kornienko y Caldwell-Dyson han supervisado el acoplamiento de tres naves de carga Progress (M-05M, M-06M y M-07M) y dos misiones del transbordador espacial (STS-131 y STS-132). En el transcurso de la STS-132, el módulo Rassvyet fue acoplado al segmento ruso de la ISS. El 18 de junio recibieron a la tripulación de la Soyuz TMA-19 (Fiodor Yurchijin, Douglas Wheelock y Shannon Walker), que actualmente permanecen en la ISS. Kornienko, por su parte, realizó una EVA con Yurchijin.

Tripulación de la Soyuz TMA-18 (NASA TV).

Emblema de la Soyuz TMA-18 (Roskosmos/RKK Energia).

Insignia de la Expedición 24 (NASA).

Posición de los cosmonautas dentro de la nave: 1-Skvortsov, 2-Kornienko, 3-Caldwell-Dyson (spacefacts.de).

Tras un aterrizaje perfecto, la tripulación fue sometida al examen médico pertinente y después fue trasladada a la ciudad de Karaganda para participar en la típica ceremonia de bienvenida al estilo kazajo.

El regreso:

Partes de una Soyuz: BO (módulo orbital), SA (cápsula) y PAO (módulo de propulsión) (NASA/RKK Energía).

La tripulación activa el sistema de soporte vital del módulo orbital (BO) de la Soyuz.

Se cierran las escotillas entre el módulo Poisk y la Soyuz TMA-18.

Comprobación de la hermeticidad de los vehículos.

La tripulación pasa al módulo de descenso (SA) y activa el soporte vital del mismo tras cerrar la escotilla entre el BO y el SA. Los filtros de hidróxido de litio del SA son ahora los encargados de retirar el dióxido de carbono de la atmósfera de la nave.

00:36 UTC: el control de actitud de la ISS pasa al segmento ruso.

02:01 UTC: la ISS sin control de actitud. De esta forma, los ordenadores de la estación no intentarán compensar los movimientos debidos a la separación de la nave, lo que podría resultar en la colisión de los vehículos.

02:02 UTC: Comienza la maniobra de separación de la Soyuz TMA-18 al hacerse el vacío entre las escotillas de la nave y la ISS. Se retiran los 8 grupos de ganchos activos de la estación en el anillo de la escotilla y después se retraen los ganchos de la Soyuz (sistema MGS) según la orden DO15. Además del traje de presión Sokol KV-2, la tripulación lleva unos pantalones anti-g Kentavr -debajo del traje- para hacer más llevadera la reentrada. Con el fin de prepararse ante el reencuentro con la gravedad terrestre, los cosmonautas toman pastillas con electrolitos antes de la partida.

02:08 UTC: cuando la Soyuz se encuentra a 20 metros, se encienden los motores de maniobra DPO durante 15 segundos, alcanzado unos 0,543 m/s, para alejar la nave de la ISS y no dañar así los paneles solares u otras estructuras de la estación.

El control de actitud de la ISS pasa al segmento norteamericano de la estación.

04:31 UTC: encendido de frenado a 355 km de altura y a 7,4 km/s durante 261,4 segundos para efectuar la reentrada usando el motor principal SKD del sistema KTDU (o KDU, Комбинированная Двигательная Установка, КДУ, "Instalación Propulsora Combinada"). En la Soyuz TMA el motor es el KTDU-80 y tiene un empuje de 316 kgf. Este motor se puede encender un total de 40 veces. Su impulso específico es de 305 segundos y la Delta-V total de la nave es de 390 m/s. Gracias a motores eléctricos, se puede girar la tobera del motor ± 5º. El impulso de frenado depende de la órbita de la Soyuz: a mayor altura, mayor impulso. Por lo general, el valor de la Delta-V es de 89,6 m/s para órbitas de 200-300 km de altura o 102,4 m/s para 300-330 km (para alturas mayores la Delta-V debe ser de 115,2 m/s). Normalmente, la Soyuz se separa de la ISS 1,5 órbitas (unas dos horas) antes del encendido. La duración exacta del mismo depende de la masa de la nave y no suele exceder los 260 segundos.

04:35 UTC: finalización del encendido de frenado.

04:56 UTC: separación de los tres módulos de la nave. Los módulos se separan unos 22,5 minutos tras el encendido (casi 20 minutos para la TMA-18) -un cuarto de órbita-, a 140 km de altitud y gracias a doce pernos explosivos en el BO y cinco en el PAO (más cinco muelles en este último). La separación se produce con la nave en posición perpendicular a la dirección de avance, con el módulo orbital apuntando a la Tierra. De este modo las tres partes de la Soyuz siguen trayectorias de entrada distintas y se elimina cualquier posibilidad de que colisionen con el SA. La velocidad de separación de los módulos respecto de la cápsula es de 0,58 m/s para el PAO y 0,82 m/s para el BO (el BO es más ligero que el PAO). Al no estar protegidos por un escudo térmico, el BO y el PAO se destruyen en la atmósfera a una altura de 70-75 km. Sus restos caen en un área de 1030 x 68 km a unos 800 km por detrás (según el sentido de la órbita) del lugar del aterrizaje del SA (400 km en el caso de una entrada balística). El tiempo transcurrido entre la separación de los módulos y el aterrizaje es de unos 20 minutos.

Esquema del descenso de la TMA-18 (TsUP).

05:49 UTC: comienzo de la reentrada a 101,8 km de altura. La fase de entrada atmosférica propiamente dicha tiene lugar entre los 80 km y los 10 km de altura, con una duración de 450-500 segundos, y finaliza cuando se abre el paracaídas principal, OSP (ОСП). La cápsula entra en la atmósfera con una inclinación inicial de unos 1,35º. A 36,2 km de altura se produce la máxima deceleración (4 g). Gracias a la forma de la nave y a la posición de su centro de gravedad, ésta siempre se orientará con el escudo térmico por delante sin necesidad de ningún control activo. Durante una reentrada controlada o AUS, el ordenador de abordo utiliza el sistema SIO-S (Sistema de Control a Reacción del Descenso), formado por 8 pequeños motores de peróxido de hidrógeno de 10 kgf cada uno, para mantener la cápsula en la trayectoria óptima de acuerdo con el plan de entrada preestablecido. Los micromotores se denominan URMD ( Управляющие Реактивные Микродвигатели, УРМД) y generan empuje expulsando vapor de agua y oxígeno, que son los productos de la reacción del peróxido de hidrógeno con un agente catalizador. Durante la reentrada, el ordenador (BTsVK) se apoya además en los datos de los sensores de velocidad angular (BDUS), acelerómetros (BSA) y el giróscopo (SG). Conjuntamente con el SIO-S, todos estos sistemas integran el Sistema de Control durante el Descenso (SUS). El sistema SIO-S sólo se activa tras la separación de los módulos de la Soyuz y comienza a controlar la actitud del vehículo a unos 80 km de altura.

05:07 UTC: cargas pirotécnicas liberan la cubierta del paracaídas y se produce la apertura del paracaídas piloto VP (Вытажной Парашют, ВП) a 10,8 km de altura -formado en realidad por dos pequeños paracaídas que se despliegan uno tras otro-, el cual arrastra a su vez al paracaídas de frenado TP (Тормозной Парашют, ТП). Éste reduce la velocidad de descenso de 230 m/s a 90 m/s.

05:13 UTC: apertura del paracaídas principal OSP (Основная Парашютная Система, ОСП) a 8,5 km de altura. Se desprende el paracaídas de frenado y se despliega el paracaídas principal, el cual permite que la cápsula adquiera una velocidad de descenso de 6-7 m/s. Durante esta fase, las comunicaciones con la cápsula se realizan gracias a la antena ABM-264, que se halla integrada en las cuerdas del paracaídas. Durante el descenso el SA cuelga de forma asimétrica de los cables del paracaídas principal formando un ángulo de 30º, lo que ayuda a enfriar el vehículo. A 5,5 km de altura se disparan pequeñas cargas pirotécnicas que mueven el conjunto de cables de sujeción a través de guías en el fuselaje de la nave, permitiendo que la cápsula quede suspendida de forma simétrica. También se desprenden las cubiertas de las dos ventanas del SA, de forma que se pueda ver el exterior. Las primeras versiones de la Soyuz no tenían estas cubiertas y la tripulación apenas podía vislumbrar nada a través de las ventanas ennegrecidas por la reentrada. Justo en este momento se arman los amortiguadores de los tres asientos Kazbek-U, de modo que los cosmonautas quedan en una posición más próxima al panel de instrumentos. A esta misma altura se desprende el escudo térmico de ablación, dejando expuestos seis pequeños cohetes de combustible sólido (DMP).

05:23 UTC: aterrizaje. Los DMP frenan la velocidad de la nave hasta los 1,5-2 m/s. Estos cohetes se encienden a 0,8-1,5 m de altura y, dependiendo de la velocidad de la nave, se activarán solamente cuatro (lo normal) o seis. El encendido se produce gracias a un altímetro de rayos gamma (GLV) situado cerca de los retrocohetes. La nave transporta una pequeña cantidad de cesio como parte de este instrumento, por lo que siempre se comprueba que no haya ninguna fuga radiactiva tras un aterrizaje.