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La tecnología detrás de la revolucionaria nave espacial Dragon de SpaceX

La tecnología detrás de la revolucionaria nave espacial Dragon de SpaceX


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Hace un mes, SpaceX volvió a aparecer en los titulares después de lanzar con éxito su primera nave espacial reutilizada, el Dragón, en una misión para reabastecer la ISS por segunda vez.

El Dragón fue lanzado a la órbita terrestre baja a bordo del cohete Falcon 9 de SpaceX el 2 de junio. Esto motivó la exitosa misión de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS-11) a la Estación Espacial Internacional (ISS).

Después del lanzamiento, los cohetes Falcon 9 aterrizaron de manera segura en la Tierra en la Zona de Aterrizaje 1 de SpaceX en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, Florida. El aterrizaje también marca el quinto aterrizaje consecutivo en tierra de SpaceX, fomentando una nueva era de tecnologías de vehículos recuperables.

La nave espacial ayudará a los astronautas a probar un nuevo conjunto de paneles solares, así como a investigar los efectos del espacio en el corazón. Después de unos días de vuelo espacial, la cápsula Dragon atracó con éxito en la ISS. Los astronautas de la NASA Jack Fischer y Peggy Whitson capturaron la cápsula usando el brazo robótico de la estación espacial.

La nave de carga Dragon de SpaceX está a punto de ser capturada por el Canadarm [Fuente de la imagen: NASA Johnson / Flickr]

A bordo del Dragón estaba casi 6.000 libras de carga útil. Incluye suministros y materiales críticos que se utilizarán para apoyar a la tripulación de la ISS y las docenas de experimentos que realizarán.

El Dragón es también la primera nave espacial comercial en entregar carga a la estación espacial. Anteriormente, en 2014, la cápsula entregó casi dos toneladas y media de suministros y cargas útiles científicas a la ISS.

Ahora, la nave espacial ha completado con éxito otra misión de reabastecimiento.

Dragón regresa a la tierra

A principios de esta semana, la nave espacial Dragon de SpaceX hizo un regreso triunfal a la Tierra.

El lunes por la mañana temprano, la cápsula Dragon se separó de la EEI antes de emprender el viaje de regreso a casa. En el transcurso de varias horas, la nave espacial ralentizó su órbita para comenzar su descenso final. Una vez de regreso en la atmósfera de la Tierra, la cápsula desplegó con éxito su paracaídas antes de estrellarse contra el Océano Pacífico aproximadamente a las 8:14 AM EDT.

Sin embargo, si no fuera por la increíble tecnología que protege la nave espacial, para empezar, nunca habría realizado su segundo vuelo.

Protección del dragón con el escudo térmico PICA-X

El escudo térmico PICA-X del Dragón protege la nave espacial de temperaturas superiores 1500 grados Celsius. Es una variante especial delAblator de carbono impregnado con fenólico(PICA) escudo térmico inventado por la NASA.

El escudo térmico PICA se derivó de una misión anterior de la NASA en la década de 1990. Los científicos querían una nueva nave espacial que investigara y recuperara muestras de comentarios para la investigación en la Tierra.

La nave espacial, denominada Stardust, investigaría los cometas relativamente inalterados para promover nuestra comprensión científica de los primeros días del universo.

Stardust investigaría el cometa Wild 2 y regresaría después de casi 6 mil millones de kilómetros viaje. Aunque, para traer Stardust a casa, la NASA necesitaba una tecnología nueva e innovadora que pudiera resistir el reingreso a la atmósfera a una velocidad récord.

Resistencia a la reentrada

El problema era que la nave espacial debía regresar a la Tierra a una velocidad récord. La mayoría de los materiales eran indignos y los que podían resistir la fuerza eran simplemente demasiado pesados.

"Stardust regresaría a la Tierra más rápido que cualquier objeto hecho por el hombre antes que él, sumergiéndose en la atmósfera a velocidades de 28.600 mph. Los escudos térmicos utilizados en misiones anteriores de la NASA eran simplemente incapaces de resistir la explosión de calor que Stardust crearía a su regreso. Ingenieros de la Agencia examinó los materiales que había desarrollado el Departamento de Defensa, pero aunque eran lo suficientemente duraderos, eran demasiado pesados ​​”, explica la NASA.

Más tarde, después de investigar combinaciones de compuestos, Ben Clark de Martin Marietta (ahora Lockheed Martin), descubrió el Ablactor de Carbono Impregnado con Fenólico (PICA). El material es mucho más liviano y muy superior para resistir las insoportables temperaturas experimentadas durante el reingreso.

"Desarrollado en el Centro de Investigación Ames en el norte de California, el escudo térmico PICA pesa una quinta parte de lo que pesan sus homólogos convencionales y puede soportar temperaturas de hasta 2800 ° C", explica la NASA.

Ganar la atención de SpaceX

Casi una década después del desarrollo de PICA, la compañía espacial de Elon Musk, SpaceX, comenzó a surgir a principios de la década de 2000.

En 2006, la NASA organizó un concurso para empresas privadas para diseñar una cápsula espacial capaz de reabastecer la ISS. Naturalmente, ganó el diseño del Dragón.

Intrigados por la exitosa reentrada del Stardust, los ingenieros de SpaceX decidieron que el material sería adecuado para una nave espacial propia: el Dragón.

Ahora, con la NASA de su lado, SpaceX comenzó a darle forma al escudo térmico PICA para la nave espacial Dragon. Desafortunadamente, el escudo no se pudo fabricar en una sola pieza lo suficientemente grande para acomodar la cápsula Dragón mucho más grande. Depende de los ingeniosos ingenieros de SpaceX y la NASA encontrar una solución alternativa.

"La cápsula de retorno de muestra de Stardust solo requería un escudo PICA que tenía un poco más de 1 metro de diámetro; para proteger al Dragon, mucho más voluminoso, se necesitaba una versión de 4 metros. Con el escudo de 1 metro, Rasky y su equipo trabajaron con Fiber Materials Incorporated para fabricar una sola pieza de PICA, pero eso no sería posible con el transportador de carga Dragon más grande. Para resolver ese problema, idearon un método eficiente y rentable para fabricar mosaicos PICA más pequeños, que luego se fabricaron en un solo escudo térmico ", dice la NASA en un artículo derivado de la tecnología.

De ahí nació PICA-X. Ahora, con un escudo duradero para sobrevivir a las fuerzas de reentrada, SpaceX estaba cerca de realizar su nueva misión: reabastecer la ISS.

El escudo PICA-X demostró ser increíblemente duradero, capaz de proteger la cápsula de casi todos los daños durante la reentrada. Como tal, SpaceX reutilizaría su nave espacial en junio de 2017.

Aunque el escudo PICA-X es una notable pieza de ingeniería, no es la única característica intrigante de la cápsula Dragon.

Dentro de la nave espacial Dragon

La nave espacial Dragon mantiene la capacidad única de disponerse en múltiples configuraciones, dependiendo del uso previsto. Puede convertirse para transportar carga, humanos o convertirse en el "DragonLab". Las configuraciones permiten optimizar la nave para una variedad de escenarios. La dualidad de la nave la hace ideal para muchas misiones espaciales que se espera continúen en el futuro.

Carga

En la configuración de carga, el espacio dentro de la cápsula está revestido con bastidores de panal de carbono y aluminio. Los racks pueden acomodar muchas bolsas de carga de la NASA de tamaño estándar. También conserva la capacidad de transportar congeladores, lo que permite que la nave transporte materiales sensibles a la temperatura, incluidas muestras biológicas.

Configuración de carga [Fuente de la imagen:SpaceX]

Tripulación

Aunque los humanos aún tienen que volar dentro del Dragón, SpaceX se encuentra actualmente en los trabajos de planificación de una misión tripulada.

"Bajo un acuerdo con la NASA, SpaceX está mejorando Dragon para permitir la capacidad de transporte de la tripulación", explica SpaceX.

Los ingenieros detrás del Dragon afirman que será el vehículo de transporte de tripulación más seguro y confiable del mundo jamás construido. La cápsula podrá soportar una tripulación de siete personas junto con sistemas de soporte vital, sistemas de control manual de respaldo y un impresionante sistema de escape de lanzamiento de energía.

SpaceX espera realizar su primera misión tripulada en 2018.

Cápsula de dragón modificada para una tripulación [Fuente de la imagen:SpaceX]

DragonLab

Para continuar la búsqueda de las respuestas del universo, SpaceX se asegura de que el Dragón sea compatible con las tecnologías más avanzadas del mundo. DragonLab ofrece una plataforma adecuada para que los experimentos se lleven a cabo en un entorno de microgravedad. Independientemente de la estación espacial, el DragonLab podrá llevar a cabo experimentos más riesgosos sin comprometer la ISS multimillonaria.

"DragonLab puede acomodar fácilmente pruebas de sensores e instrumentos, experimentos de física y relatividad espacial, investigación de efectos de radiación y muchas otras pruebas de microgravedad", dice SpaceX.

DragonLab [Fuente de la imagen:SpaceX]

Dentro de la sección presionada

El Dragón se divide en tres secciones separadas. La sección presurizada, comúnmente conocida como cápsula, está diseñada para transportar personas o carga al espacio. El exterior de la cápsula está revestido con el escudo térmico avanzado PICA-X del Dragon, diseñado para proteger el equipo y la tripulación del intenso calor experimentado durante la reentrada.

SpaceX Dragon Capsule [Fuente de la imagen:SpaceX]

El baúl

El maletero de la nave espacial permanece sin presión. Alberga carga y los paneles solares del Dragón que no es necesario que estén alojados en un entorno de temperatura y presión controladas. La cápsula permanece unida al dragón hasta momentos antes de la reentrada, donde se desecha. Junto con la cápsula, la nave espacial Dragon tiene un volumen de carga útil de lanzamiento total de25 metros cúbicos (casi 900 pies cúbicos). En una sola misión, puede llevar hasta 6.000 kilogramos (13,228 lbs) de carga.

Experimentos a bordo

Parte del material que vuela dentro del área presurizada del Dargon incluye un experimento que contiene moscas de la fruta. La corta vida útil de las moscas de la fruta, sumada a su tamaño relativamente pequeño, su corta vida útil y su conocida composición genética, las convierte en candidatas ideales para los estudios de la función cardíaca. Los científicos utilizarán las moscas para investigar los efectos en el corazón de la exposición prolongada a la microgravedad.

"Este experimento podría mejorar significativamente la comprensión de cómo los vuelos espaciales afectan el sistema cardiovascular y podría ayudar en el desarrollo de contramedidas para ayudar a los astronautas". Afirma la Nasa.

Otras tecnologías alojadas dentro del área sin presión del Dragón incluyen un nuevo tipo de panel solar, llamado ROSA. Los paneles se despliegan desde un estado compacto y plegado, lo que permite que la tecnología se empaque en un área significativamente más pequeña.

"ROSA tiene el potencial de reemplazar los paneles solares en satélites futuros, haciéndolos más compactos y livianos. La radio y televisión satelital, la previsión meteorológica, el GPS y otros servicios utilizados en la Tierra se beneficiarían de los paneles solares de alto rendimiento", explica la NASA en su página de misión.

Misiones futuras

En enero de 2016, la NASA hizo el anuncio oficial de que SpaceX fue seleccionado para llevar a cabo misiones a la ISS utilizando el vehículo de lanzamiento Falcon 9 junto con la nave espacial Dragon. La empresa está ahora bajo contrato hasta 2024 para llevar a cabo hasta 20 misiones de reabastecimiento.

La compañía espacial de Elon Musk continuará realizando misiones a la ISS durante los próximos siete años. Sin embargo, la compañía prevé viajar mucho más allá de los alcances de la órbita terrestre baja.

SpaceX se encuentra actualmente en los trabajos de diseño de una nave tripulada que apoyará misiones en el espacio profundo. Aunque no se sabe a dónde irán primero, SpaceX parece decidido a llegar a Marte.

Aunque la carrera espacial ha durado medio siglo, apenas ha comenzado. Las tecnologías están evolucionando rápidamente, lo que permite a los humanos llegar más lejos en las profundidades del espacio. Es solo cuestión de tiempo antes de que los humanos lleguen a Marte y más allá.

Fuentes: NTRS, SpaceX, NASA

VEA TAMBIÉN: La NASA planea desviar un asteroide al estrellar un satélite contra él

Escrito por Maverick Baker


Ver el vídeo: SpaceX Crew Dragon: La Nave Tripulada de EEUU (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Mersc

    ¡¡eso es!!

  2. Daishya

    Esta es una información muy valiosa.

  3. Derrin

    A ti una mentalidad abstracta



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