Anatomía de un Transbordador Espacial

El Transbordador Espacial de la NASA, formalmente conocido como el Sistema de Transporte Espacial (STS), fue una maravilla de la ingeniería que redefinió los viajes espaciales durante tres décadas. Más que una simple nave, era un sistema complejo compuesto por tres componentes principales que trabajaban en perfecta armonía para llevar a los astronautas y a cargas útiles a la órbita terrestre baja. Cada lanzamiento era una sinfonía de potencia y precisión, posible gracias a la interacción del Orbitador, los Cohetes Aceleradores Sólidos y el Tanque Externo. En este artículo, desglosaremos cada una de estas partes para comprender la increíble tecnología que hizo posible esta icónica era de la exploración espacial.

El Orbitador: Cerebro y Corazón del Sistema

El Orbitador es la parte más reconocible del transbordador, el vehículo con forma de avión que albergaba a la tripulación y la carga útil, y que regresaba a la Tierra para aterrizar como un planeador. Con un tamaño y peso similares a los de un avión DC-9, el Orbitador era tanto el centro de mando como el núcleo operativo de cada misión. Su diseño se dividía en tres secciones principales: el fuselaje delantero, el fuselaje medio y el fuselaje trasero.

Fuselaje Delantero: El Centro de Mando

Esta sección albergaba el módulo presurizado para la tripulación, que incluía la cabina de vuelo, los alojamientos y la estación del operador de experimentos. Era el espacio de trabajo y de vida de los astronautas durante su estancia en el espacio.

Módulo de la Tripulación

Con un volumen de 65.8 metros cúbicos, este módulo presurizado se dividía en tres áreas principales:

• Cubierta de Vuelo: Ubicada en el nivel superior, contaba con los asientos para el comandante y el piloto, junto con más de 2,020 pantallas y controles para pilotar el vehículo y gestionar las cargas útiles. Estaba equipada con seis parabrisas, dos ventanas superiores y dos ventanas traseras para observar la bahía de carga.
• Cubierta Intermedia: El nivel inferior era el área de vida de la tripulación. Aquí se encontraban las literas para dormir, el sistema de gestión de residuos, la estación de higiene personal y la mesa de trabajo y comedor. También albergaba la escotilla de entrada y salida.
• Esclusa de Aire (Airlock): Proporcionaba el acceso para las caminatas espaciales (Actividad Extravehicular o EVA). Contenía dos trajes espaciales y los consumibles necesarios para varias EVA, permitiendo a dos tripulantes prepararse simultáneamente.

Fuselaje Medio: La Bahía de Carga

El fuselaje medio constituía la enorme bahía de carga del Orbitador, un espacio de 18 metros de largo y 4.5 metros de diámetro. Estaba protegida por dos grandes puertas que se abrían en el espacio para desplegar cargas útiles como satélites, el Telescopio Espacial Hubble o módulos para la Estación Espacial Internacional. Estas puertas también contenían paneles radiadores que ayudaban a disipar el calor del vehículo. Dentro de la bahía se encontraba el Sistema de Manipulación Remota (RMS), un brazo robótico de 15.2 metros de largo controlado desde la cubierta de vuelo, esencial para mover y posicionar las cargas útiles.

Fuselaje Trasero y Motores Principales

La sección trasera del Orbitador era el centro de la propulsión. Albergaba los sistemas de maniobra orbital (OMS) para los ajustes en órbita y, lo más importante, los tres motores principales del Transbordador Espacial (SSME, por sus siglas en inglés).

Los Motores Principales del Transbordador Espacial (SSME)

Estos tres motores, junto con los cohetes aceleradores sólidos, proporcionaban el empuje necesario para el despegue. Continuaban funcionando durante 8.5 minutos, acelerando el transbordador desde 4,828 km/h hasta más de 27,358 km/h para alcanzar la órbita. Consumían medio millón de galones de propelente líquido del tanque externo, una mezcla de hidrógeno líquido (a -252.8 °C) y oxígeno líquido. Su escape era principalmente vapor de agua. La temperatura en la cámara de combustión podía alcanzar los 3,315 °C, y cada motor era capaz de ser orientado (gimbaled) para dirigir el empuje y controlar la trayectoria del transbordador durante el ascenso.

Los Cohetes Aceleradores Sólidos (SRB)

Flanqueando el tanque externo se encontraban los dos cohetes aceleradores sólidos (SRB), responsables de proporcionar la mayor parte del empuje durante los primeros dos minutos de vuelo. Juntos, generaban un empuje de 5.3 millones de libras, permitiendo que el transbordador venciera la gravedad de la Tierra. A una altitud de aproximadamente 45 km, los SRB se separaban, descendían en paracaídas sobre el Océano Atlántico y eran recuperados por barcos para ser reacondicionados y reutilizados en futuras misiones.

Cada SRB era el motor de propelente sólido más grande jamás desarrollado para el vuelo espacial tripulado. Su combustible no era líquido, sino una mezcla sólida con una consistencia similar a la de una goma de borrar de lápiz.

Composición del Propelente de los SRB

El Tanque Externo (ET): La Columna Vertebral Naranja

La estructura más grande y pesada del conjunto de lanzamiento era el distintivo tanque externo de color naranja. Su función principal era almacenar el hidrógeno y el oxígeno líquidos que alimentaban los tres motores principales del Orbitador. Además, actuaba como la “columna vertebral” estructural, conectando el Orbitador y los dos SRB durante el ascenso y absorbiendo las enormes fuerzas del lanzamiento.

El ET estaba compuesto por dos tanques internos: un tanque de oxígeno líquido más pequeño en la parte delantera y un tanque de hidrógeno líquido mucho más grande en la parte trasera. A pesar de que el tanque de hidrógeno era 2.5 veces más grande en volumen, pesaba solo un tercio del tanque de oxígeno cuando estaba lleno, ya que el oxígeno líquido es 16 veces más denso que el hidrógeno líquido. La capa de espuma de poliisocianurato de color naranja que lo cubría era un sistema de protección térmica para mantener los propelentes a temperaturas criogénicas y proteger la estructura del calor aerodinámico.

Aproximadamente 8.5 minutos después del lanzamiento, una vez que su combustible se había agotado, el tanque externo era la única parte principal del sistema que no se reutilizaba. Se desprendía del Orbitador y se desintegraba en gran parte al reentrar en la atmósfera, cayendo los restos restantes en áreas predeterminadas del océano.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Cuántas personas podían viajar en el transbordador?

Normalmente, el transbordador podía llevar hasta siete miembros de la tripulación. Sin embargo, en un escenario de rescate, la cubierta intermedia podía reconfigurarse para acomodar a una tripulación de rescate de tres personas y hasta siete personas rescatadas.

¿Qué combustible usaban los motores principales del Orbitador?

Los tres motores principales (SSME) utilizaban propelentes líquidos: hidrógeno líquido como combustible y oxígeno líquido como oxidante. Ambos eran suministrados desde el Tanque Externo.

¿Se reutilizaban todas las partes del transbordador?

No. El Orbitador y los Cohetes Aceleradores Sólidos (SRB) fueron diseñados para ser reutilizables. Los SRB eran recuperados del océano y reacondicionados. Sin embargo, el Tanque Externo (ET) era desechable; se quemaba en la atmósfera después de cada lanzamiento.

¿Para qué servía el brazo robótico (RMS)?

El Sistema de Manipulación Remota, o Canadarm, era un brazo robótico de 15.2 metros ubicado en la bahía de carga. Era operado por los astronautas desde la cabina y se utilizaba para desplegar y recuperar satélites, mover grandes componentes para la construcción de la Estación Espacial Internacional y como plataforma para que los astronautas trabajaran durante las caminatas espaciales.

¿Cuál fue el primer Orbitador en volar al espacio?

El Orbitador Columbia (OV-102) fue el primero en volar al espacio en la misión STS-1, el 12 de abril de 1981, con los astronautas John Young y Bob Crippen a bordo.