El Módulo MLM ‘Nauka’ para ISS.
Roscosmos,
la Agencia Cosmonáutica Federal de Rusia, tiene previsto próximamente —hacia la
mitad de 2017 según el último anuncio oficial— el lanzamiento mediante un
cohete Proton-M del Módulo MLM Nauka
[Наука; Naúka, literalmente ciencia] para ser acoplado al Segmento Orbital Ruso [ROS, Russian Orbital Segment] de la Estación Espacial Internacional (ISS).
Nauka es un módulo de grandes dimensiones y masa de cerca de 13 metros de
longitud, 4.11 m de diámetro máximo, 70 m³ de volumen presurizado y 21.2
toneladas en el lanzamiento (hasta 24 toneladas de masa en órbita).
El MLM Nauka es el primer
módulo específicamente dedicado a la investigación
y experimentación científicas del Segmento ruso de la ISS —con 16
estaciones de trabajo interiores y una docena más en el exterior— y además
amplía el Sistema de soporte vital de la Estación e incorpora nuevos
compartimentos de descanso y aseo para los tripulantes, una esclusa automática
exterior de experimentación científica, un brazo robótico de fabricación
europea, un panel radiador de control térmico de grandes dimensiones, así como
generación adicional de energía eléctrica gracias a los 75 m² de superficie de
sus paneles solares fotovoltaicos.
CONFIGURACIÓN EXTERIOR DEL ‘NAUKA’: NAVE AUTOMÁTICA Y
MÓDULO ORBITAL
En cuanto a su
configuración externa, el MLM Nauka tiene un aspecto general muy similar al
primer elemento de la ISS, el módulo de fabricación rusa FGB Zarya [Bloque funcional de carga], lanzado y puesto en órbita
en 1998. De hecho, el MLM Nauka fue inicialmente concebido como un módulo de
reserva idéntico al FGB Zarya y designado FGB-2.
Los módulos Zarya, Zvezda
o el propio Nauka del Segmento ruso de la ISS son máquinas complejas, sobre
todo si los comparamos con los módulos estadounidenses, japonés o europeo. La
principal diferencia estriba en que los citados módulos rusos no son sólo
habitáculos presurizados, sino también naves espaciales capacitadas para
alcanzar la órbita de una estación orbital y acoplarse a ésta de forma activa y
automática; mientras que los módulos del Segmento estadounidense llegaron a la
ISS dentro de la bodega de carga de los extintos transbordadores espaciales de
la NASA y fueron acoplados mediante brazo robótico.
Sobre el fuselaje del
módulo, fabricado en aleación de aluminio con una cobertura textil térmica y de
protección contra micrometoritos, se sitúan depósitos de combustible, oxidante,
nitrógeno y paneles radiadores. A babor y estribor están ubicados sendos paneles
solares fotovoltaicos desplegables y orientables de 10.67 x 3.35 m cada uno y
75 m² de superficie total que generan alrededor de 3 kW de energía eléctrica.
Una vez acoplado el Nauka a la ISS, será fijado a éste un panel radiador
adicional desplegable de tres elementos que actualmente está alojado en el
módulo Rassvet.
El ‘Nauka’ durante el proceso de
fabricación, sin la cobertura térmica textil. Izquierda: en primer plano, la
Unidad de acoplamiento activo (aún sin la Sonda de acoplamiento), la parte del
módulo que se unirá a la ISS. • Derecha: los motores de maniobra orbital a
ambos lados; en el centro (círculo rojo), una de las plataformas giratorias a
las que van fijados los paneles solares; en el extremo derecho, el Adaptador
presurizado con los dos puertos del módulo y la cúpula superior que aloja una
ventana.
Además de una nave, el
Nauka es un puerto: a su Unidad de acoplamiento pasivo híbrido SSP-G [ССП-Г],
situada en el extremo opuesto a la Unidad de acoplamiento activo, se pueden
acoplar naves tripuladas Soyuz, cargueros Progress u otro módulo. El puerto de
acoplamiento híbrido SSP-G permite recibir tanto vehículos espaciales con
unidad de acoplamiento activo (caso de las naves Soyuz o Progress) como los
dotados con unidades de acoplamiento híbrido. Una unidad de acoplamiento
andrógino sirve de puerto para la Esclusa automática exterior de
experimentación científica, actualmente alojada en el exterior del módulo
Rassvet (junto con el panel radiador y un codo suplementario del brazo robótico
ERA) y que será trasladada al Nauka una vez acoplado.
Esclusa automática (arriba) y panel
radiador (abajo) alojados en el módulo ‘Rassvet’ del Segmento ruso de la ISS.
Pasarán a ser operativos cuando sean fijados al módulo ‘Nauka’ tras su
acoplamiento. En el margen superior derecho de la imagen se distinguen también
los módulos ‘Zarya’, ‘Pirs’ (con un carguero Progress acoplado) y ‘Zvezda’ (en
el extremo superior derecho)
El equipamiento exterior
lo completa el Brazo robótico ERA
(European Robotic Arm) fabricado en los Países Bajos, una estructura
articulada de fibra de carbono y aluminio de 11.3 m de longitud, 8 toneladas de
capacidad de carga y ±5 mm de precisión en sus extremos [End Effector 1 y 2].
El ERA dispone de bases de trabajo en tres diferentes ubicaciones del fuselaje
del Nauka y formará equipo con la Esclusa automática para introducir o extraer
cargas de pago científicas hacia el interior o el exterior, donde se alojan un
total de 12 [ó 13 según fuentes] estaciones externas para las cargas de pago
denominadas External Multipurpose Workstations (EMPWS), dotadas con anclajes
para la fijación de las cargas científicas.
Componentes principales del brazo robótico
europeo ERA.
La combinación de una
esclusa automática y un brazo robótico que puede ser dirigido desde un puesto
de control interior mediante la unidad IMMI (equipo informático Intravehicular
Activity Man Machine), servirá para minimizar la necesidad de actividades extravehiculares
para trasladar cargas científicas llegadas a la ISS hacia las estaciones de
trabajo (EMPWS) del exterior del módulo. No obstante, el sistema ERA incluye
una unidad EMMI (Extravehicular Activity Man Machine) con la que los
cosmonautas en actividad extravehicular podrán gobernar el brazo robótico
también desde el exterior.
CONFIGURACIÓN INTERIOR: CIENCIA, TECNOLOGÍA Y NUEVOS
SERVICIOS.
La sección principal del
Nauka es el Laboratorio, un cilindro con una longitud de cerca de 10 metros por
3 de diámetro (4.11 m de diámetro máximo) y 58 m³ de volumen presurizado que
conecta el módulo con el Segmento ruso de la ISS (módulo Zvezda) a través de la
Unidad de acoplamiento activo ASA-G [АСА-Г]. El Laboratorio dispone de 16
puestos de trabajo fundamentalmente dedicados a la experimentación e
investigación científicas, entre los que destacamos los siguientes:
Tres racks de baterías de experimentos que podrán ser contratados por agencias, empresas o
centros de investigación con un sistema de bandejas deslizantes donde se
alojarán los equipos científicos. La combinación de múltiples racks y
estaciones de trabajo en el Laboratorio, así como las plataformas científicas
en el exterior del módulo Nauka, ampliarán las posibilidades de uso comercial
del Segmento orbital ruso de la ISS.
Compartimentos especiales para el almacenaje de carga
científica en un entorno de
temperatura y ambiente controlados termostáticamente.
Puesto de control de la actividad extravehicular con las estaciones de trabajo científicas exteriores
EMPWS que incluye la unidad IMMI del sistema ERA para el control del brazo
robótico y el ordenador multifunción DMS-R.
Cámara de vacío para experimentos en un entorno de atmósfera cero accesible desde el
interior del Laboratorio.
Glovebox de microgravedad, una caja de guantes para manipular objetos en un
entorno hermético. [En la imagen, la unidad ‘Microgravity Science Glovebox’
instalada en la ISS por la Agencia Espacial Europea.
Plataforma móvil a prueba de vibraciones para trabajos y experimentos que requieran especial
precisión en la manipulación de objetos.
La tecnología de materiales en microgravedad tiene también su espacio en el Laboratorio con una
sección peculiar en una estación espacial: un taller habilitado con las
herramientas necesarias para su funcionamiento, incluyendo equipos de corte,
perforación y soldadura.
Configuración interior
del MLM ‘Nauka’
Además de los
compartimentos de servicio dedicados a los equipos de energía y del Sistema de
soporte vital, el Laboratorio del Nauka incluye una serie de componentes que
mejorarán la calidad de vida de la tripulación de la ISS:
Cabina de descanso individual que se añade a las dos ya existentes en el módulo
Zvezda del Segmento ruso.
Cuarto de aseo para los cosmonautas similar al WC del módulo Zvezda.
Unidad para el reciclaje de orina y su conversión en
agua (el líquido elemento es un bien
escaso en una estación espacial).
Dos compartimentos de despensa de víveres, uno de ellos frigorífico y otro para alimentos no
refrigerados.
Izquierda: interior del Laboratorio del
módulo ‘Nauka’ durante el proceso de fabricación, aún sin ‘decorar’. Al fondo
se distinguen la cabina individual de descanso (fijada al “techo”) y el acceso
circular de la escotilla que da paso al Adaptador presurizado. [Foto: Energia]
• Derecha: fotografía del interior del módulo FGB ‘Zarya’ de la ISS captada
desde una posición muy similar a la de la imagen de la izquierda. [Foto: NASA]
Izquierda: aseo del módulo ‘Zvezda’, hasta
ahora el único WC del Segmento ruso de la ISS, en una réplica de exposición a
escala real. El ‘Nauka’ aportará otro WC similar, algo que sin duda agradecerán
los cosmonautas. [Foto: Oleh Dovhal] • Derecha: el Adaptador presurizado
(primer plano) durante la fabricación del ‘Nauka’. Se distinguen la cúpula con
ventana (arriba), el puerto del módulo (parte frontal) y los motores de
maniobra orbital.
Conectado al Laboratorio
mediante una escotilla estanca que da paso a una intersección cónica, está el Adaptador presurizado, una sección esférica que sirve para la transferencia
entre el Nauka y otros vehículos acoplados a éste. Consta de dos puertos de
acoplamiento: un puerto para naves u otro módulo con un diámetro de acceso de
80 cm (unidad SSP-G [ССП-Г]) y otro con una compuerta hermética interior
especialmente diseñado para la conexión de la Esclusa automática y el acceso a ella desde el módulo. El Adaptador
presurizado integra además una cúpula con
una ventana circular que estará orientada hacia la Tierra una vez acoplado el
módulo en el eje cénit-nadir de la ISS.
Nuevos módulos rusos: la ISS y más allá – Proyectos
2017-2019.
Los nuevos módulos que se
añadirán al Segmento ruso de la ISS en próximos años y que posteriormente
integrarían la primera fase de una futura Estación orbital rusa independiente
—denominada provisionalmente ROB (Rossiskaia Orbitalnaia Baza, Base orbital
rusa)— son los siguientes, según los planes de Roscosmos:
2017: MLM Nauka. Módulo Laboratorio Multifuncional* de 21 toneladas en el lanzamiento
con 70 m³ de volumen presurizado y acoplado al puerto nadir del módulo Zvezda,
actualmente ocupado por el módulo-esclusa DC Pirs (13 m³, 3.8 t). Previamente,
el módulo Pirs será desacoplado por un carguero Progress y sufrirá un “destino
fatal”: su desorbitación y destrucción en la reentrada.
2018: UM Prichal. Módulo de Acoplamiento* de forma esférica, unas 4 toneladas de masa y
cerca de 20 m³ de volumen presurizado que dispone de cinco puertos libres para
naves y módulos. Será acoplado al puerto nadir (la parte orientada hacia la
Tierra) del módulo Nauka y actualmente está en proceso de fabricación.
2019: NEM.
Módulo Científico-Energético* de 21 toneladas en el lanzamiento y 94 m³ de
volumen presurizado que se acoplará al puerto de estribor del módulo UM
Prichal. El NEM —actualmente en fases previas a la fabricación— es el primer proyecto
de módulo ruso de gran tamaño cuyo diseño no está estrictamente basado en los
módulos del programa espacial tripulado de la URSS.
Plan de ampliación del Segmento orbital ruso de la
ISS (2017-2019)
Estación Espacial Internacional.
Fuente
Ciudad Futura/NASA
ISS Russian Segment User Manual (2011)
Guide to the International Space Station (NASA, 2015)
ESA/ATG
