Laboratorio espacial -Spacelab
Spacelab fue un laboratorio reutilizable desarrollado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y utilizado en ciertos vuelos espaciales volados por el transbordador espacial . El laboratorio constaba de múltiples componentes, incluido un módulo presurizado, un transportador no presurizado y otro hardware relacionado alojado en la bahía de carga del transbordador. Los componentes se organizaron en varias configuraciones para satisfacer las necesidades de cada vuelo espacial.
Los componentes de Spacelab volaron en un total de aproximadamente 32 misiones de transbordador, dependiendo de cómo se tabulen dicho hardware y misiones. Spacelab permitió a los científicos realizar experimentos en microgravedad en órbita geocéntrica . Había una variedad de hardware asociado con Spacelab, por lo que se puede hacer una distinción entre las principales misiones del programa Spacelab con científicos europeos que ejecutan misiones en el módulo habitable Spacelab, misiones que ejecutan otros experimentos de hardware Spacelab y otras misiones del Sistema de Transporte Espacial (STS) que usó algún componente del hardware de Spacelab. Existe cierta variación en el recuento de misiones de Spacelab, en parte porque había diferentes tipos de misiones de Spacelab con una amplia gama en la cantidad de hardware de Spacelab volado y la naturaleza de cada misión. Hubo al menos 22 misiones importantes de Spacelab entre 1983 y 1998, y el hardware de Spacelab se usó en otras misiones, y algunas de las paletas de Spacelab volaron hasta 2008.
Antecedentes e historia
En agosto de 1973, la NASA y la Organización Europea de Investigación Espacial (ESRO), ahora Agencia Espacial Europea o ESA, firmaron un memorando de entendimiento (MOU) para construir un laboratorio científico para uso en vuelos del transbordador espacial. La construcción de Spacelab fue iniciada en 1974 por Entwicklungsring Nord (ERNO), una subsidiaria de VFW-Fokker GmbH , luego de la fusión con Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) denominada MBB/ERNO, y se fusionó con EADS SPACE Transportation en 2003. El primer laboratorio módulo, LM1 , fue donado a la NASA a cambio de oportunidades de vuelo para los astronautas europeos. La NASA compró un segundo módulo, LM2 , para su propio uso a ERNO.
La construcción de los módulos Spacelab comenzó en 1974 por lo que entonces era la empresa ERNO-VFW-Fokker.
Spacelab es importante para todos nosotros por al menos cuatro buenas razones. Amplió la capacidad del transbordador para llevar a cabo la ciencia en órbita muchas veces. Proporcionó una oportunidad maravillosa y un ejemplo de una gran empresa conjunta internacional que involucra al gobierno, la industria y la ciencia con nuestros aliados europeos. El esfuerzo europeo proporcionó al mundo libre un sistema de laboratorio realmente versátil varios años antes de que hubiera sido posible si Estados Unidos hubiera tenido que financiarlo por su cuenta. Y, por último, proporcionó a Europa la experiencia en gestión y desarrollo de sistemas que necesitaban para entrar en el campo exclusivo de los vuelos espaciales tripulados.
— Administrador de la NASA, Spacelab: una historia de éxito internacional
A principios de la década de 1970, la NASA cambió su enfoque de las misiones lunares al transbordador espacial y también a la investigación espacial. El Administrador de la NASA en ese momento movió el enfoque de una nueva estación espacial al laboratorio espacial para el transbordador espacial planeado. Esto permitiría investigar tecnologías para futuras estaciones espaciales y aprovechar las capacidades del transbordador espacial para la investigación.
Spacelab fue producido por la Organización Europea de Investigación Espacial (ESRO), un consorcio de diez países europeos que incluyen:
- Austria
- Bélgica
- Dinamarca
- Francia
- Alemania Occidental / Alemania
- Italia
- Países Bajos
- España
- Suiza
- Reino Unido
Componentes
Además del módulo de laboratorio, el conjunto completo también incluía cinco paletas externas para experimentos en vacío construidas por British Aerospace (BAe) y un "Igloo" presurizado que contenía los subsistemas necesarios para la operación de configuración de vuelo solo paleta. Se calificaron ocho configuraciones de vuelo, aunque se podrían ensamblar más si fuera necesario.
El sistema tenía algunas características únicas, incluido un tiempo de respuesta previsto de dos semanas (para el tiempo de respuesta original del lanzamiento del transbordador espacial) y el roll-on-roll-off para cargar en aviones (transporte terrestre).
Spacelab consistía en una variedad de componentes intercambiables, siendo el principal un laboratorio tripulado que podía volar en la bahía del transbordador espacial y regresar a la Tierra. Sin embargo, el módulo habitable no tenía que volar para realizar una misión tipo Spacelab y había una variedad de paletas y otro hardware que respaldaba la investigación espacial. El módulo habitable amplió el volumen para que los astronautas trabajaran en un entorno de mangas de camisa y tenía espacio para bastidores de equipos y equipos de apoyo relacionados. Cuando no se usaba el módulo habitable, parte del equipo de apoyo para las paletas podía alojarse en el iglú más pequeño , un cilindro presurizado conectado al área de la tripulación del transbordador espacial.
La misión Spacelab generalmente apoyó múltiples experimentos, y la misión Spacelab 1 tuvo experimentos en los campos de física de plasma espacial, física solar , física atmosférica , astronomía y observación de la Tierra . La selección de los módulos apropiados formaba parte de la planificación de la misión para las misiones del Spacelab Shuttle y, por ejemplo, una misión podría necesitar menos espacio habitable y más tarimas, o viceversa.
Módulo habitable
El módulo de laboratorio habitable de Spacelab comprendía un entorno cilíndrico en la parte trasera de la bahía de carga útil del orbitador del transbordador espacial, conectado al compartimiento de la tripulación del orbitador por un túnel. El laboratorio tenía un diámetro exterior de 4,12 m (13,5 pies) y cada segmento una longitud de 2,7 m (8 pies 10 pulgadas). El módulo de laboratorio constaba como mínimo de un segmento central, que podía usarse solo en una configuración de módulo corto . La configuración del módulo largo incluía un segmento de experimento adicional. También fue posible operar experimentos de Spacelab desde la cubierta de vuelo de popa del orbitador.
El túnel presurizado tenía su punto de conexión en la cubierta intermedia del orbitador. Había dos túneles de diferente longitud según la ubicación del módulo habitable en la bahía de carga útil. Cuando no se usaba el módulo de laboratorio, pero se necesitaba espacio adicional para equipos de apoyo, se podía usar otra estructura llamada Igloo .
Se construyeron dos módulos de laboratorio, identificados como LM1 y LM2. LM1 está en exhibición en el Centro Steven F. Udvar-Hazy en el Museo Smithsonian del Aire y el Espacio detrás del transbordador espacial Discovery . LM2 estuvo en exhibición en la exposición Bremenhalle en el aeropuerto de Bremen de Bremen , Alemania, de 2000 a 2010. Reside en el edificio 4c en la planta cercana de Airbus Defence and Space desde 2010 y solo se puede ver durante las visitas guiadas.
Paleta
El Spacelab Pallet es una plataforma en forma de U para montar instrumentación, instrumentos grandes, experimentos que requieren exposición al espacio e instrumentos que requieren un gran campo de visión, como telescopios. El palet tiene varios puntos duros para el montaje de equipos pesados. El palé se puede utilizar en configuración individual o apilado de extremo a extremo en configuraciones dobles o triples. Se pueden configurar hasta cinco tarimas en la bahía de carga del transbordador espacial utilizando configuraciones de tarimas dobles y tarimas triples.
El Spacelab Pallet utilizado para transportar Canadarm2 y Dextre a la Estación Espacial Internacional se encuentra actualmente en el Museo del Espacio y la Aviación de Canadá , prestado por la NASA a través de la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
Un Spacelab Pallet fue transferido al Swiss Museum of Transport para exhibición permanente el 5 de marzo de 2010. El Pallet, apodado Elvis , se usó durante la misión STS-46 de ocho días, del 31 de julio al 8 de agosto de 1992, cuando el astronauta de la ESA Claude Nicollier fue a bordo del transbordador espacial Atlantis para desplegar la misión científica European Retrievable Carrier (Eureca) de la ESA y el sistema de satélites anclados (TSS-1) conjunto NASA/ASI ( Agencia Espacial Italiana ) . El Pallet transportaba TSS-1 en la bodega de carga del Transbordador.
Otro Spacelab Pallet está en exhibición en el Museo Nacional del Aire y el Espacio de EE. UU. en Washington, DC Hubo un total de diez Spacelab Pallet volados al espacio.
Iglú
En los vuelos espaciales en los que no volaba un módulo habitable, pero sí paletas, un cilindro presurizado conocido como Igloo transportaba los subsistemas necesarios para operar el equipo Spacelab. El iglú medía 3 m (9,8 pies) de altura, tenía un diámetro de 1,5 m (4 pies 11 pulgadas) y pesaba 1100 kg (2400 libras). Se fabricaron dos unidades Igloo, ambas por la empresa belga SABCA , y ambas se utilizaron en vuelos espaciales. Se voló un componente Igloo en Spacelab 2 , ASTRO-1 , ATLAS-1, ATLAS-2, ATLAS-3 y ASTRO-2.
Un Spacelab Igloo está en exhibición en el James S. McDonnell Space Hangar en el Steven F. Udvar-Hazy Center en los EE. UU.
Sistema de Señalización de Instrumentos
El IPS era un dispositivo apuntador con cardán, capaz de apuntar telescopios, cámaras u otros instrumentos. El IPS se utilizó en tres misiones diferentes del transbordador espacial entre 1985 y 1995. El IPS fue fabricado por Dornier y se fabricaron dos unidades. El IPS se construyó principalmente con aluminio, acero y aislamiento multicapa .
El IPS se montaría dentro de la bahía de carga útil del transbordador espacial Orbiter y podría proporcionar una orientación cardánica de 3 ejes. Fue diseñado para una precisión de puntería de menos de 1 segundo de arco (una unidad de grado) y tres modos de puntería, incluidos los modos centrados en la Tierra, el Sol y las Estrellas. El IPS se montó en un palé expuesto al espacio exterior en la bahía de carga útil.
Misiones IPS:
- Spacelab 2, también conocido como STS-51-F, lanzado en 1985
- Astro-1, también conocido como STS-35 lanzado en 1990
- Astro-2, también conocido como STS-67 lanzado en 1995
La misión Spacelab 2 voló el Telescopio de infrarrojos (IRT), que era un telescopio de infrarrojos refrigerado por helio de 15,2 cm (6,0 pulgadas) de apertura, que observaba la luz entre longitudes de onda de 1,7 a 118 μm. IRT recopiló datos infrarrojos en el 60% del plano galáctico.
Lista de piezas
Ejemplos de componentes o hardware de Spacelab:
- Esclusa de aire EVA
- Túnel
- Adaptador de túnel
- Iglú
- Módulo de laboratorio espacial
- Cono extremo delantero
- Cono final de popa
- Módulo/segmento central
- Bastidores de experimentos
- Experimento segmento/módulo
- Equipo de apoyo de tierra eléctrica
- Equipo de apoyo mecánico en tierra
- Subsistema de distribución de energía eléctrica
- Subsistema de Mando y Gestión de Datos
- Subsistema de Control Ambiental
- Sistema de Señalización de Instrumentos
- Estructura de palets
- Estructura de apoyo a experimentos multipropósito (MPESS)
El ensamblaje del Orbitador de duración extendida (EDO) no era hardware de Spacelab, estrictamente hablando. Sin embargo, se usó con mayor frecuencia en vuelos de Spacelab. Además, la NASA lo usó más tarde con los módulos SpaceHab .
Misiones de laboratorio espacial
Los componentes de Spacelab volaron en 22 misiones del transbordador espacial desde noviembre de 1983 hasta abril de 1998. Los componentes de Spacelab fueron dados de baja en 1998, excepto los Pallets. El trabajo científico se trasladó a la Estación Espacial Internacional (ISS) y al módulo Spacehab , un transportador presurizado similar al Módulo Spacelab. Un Spacelab Pallet se volvió a poner en servicio en 2000 para volar en STS-99 . El "Spacelab Pallet - Deployable 1 (SLP-D1) con Canadian Dextre (Purpose Dexterous Manipulator)" se lanzó en STS-123 . Los componentes de Spacelab se utilizaron en 41 misiones del transbordador en total.
Los módulos habitables volaron en 16 misiones del transbordador espacial en las décadas de 1980 y 1990. Las misiones Spacelab Pallet se volaron 6 veces y Spacelab Pallets se volaron en otras misiones 19 veces.
Nombre de la misión | orbitador | Fecha de lanzamiento | Nombre de la misión del laboratorio espacial |
Módulo presurizado |
Módulos sin presión |
---|---|---|---|---|---|
STS-2 | Columbia | 12 de noviembre de 1981 | OSTA-1 | 1 palet (E002) | |
STS-3 | Columbia | 22 de marzo de 1982 | OSS-1 | 1 palet (E003) | |
STS-9 | Columbia | 28 de noviembre de 1983 | laboratorio espacial 1 | Módulo LM1 | 1 paleta (F001) |
STS-41-G | Desafiador | 5 de octubre de 1984 | OSTA-3 | 1 paleta (F006) | |
STS-51-A | Descubrimiento | 8 de noviembre de 1984 | Recuperación de 2 satélites | 2 paletas (F007+F008) | |
STS-51-B | Desafiador | 29 de abril de 1985 | laboratorio espacial 3 | Módulo LM1 | MPESS |
STS-51-F | Desafiador | 29 de julio de 1985 | laboratorio espacial 2 | Iglú | 3 Paletas (F003+F004+F005) + IPS |
STS-61-A | Desafiador | 30 de octubre de 1985 | Laboratorio espacial D1 | Módulo LM2 | MPESS |
STS-35 | Columbia | 2 de diciembre de 1990 | ASTRO-1 | Iglú | 2 Paletas (F002+F010) + IPS |
STS-40 | Columbia | 5 de junio de 1991 | SLS-1 | Módulo LM1 | |
STS-42 | Descubrimiento | 22 de enero de 1992 | IML-1 | Módulo LM2 | |
STS-45 | Atlántida | 24 de marzo de 1992 | ATLAS-1 | Iglú | 2 paletas (F004+F005) |
STS-50 | Columbia | 25 de junio de 1992 | USML-1 | Módulo LM1 | EDO |
STS-46 | Atlántida | 31 de julio de 1992 | TSS-1 | 1 paleta (F003) | |
STS-47 (J) | Empeño | 12 de septiembre de 1992 | Laboratorio espacial-J | Módulo LM2 | |
STS-56 | Descubrimiento | 8 de abril de 1993 | ATLAS-2 | Iglú | 1 paleta (F008) |
STS-55 (D2) | Columbia | 26 de abril de 1993 | Laboratorio espacial D2 | Módulo LM1 | Estructura de soporte único (USS) |
STS-58 | Columbia | 18 de octubre de 1993 | SLS-2 | Módulo LM2 | EDO |
STS-61 | Empeño | 2 de diciembre de 1993 | HST SM 01 | 1 paleta (F009) | |
STS-59 | Empeño | 9 de abril de 1994 | SRL-1 | 1 paleta (F006) | |
STS-65 | Columbia | 8 de julio de 1994 | IML-2 | Módulo LM1 | EDO |
STS-64 | Descubrimiento | 9 de septiembre de 1994 | LITE | 1 paleta (F007) | |
STS-68 | Empeño | 30 de septiembre de 1994 | SRL-2 | 1 paleta (F006) | |
STS-66 | Atlántida | 3 de noviembre de 1994 | ATLAS-3 | Iglú | 1 paleta (F008) |
STS-67 | Empeño | 2 de marzo de 1995 | ASTRO-2 | Iglú | 2 Palets (F002+F010) + IPS + EDO |
STS-71 | Atlántida | 27 de junio de 1995 | Spacelab-Mir | Módulo LM2 | |
STS-73 | Columbia | 20 de octubre de 1995 | USML-2 | Módulo LM1 | EDO |
STS-75 | Columbia | 22 de febrero de 1996 | TSS-1R / USMP-3 | 1 Palet (F003) + 2 MPESS + EDO | |
STS-78 | Columbia | 20 de junio de 1996 | LMS | Módulo LM2 | EDO |
STS-82 | Descubrimiento | 21 de febrero de 1997 | HST SM 02 | 1 paleta (F009) | |
STS-83 | Columbia | 4 de abril de 1997 | MSL-1 | Módulo LM1 | EDO |
STS-94 | Columbia | 1 de julio de 1997 | MSL-1R | Módulo LM1 | EDO |
STS-90 | Columbia | 17 de abril de 1998 | Neurolaboratorio | Módulo LM2 | EDO |
STS-103 | Descubrimiento | 20 de diciembre de 1999 | HST SM 03A | 1 paleta (F009) | |
STS-99 | Empeño | 11 de febrero de 2000 | SRTM | 1 paleta (F006) | |
STS-92 | Descubrimiento | 11 de octubre de 2000 | montaje de la ISS | 1 paleta (F005) | |
STS-100 | Empeño | 19 de abril de 2001 | montaje de la ISS | 1 paleta (F004) | |
STS-104 | Atlántida | 12 de julio de 2001 | montaje de la ISS | 2 paletas (F002+F010) | |
STS-109 | Columbia | 1 de marzo de 2002 | HST SM 03B | 1 paleta (F009) | |
STS-123 | Empeño | 11 de marzo de 2008 | montaje de la ISS | 1 paleta (F004) | |
STS-125 | Atlántida | 11 de mayo de 2009 | HST SM 04 | 1 paleta (F009) |
Acrónimos del nombre de la misión:
- ATLAS: Laboratorio Atmosférico de Aplicaciones y Ciencia
- ASTRO: No es un acrónimo; abreviatura de "astronomía"
- IML: Laboratorio Internacional de Microgravedad
- LITE: Experimento de tecnología Lidar en el espacio
- LMS: Ciencias de la Vida y Microgravedad
- MSL: Laboratorio de Ciencias de los Materiales
- SLS: laboratorio espacial de ciencias de la vida
- SRL: Laboratorio de Radar Espacial
- TSS: Sistema de satélite atado
- USML: Laboratorio de microgravedad de EE. UU.
- USMP: carga útil de microgravedad de EE. UU.
Además de contribuir a las misiones de la ESA, Alemania y Japón financiaron sus propias misiones del transbordador espacial y del laboratorio espacial. Aunque superficialmente similares a otros vuelos, en realidad fueron las primeras y únicas misiones espaciales tripuladas no estadounidenses ni europeas con control completo alemán y japonés.
La primera misión de Alemania Occidental Deutschland 1 (Spacelab-D1, DLR-1, designación de la NASA STS-61-A ) tuvo lugar en 1985. Una segunda misión similar, Deutschland 2 (Spacelab-D2, DLR-2, designación de la NASA STS-55 ), se planeó por primera vez para 1988, pero debido al desastre del transbordador espacial Challenger , se retrasó hasta 1993. Se convirtió en la primera misión espacial humana alemana después de la reunificación alemana .
La única misión de Japón, Spacelab-J (designación de la NASA STS-47 ), tuvo lugar en 1992.
Otras misiones
- STS-92 , octubre de 2000, PMA -3, ( descubrimiento )
- STS-108 , diciembre de 2001, portador de estructura de soporte peculiar de misión ligera (LMC) ( Endeavour )
- STS-123 , marzo de 2008, paleta ( Endeavour ), Dextre
Misiones canceladas
Spacelab-4, Spacelab-5 y otras misiones planificadas de Spacelab fueron canceladas debido al desarrollo tardío del transbordador y el desastre del Challenger .
Galería
Spacelab en bahía de carga útil durante STS-90
Transbordador Columbia durante STS-9 con Spacelab Module LM1 y túnel en su bahía de carga
Legado
El legado de Spacelab sigue vivo en forma de MPLM y los sistemas derivados de él. Estos sistemas incluyen las naves espaciales ATV y Cygnus utilizadas para transferir cargas útiles a la Estación Espacial Internacional , y los módulos Columbus , Harmony y Tranquility de la Estación Espacial Internacional .
La misión Spacelab 2 examinó el 60% del plano galáctico en infrarrojo en 1985.
Spacelab fue un programa extremadamente grande, y esto fue mejorado por diferentes experimentos y múltiples cargas útiles y configuraciones durante dos décadas. Por ejemplo, en un subconjunto de solo una parte de la misión Spacelab 1 (STS-9), se volaron al espacio no menos de ocho sistemas de imágenes diferentes. Incluyendo esos experimentos, hubo un total de 73 experimentos separados en diferentes disciplinas solo en el vuelo Spacelab 1. Las misiones de Spacelab realizaron experimentos en materiales, vida, solar, astrofísica, atmosférica y ciencias de la Tierra.
Spacelab representa una importante inversión del orden de los mil millones de dólares de nuestros amigos europeos. Pero su finalización marca algo igualmente importante: el compromiso de un equipo obstinado, dedicado y talentoso proveniente de gobiernos, universidades e industrias de la ESA que se mantuvieron firmes durante una década y llevaron a cabo el proyecto. Estamos orgullosos de su perseverancia y lo felicitamos por su éxito.
— Administrador de la NASA, 1982
Diagrama, módulo Spacelab y palet
Ver también
- Viajero gratuito de Columbus Man-Tended
- Hermes (nave espacial)
- Estación Espacial Internacional
- Retiro del transbordador espacial
- Libertad de la estación espacial
- Módulo Spacehab (varios, que no debe confundirse con Spacelab)
- Spacelab , una canción de 1978 de Kraftwerk
Referencias
enlaces externos
- Historia de Spacelab en NASA.gov Archivado el 18 de septiembre de 2012 en Wayback Machine .
- Spacelab: un laboratorio orbital internacional de corta estancia, NASA-EP-165 en NASA.gov
- Ciencia en órbita: la experiencia del transbordador y el laboratorio espacial, 1981–1986, NASA-NP-119 en NASA.gov
- Cargas útiles de Spacelab en vuelos de transbordador en NASA.gov
- Colección James Downey, Archivos UAH y Archivos de colecciones especiales de James A. Downey III, gerente de proyecto para cargas útiles de Spacelab
- Lord, Douglas R. Spacelab Una historia de éxito internacional , NASA-SP-487 NASA, 1 de enero de 1987
- SLP/2104-2: Manual de alojamiento de la carga útil de Spacelab