Progress M – Nave espacial y satélites

Nave Espacial Progress

 Foto: NASA
Foto: NASA

El Progress ruso es una nave espacial de reabastecimiento de carga no tripulada que se basa en gran medida en la Soyuz tripulada. Se utiliza para reabastecer Estaciones Espaciales y se utilizó para las Estaciones Espaciales Rusas Salyut y Mir, así como para la Estación Espacial Internacional que recibe tres o cuatro vuelos Progress al año.

Progress es capaz de transportar carga presurizada en su transportador de carga presurizado y también entregar propulsores, agua y gases presurizados a la Estación Espacial. El primer progress voló en 1978 a la Estación Espacial Rusa Salyut 6. Desde entonces, Progress se actualizó varias veces, pasando por varias generaciones con su generación más reciente volando bajo la designación de Progress M-M.

Progress se lanza en el cohete Soyuz, actualmente en el Soyuz-U, pero cuando este vehículo se haya eliminado, Soyuz 2 se encargará de llevar el Progress a órbita. El Progress puede atracar en cualquier puerto del Segmento ruso de la Estación Espacial Internacional.

 Foto: NASA
Foto: NASA

Una vez atracado y asegurado en su lugar, la escotilla del transportador de carga presurizado puede ser abierta por la tripulación para descargar la carga. Debido a que está tripulado en órbita (los miembros de la tripulación pueden ingresar a la nave espacial), Progress se clasifica como una nave espacial tripulada, aunque se lanza sin tripulación.

Durante su estancia en la Estación Espacial, toda la carga se transfiere a la ISS. Esto incluye la carga seca que es transferida por la tripulación, el agua que también se transfiere internamente, el oxígeno y el gas nitrógeno que se liberan para reprimir la atmósfera de la estación, y el propulsor que se transfiere a través de un sistema de transferencia dedicado que se alimenta a los tanques en el Segmento ruso.

Después, el Progreso se carga con basura y elementos que ya no se necesitan antes de que la escotilla se cierre y la nave espacial se desbloquee. El Progreso no tiene un escudo térmico y hace un reingreso destructivo y objetivo para terminar su misión.

Detalles Técnicos

Tipo Progress M
Fabricante RKK Energia
Longitud 7.23 m
Max Diámetro 2.72 m
Módulo de Carga de Diámetro 2,20 m
Span 10.6 m
Masa de Lanzamiento 7.200 kg
la Tripulación 0
El Volumen De Carga 6.6m3

Al igual que la nave espacial Soyuz, el Progress consta de tres secciones, un Módulo de Instrumentación y Propulsión, un Módulo de Reabastecimiento de Combustible (en lugar del Módulo de Entrada del Soyuz tripulado) y un Módulo de Carga presurizado que contiene el sistema de atraque y un sistema de transferencia de propulsante. Progress tiene una masa de lanzamiento de hasta 7.200 kilogramos. Es 7.23 metros de largo con un diámetro máximo de 2.72 metros y un módulo de carga diámetro de 2,2 metros.

Progress puede transportar hasta 1.800 kg de carga seca, 420 kg de agua, 50 kg de aire u oxígeno y 850 kg de propulsantes. Para el viaje a casa, Progress se puede cargar con 1.000 a 1.600 kg de basura y 400 kg de residuos líquidos. Totalmente desplegado en órbita, Progress tiene un alcance de 10,6 metros.

Progress está certificado para permanecer en órbita hasta seis meses. En su horario de vuelo regular, un Progress se desactiva poco antes de que se lance otro para desocupar el puerto de atraque. En el pasado, los vehículos Progress han llevado a cabo una variedad de misiones secundarias después de completar su vuelo de reabastecimiento de carga, incluidos experimentos científicos y demostraciones técnicas en el espacio. A diferencia del Soyuz, Progress no es capaz de separar sus módulos, porque no está diseñado para sobrevivir al reingreso.

Foto: NASA
Foto: NASA

Módulo de Carga

Foto: NASA
Foto: NASA
Carga útil total 2.350 kg
Carga seca máxima 1.800 kg
Agua 420 kg
Aire / Oxígeno 50 kg
Combustible de repostaje 880 kg
Carga de eliminación Hasta 1.600 Kilogramos
Capacidad de residuos líquidos 400 kg

Al igual que la nave espacial Soyuz, el Progress consta de tres secciones, un Módulo de Instrumentación y Propulsión, un Módulo de reabastecimiento de combustible (en lugar del Módulo de Entrada del Soyuz tripulado) y un Módulo de Carga presurizado que contiene el sistema de atraque y un sistema de transferencia de propulsante.

Progress tiene una masa de lanzamiento de hasta 7.200 kilogramos. Es 7.23 metros de largo con un diámetro máximo de 2.72 metros y un módulo de carga diámetro de 2,2 metros.

Progress puede transportar hasta 1.800 kg de carga seca, 420 kg de agua, 50 kg de aire u oxígeno y 850 kg de propulsantes. Para el viaje a casa, Progress se puede cargar con 1.000 a 1.600 kg de basura y 400 kg de residuos líquidos. Totalmente desplegado en órbita, Progress tiene un alcance de 10,6 metros.

Progress está certificado para permanecer en órbita hasta seis meses. En su horario de vuelo regular, un Progress se desactiva poco antes de que se lance otro para desocupar el puerto de atraque. En el pasado, los vehículos Progress han llevado a cabo una variedad de misiones secundarias después de completar su vuelo de reabastecimiento de carga, incluidos experimentos científicos y demostraciones técnicas en el espacio. A diferencia del Soyuz, Progress no es capaz de separar sus módulos, porque no está diseñado para sobrevivir al reingreso.

Módulo de reabastecimiento de combustible

Soyuz Progress - Foto: NASA
Soyuz & Progress – Foto: NASA

En lugar del Módulo de Descenso del Soyuz, el Progress cuenta con un Módulo de Reabastecimiento de combustible que contiene cuatro tanques de propulsante llenos de combustible asimétrico de Dimetilhidracina y oxidante de Tetróxido de Nitrógeno para su transferencia a la Estación Espacial.

Además, el módulo tiene dos tanques de agua que pueden transportar hasta 420 kg de agua a la Estación Espacial y 400 kg de residuos líquidos (aguas residuales y orina) en su viaje hacia la reentrada destructiva. Además, el Módulo de repostaje está equipado con tanques de gas esféricos que pueden transportar hasta 50 Kilogramos de Oxígeno comprimido, Nitrógeno o aire a la estación espacial.

Los propulsantes se transfieren a través de conectores a la interfaz de acoplamiento desde donde se dirigen a través de un adaptador de propulsante para entrar en el sistema de propulsante de la estación. Estas líneas de transferencia se lavan después de las transferencias para evitar la contaminación. Las líneas de transferencia no pasan a través de los compartimentos de la tripulación de Progress o ISS, para asegurarse de que la tripulación no pueda entrar en contacto con los propulsantes tóxicos.

Los tanques de gas también están ubicados en el exterior del módulo de tripulación para que las fugas no liberen gas en la estación y causen un ambiente rico en oxígeno.

la Instrumentación y de Propulsión del Módulo

Diámetro 2.72 m
Masa de Lanzamiento ~2,900 kg
Habitable Volumen 0m3
Sistema de Propulsión principal KTDU-80
Motor Principal S5.80
Trust 2,950N
Attitude Control 28 DPO Thrusters
Thrust 26.5N/130N
Oxidizer Nitrogen Tetroxide
Fuel Unsymmetrical Dimethylhydrazine
Propellant Mass 880kg
Power Generation 2 Solar Arrays
Span 10.6m
Superficie 10m2
Potencia 1000W
Ordenador de vuelo TsVM-101

Este módulo es similar en construcción al del Soyuz, pero presenta una configuración ligeramente diferente de sus subsistemas. Lleva el sistema de propulsión, el sistema de energía eléctrica y los paquetes de sensores, así como computadoras de vuelo. Un contenedor presurizado incluye sistemas de control térmico, suministro de energía eléctrica, comunicaciones, telemetría y navegación. La parte no presurizada del Módulo de Instrumentación contiene el Motor Principal y el sistema de propulsión de combustible líquido.

El sistema de propulsión se utiliza para maniobras de control de actitud, Ajustes de Cita y Órbita, así como para la combustión de desorbitado. La nave espacial Progress-M está equipada con un módulo de propulsión KTDU-80 con el sistema de propulsión principal. Incluye cuatro tanques esféricos que pueden contener hasta 880 Kilogramos de propulsantes UMDH y N2O4. El motor principal S5. 80 puede funcionar a tres niveles de empuje. El empuje nominal es de 2.950 Newtons. El KTDU-80 pesa 310 Kilogramos y proporciona un impulso específico de 326 a 286 s. El motor funciona a una presión de cámara de 8,8 bar, tiene una relación de área de 153:1 y una relación empuje-peso de 2,03. KTDU mide 1,2 m de largo y 2,1 m de diámetro.

Foto: NASA
Foto: NASA

Además de su sistema de propulsión principal, Progress cuenta con 28 propulsores multidireccionales de control de actitud, cada uno con un empuje de 130 Newtons. KTDU tiene cuatro tanques de propulsor y cuatro tanques de presurización que contienen helio gaseoso para la presurización de tanques de propulsor. El propulsor que no se necesita para el encuentro y el atraque con la Estación Espacial Internacional y para el viaje de regreso se puede utilizar para los refuerzos de la Estación Espacial Internacional.

Las cantidades excedentes de propulsante pueden variar de 185 a 250 Kilogramos. Para los reboosts, Progress utiliza cuatro u ocho de sus propulsores de control de actitud que apuntan a la dirección correcta. El sistema de propulsión principal generalmente no se utiliza para los reboosts, ya que pone presión en la interfaz de acoplamiento entre la Estación Espacial y el Progreso.

El Módulo de Instrumentación también lleva el sistema de energía eléctrica que consta de dos paneles solares que se despliegan una vez que el vehículo está en órbita. Con sus paneles solares desplegados, el Progress tiene una luz de 10,6 metros. El sistema de alimentación también incluye baterías a bordo.

El módulo de instrumentación está equipado con la computadora de vuelo principal que está a cargo de todos los aspectos de la misión de Progreso. En una reciente actualización, el Progreso se reconfiguró para el ordenador de vuelo digital TsVM-101 y el sistema de telemetría digital MBITS. El nuevo ordenador es más de 60 kg más ligero que el antiguo ordenador Argon – 16. El sistema digital permite a Progress transportar 75 Kilogramos de carga adicional.

Toda la aviónica del Progress se encuentra en un módulo de instrumento presurizado que es el doble de largo que el de la Soyuz, ya que la aviónica que normalmente se encuentra en el Módulo de Entrada de la Soyuz tuvo que reubicarse en esta sección.

Perfil de vuelo Progress

 Foto: Oleg Artemyev
Foto: Oleg Artemyev

La nave espacial Progress se lanza sobre un cohete Soyuz-U (Soyuz 2 a partir de 2014) que lanza el vehículo a órbita en menos de nueve minutos. Después de separarse del amplificador, el Progress despliega sus paneles solares y antenas de comunicación para completar el proceso de inserción orbital. A partir de ahí, el Progreso se fija en un perfil de encuentro nominal de 34 órbitas para conectarse con la Estación Espacial Internacional. También está disponible un perfil de encuentro rápido que lleva el progreso a la ISS en solo cuatro órbitas, pero requiere cierta dinámica orbital e inyección precisa por parte del vehículo de lanzamiento.

Durante su enlace con la Estación Espacial, Progress realiza una serie de ajustes orbitales para aumentar su altitud y perseguir a la estación espacial. En el transcurso de su encuentro, el Progress realiza una serie de quemaduras por fases para preparar el escenario para su encuentro automatizado. Esta secuencia se inicia mientras el progreso se encuentra todavía a gran distancia de la Estación Espacial Internacional. Progress utiliza el sistema KURS Rendezvous que se comunica con su contraparte, KURS-A, en la Estación Espacial para proporcionar datos de navegación a las computadoras del vehículo mientras la nave espacial se aproxima. Durante la aproximación, el Progreso realiza una serie de maniobras de ruptura y correcciones de rumbo.

Foto: NASA
Foto: NASA

Una vez dentro de los 400 metros, la tripulación a bordo de la Estación Espacial puede controlar de forma remota el vehículo Progress a través del sistema TORU que permite a los miembros de la tripulación llevar el Progreso a un acoplamiento manual en caso de que sus sistemas automáticos fallen.

Cuando el Progreso se acerca a la ISS, comienza un flyaround para alinearse con su puerto de atraque. Una vez alineado, el Progreso detiene su aproximación a una distancia de 200 metros para completar un corto período de mantenimiento de la estación durante el cual el equipo en órbita y dentro del control de misión verifica la alineación y los sistemas del vehículo. Una vez verificado todo, el Progreso reanuda su aproximación y dispara suavemente sus propulsores para atracar a una velocidad de 0,1 metros por segundo. Después del acoplamiento suave, los ganchos se cierran para formar un mate duro antes de iniciar una verificación de fugas estándar de una hora. Después, la tripulación puede abrir la escotilla de la nave espacial para comenzar las operaciones de carga.

 Foto: NASA
Foto: NASA

Mientras el Progreso está atracado, la tripulación retira los artículos entregados del módulo de carga y los transfiere a la estación. Los propulsores son transferidos por comandos controlados en tierra y el agua es transferida manualmente por la tripulación utilizando un panel de comando en el módulo de carga. Los gases presurizados se liberan directamente en el interior del módulo de carga y, con ello, en la estación Espacial Internacional. Después de ser cargado con basura y desechos líquidos, la escotilla del vehículo se cierra y el Progreso se desactiva de la estación.

Después de desacoplar, el Progreso puede soportar una misión secundaria durante varias semanas o prepararse para un final más rápido de su misión. Cuando su misión en órbita esté completa, Progress disparará sus motores para realizar una combustión de desorbitado para el reingreso destructivo sobre el Océano Pacífico con las partes sobrevivientes impactando lejos de cualquier masa de tierra.

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