Acoplamiento de naves, intercambio de astronautas

Soyuz 4 y Soyuz 5

Primer pilotaje acoplado en el espacio, intercambio de astronautas

En 1969, dos naves espaciales construidas por los soviéticos se reunieron en el espacio, atracaron entre sí y formaron lo que se denominó “la primera estación espacial del mundo” con una tripulación de cuatro personas a bordo. El permaneció atracado durante cuatro horas y media, tres órbitas de la Tierra. Durante ese tiempo, el espacio de dos cosmonautas caminó ‘de Soyuz 4 a Soyuz 5, convirtiéndose en los primeros astronautas en regresar a la Tierra en una nave espacial diferente de aquella en la que entraron en el espacio. No fue sino hasta 1978 que esto se repitió, cuando la tripulación Soyuz 27 regresó a la Tierra desde Salyut 6 a bordo del Soyuz 26.

La maniobra de atraque Soyuz 4 / Soyuz 5 se había practicado dos veces, en 1967 y 1968. En cada ocasión, un par de naves Soyuz se acoplaron bajo control totalmente automático. En octubre de 1967, fue el turno de Cosmos 186 y Cosmos 188, y en la primavera de 1968, Cosmos 212 y Cosmos 213 repitieron el ejercicio. Más tarde en el mismo año, Soyuz 2 y Soyuz 3 se acercaron pero no completaron el acoplamiento.

Estas misiones siguieron a la muerte en abril de 1967 del cosmonauta Vladimir Komarov, quien orbitó la Tierra en una Soyuz mal preparada. Los tecnólogos soviéticos necesitaban continuar con el desarrollo de Soyuz, pero al mismo tiempo, no habían sido calificados para las operaciones de la tripulación a raíz de Soyuz 1, de ahí los vuelos del Cosmos.

A fines de 1968, Georgi Beregovoi había pilotado Soyuz 3 a una cita con Soyuz 2 (que no tenía tripulación) en un check-out final de Soyuz antes de reanudar un programa completo de misiones. Un intento de atraque no fue posible cuando Beregovoi se acercó a Soyuz 2 en una orientación incorrecta.

Gran parte del texto en las siguientes secciones es el publicado por la agencia de prensa Novosti en el momento de la misión y fue traducido por Novosti de la versión original en ruso.

Soyuz 4 Mission Statistics

Lanzado: 1969 14 de enero, 07:30 UTC desde el cosmódromo de Baikonur

Vehículo de lanzamiento: Soyuz 7K-OK

Lanzadera: Baikonur 31/6

Número de tripulantes: 1 (3 en el regreso)

Duración de la misión: 2,97 días

Número de órbitas: 48

Masa: 6625 kilogramos

Orbit Perigee: 205 km

Órbita Apogee: 223 km

Periodo orbital: 88.7 minutos

Inclinación orbital: 51.7 grados

Aterrizado: 1969 17 de enero, 06:51 UTC

Soyuz 5 Mission Statistics

 

Lanzado: 1969 15 de enero, 07:05 UTC del cosmódromo de Baikonur

Vehículo de lanzamiento: Soyuz

Masa: 6585 kilogramos

Orbit Perigee: 210 km

Órbita Apogee: 233 km

Periodo orbital: 88.9 minutos

Inclinación orbital: 51.7 grados

Modelo de la Soyuz 4 y la Soyuz 5 después de realizar el primer acoplamiento de dos naves espaciales tripuladas el 16 de enero de 1969

Soyuz 4 fue una misión tripulada de una nave Soyuz 7K-OK lanzada el 14 de enero de 1969 desde el cosmódromo de Baikonur tras un retraso de un día, con el cosmonauta Vladímir Shatálov a bordo. Al final de la misión, y tras haberse acoplado con la Soyuz 5, la Soyuz 4 regresó con tres cosmonautas a tierra. Durante el primer intento descubrió, justo antes del lanzamiento, que el encendido de la cámara de televisión del interior de la nave cortaba las comunicaciones por radio y que la plataforma giroscópica de la Soyuz no funcionaba correctamente. Se decidió la reparación de la plataforma giroscópica, lo que llevó tres horas, pero el retraso implicaba que la reentrada, al final de la misión, se haría de noche sobre territorio soviético, lo cual fue considerado demasiado inseguro, procediéndose a la cancelación del lanzamiento ese día. Al día siguiente, 14 de enero, todos los sistemas funcionaron perfectamente, incluyendo la plataforma giroscópica y el sistema de televisión y radio.

La misión de Soyuz 4 se acopló con la Soyuz 5 (lanzada con tres cosmonautas a bordo) y luego se realizó el primer intercambio de tripulación en órbita de la historia. La transferencia de tripulación se realizó desde la Soyuz 5 a la Soyuz 4. También se realizaron diversos experimentos biológicos y tecnológicos.

Soyuz 4 y 5 tripulantes (desde la izquierda) Alexei Yeliseyev, Yevgeni Khrunov, Vladimir Shatalov y Boris Volynov. Crédito de la foto: Joachim Becker / SpaceFacts.de

La Soyuz 4 reentró el 17 de enero de 1969 y fue recuperada sin problemas.

Tripulación

Durante el lanzamiento:

• Vladímir Shatálov (Comandante)

En el aterrizaje:

• Vladímir Shatálov (Comandante)
• Aleksei Yeliseyev (Ingeniero de vuelo)
• Yevgueni Jrunov (Especialista científico)

Tripulación de respaldo

• Georgi Shonin

Tripulación de reserva

• Georgiy Dobrovolskiy

Caminata espacial

• Yeliseyev and Khrunov – EVA 1
• EVA 1 comienzo: Enero 16, 1969, 12:43:00 UTC
• EVA 1 fin: Enero 16 13:15 UTC
• Duración: 37 minutos

Puntos destacados

Las naves espaciales Soyuz 4 y 5 atracaron el 16 de enero, la primera vez que dos naves espaciales tripuladas atracaron (el Apolo 9 haría lo mismo en marzo del mismo año). Las dos embarcaciones solo tenían una sonda primitiva (Soyuz 4) y un ensamblaje de acoplamiento drogue (Soyuz 5). Todavía no se había desarrollado un túnel de conexión para el mecanismo de acoplamiento, lo que impedía una simple transferencia interna entre la nave. Esto requirió que los dos cosmonautas transfirieran a la caminata espacial de un vehículo a otro. A bordo de Soyuz 5, Yevgueni Jrunov y Aleksei Yeliseyev comenzaron inmediatamente a prepararse para su actividad extravehicular (EVA). Boris Volynov, que permanecería a bordo de Soyuz 5, los filmó vistiendo sus trajes espaciales Yastreb.

En su 35ª revolución de la Tierra, los dos cosmonautas salieron de la nave espacial para la segunda caminata espacial soviética. Una de las líneas de Khrunov se enredó y accidentalmente cerró el vaso del ventilador de su traje. Esto distrajo a Yeliseyev que no configuró la cámara de película en el módulo orbital antes de salir de la nave espacial. Como tal, no hay película del EVA histórico, solo una transmisión de vídeo de baja calidad.

Una hora más tarde, los dos fueron recibidos por Shatálov después de la represurización del módulo orbital Soyuz 4, que también actuó como una cámara estanca. Soyuz 4 y 5 se separaron después de 4 horas y 35 minutos atracados juntos. Soyuz 4 reingresó a la atmósfera y aterrizó a 100 kilómetros al suroeste de Karaganda el 17 de enero de 1969.

La misión demostró que era posible llevar a cabo las actividades que serían necesarias en un aterrizaje lunar soviético. El plan soviético exigía que un cosmonauta en solitario aterrizara en la luna, regresara a la órbita lunar y luego realizara un paseo espacial desde la nave de aterrizaje hasta la nave espacial en órbita después de atracar. Esto se debió a que no había un túnel interno entre las dos embarcaciones como sí se dispuso entre la nave Apolo CSM y el Módulo Lunar según el diseño de los estadounidenses.

La tripulación debía encontrarse con Leonid Brézhnev durante una fastuosa ceremonia en el Kremlin, pero esto fue evitado por un intento de asesinato del líder soviético. Un hombre disparó ocho veces sobre la caravana de vehículos pero apuntó al automóvil que contenía a Georgi Beregovoi, Alexei Leonov, Andrian Nikolayev y Valentina Tereshkova. Salieron ilesos, pero el coche de Brezhnev se vio obligado a dirigirse a un lugar distinto del que era esperado por las tripulaciones de los Soyuz 4/5.

Detalles de la EVA

La misión de atraque tenía objetivos de EVA similares a los planeados para el Apolo 9. Soyuz 4 se lanzó primero, y fue el vehículo activo en el acoplamiento con Soyuz 5. La agencia de noticias TASS declaró que: “se produjo un acoplamiento mecánico mutuo de las dos naves, y sus circuitos eléctricos quedaron conectados. Por lo tanto, la primera estación cósmica experimental del mundo con cuatro compartimentos para la tripulación se ensambló y comenzó a funcionar”. La misión ensayó elementos del plan de misión lunar tripulada de los soviéticos. La televisión de Moscú llevó en vivo los preparativos de EVA de los cosmonautas. Khrunov y Yeliseyev se pusieron sus trajes Yastreb (“halcón”) en el módulo orbital Soyuz 5 con la ayuda del comandante Boris Volynov.

El diseño del traje Yastreb comenzó en 1965, poco después de la difícil EVA de Alexei Leonov, quien actuó como consultor para el proceso de diseño, que se completó en 1966. La fabricación y prueba del traje se produjo en 1967, pero el fatal accidente del Soyuz 1 en abril de ese año y las dificultades de acoplamiento en la misión conjunta Soyuz 2-Soyuz 3 retrasaron su uso en el espacio hasta Soyuz 4-Soyuz 5.

Para evitar que el traje se hinchara, el Yastreb presentaba un sistema de articulación de poleas y cables. Anillos anchos de metal alrededor de la parte superior de la pieza inferior de lona de nailon gris sirvieron como anclajes para el sistema de articulación de la parte superior del cuerpo. El Yastreb tenía un sistema de soporte de vida regenerativo en una caja rectangular de metal blanco colocada en el pecho y el abdomen para facilitar el movimiento a través de las escotillas Soyuz.

Volynov revisó los sistemas de comunicaciones y soporte de vida de Khrunov y Yeliseyev antes de volver al módulo de descenso, sellar la escotilla y despresurizar el módulo orbital. Khrunov salió primero, pasando al módulo orbital Soyuz 4 mientras la nave espacial atracada estaba fuera de contacto por radio con la Unión Soviética sobre Sudamérica. Yeliseyev pasó de un módulo a otro mientras la nave espacial estaba sobre la Unión Soviética. Cerraron la escotilla del módulo orbital Soyuz 4 detrás de ellos, a continuación el Comandante de la Soyuz 4, Vladímir Shatálov, cerró el módulo orbital y entró para ayudar a Khrunov y a Yeliseyev a salir de sus trajes. Los caminantes espaciales entregaron periódicos, cartas y telegramas impresos después de que Shatálov despegó para contribuir a probar que la transferencia se llevó a cabo.

Atraque de Soyuz-4 y Soyuz-5. Fuente: moluch.ru

Concepto del artista de la transferencia de EVA de los cosmonautas Yevgeni Khrunov y Alexei Yeliseyev de Soyuz 5 a Soyuz 4 en enero de 1969. Crédito de la imagen: Orbiter-Forum

Desde su primer vuelo piloto en abril de 1967, Soyuz ha demostrado ser el caballo de batalla de los programas espaciales humanos soviéticos y rusos. Uno de sus objetivos originales era realizar encuentros y atraque en órbita, como lo demostró la misión conjunta Soyuz 4/5. Crédito de la foto: Roscosmos

Soyuz 4 comienza su ascenso hacia el cielo, llevando un cosmonauta único, Vladimir Shatalov. Crédito de la foto: Joachim Becker / SpaceFacts.de

Yevgeni Khrunov (izquierda) y Alexei Yeliseyev revisan sus trajes espaciales Yastreb (“Halcón”) durante un ejercicio simulado de EVA. Crédito de la foto: Joachim Becker / SpaceFacts.de

La recuperación de Soyuz 4, con los tripulantes Vladimir Shatalov, Yevgeni Khrunov y Alexei Yeliseyev, marcó el primer aterrizaje seguro de la misión conjunta… y atrajo a los controladores de misión a la falsa suposición de que el propio descenso de Soyuz 5, un día después, sería una caminata en el parque. El destino, sin embargo, tenía otra carta para jugar. Crédito de la foto: Joachim Becker / SpaceFacts.de

La odisea del descenso

Por Ben Evans, el 4 de enero de 2014

Cuatro horas y 35 minutos después del atraque, las dos naves espaciales se separaron y Volynov disparó sus propulsores para alejarse. A la mañana siguiente, Shatalov inició la reentrada y él, Yeliseyev y Khrunov descendieron a través de una ventisca invernal y golpearon la nevosa estepa kazaja a las 9:53 a.m., al suroeste de la ciudad minera de Karaganda. Shatalov, cuya actuación durante el encuentro y el acoplamiento se describió más tarde como ejemplar, se convirtió en el primer cosmonauta en mantener un comentario continuo durante la caída balística a la Tierra, utilizando una antena VHF incrustada en la escotilla del módulo de descenso.

A pesar de todas las dudas sobre la validez de los reclamos de la “estación espacial”, Soyuz 4/5 se convirtió en el primer vuelo tripulado para intercambiar tripulantes en órbita. En el momento del aterrizaje, Shatalov había pasado un poco menos de tres días en el espacio, mientras Yeliseyev y Khrunov concluían misiones de casi 48 horas cada una. A pesar de aterrizar en una ventisca, con 24-30 pulgadas de nieve en el suelo y temperaturas de -37 ° C, los tres hombres estaban a salvo y fueron recogidos en helicóptero en cuestión de minutos. Sin embargo, los peligros de su aterrizaje palidecerían en comparación con el trauma sufrido por Boris Volynov durante su regreso a la Tierra temprano al día siguiente.

De hecho, tan desgarradora era la historia del regreso de Volynov -y tan cerca estaba de su desacuerdo con la muerte- que pasarían casi tres décadas antes de que Occidente supiera nada al respecto. Incluso los más cercanos al programa espacial soviético, incluido el diseñador jefe Vasili Mishin, fueron tomados totalmente en cuenta cuando se presentó la perspectiva de un desastre de reentrada de proporciones parecidas a las de Columbia. La euforia que rodeaba el aterrizaje seguro de Soyuz 4 había dado paso a una sensación errónea de que el regreso de Volynov a la Tierra sería un paseo por el parque. Poco después de que Mishin llegara a la sala de control de Eupatoria, en Crimea, alrededor de las 8 a. M. Del 18 de enero de 1969, aparentemente todavía con resaca de las festividades de la noche anterior, él y todos los demás se encontraron cara a cara con una dura realidad: que el vuelo espacial de ninguna manera rutina.

La principal preocupación de la mañana fueron las condiciones anticiclónicas en el sitio de aterrizaje, junto con temperaturas frías que rondan los -35 ° C. El plan requería que Volynov orientara manualmente a Soyuz 5 para retroceder y realizara su aterrizaje a las 9:30 a.m. hora de Moscú. Después de ensayar los pasos para este procedimiento durante su órbita final, informó que no podía hacerlo dentro de los nueve minutos asignados. Sin embargo, le dijeron que lo intentara. También se proporcionaron comandos para un segundo retrofire automático, en caso de que fallara el esfuerzo manual. El tiempo de retrofire previsto llegó a las 8:48 a.m., pero, ocho minutos más tarde, Volynov informó que no había podido completar la orientación de forma manual y que los controladores estaban preparados para enlazar los comandos para una grabación automática en la siguiente órbita. Parecería que las condiciones climáticas en el terreno también contribuyeron a la demora.

La reentrada finalmente se puso en marcha muy por encima del Golfo de Guinea a las 10:26 a.m., pero, escribieron Rex Hall y Dave Shayler en su libro Soyuz: A Universal Spacecraft, pronto se hizo alarmantemente claro “que la nave espacial… estaba cayendo violentamente. “Habiendo perdido a Vladimir Komarov durante un fallido regreso a la Tierra dos años antes, era obvio para el personal de Eupatoria que otro cosmonauta podría muy pronto ser víctima de los peligros del vuelo espacial. Lo que no se sabía en ese momento, sin embargo, era que a medida que comenzaba el reingreso, el módulo de instrumentos de la Soyuz 5 todavía estaba conectado de forma segura a su módulo de descenso.

Para Volynov, las implicaciones de esto fueron potencialmente catastróficas.

En circunstancias normales, seis segundos después de la retroadaptación, una serie de pirotecnia debería haber separado los dos, permitiendo que el módulo de descenso en forma de campana adopte su orientación de reingreso correcta, con la base fuertemente protegida orientada en la dirección de desplazamiento para proteger a Volynov de la peor parte del calor de fricción a 5.000 ° C. Por esta razón, la base estaba recubierta con un material de ablación de seis pulgadas de espesor, la mitad de la cual fue diseñada para carbonizarse, fundirse y desprenderse durante la reentrada, protegiendo el módulo de descenso del flujo de calor. Desafortunadamente, la media hora final de Soyuz 5 estaba lejos de ser normal.

Con el módulo de instrumentos todavía en su lugar, se cubrió el escudo térmico de la base, incapaz de cumplir su propósito, y, lo que es peor, la nave espacial combinada se vio obligada a adoptar la orientación más estable aerodinámicamente con el “domo” del módulo de descenso pesado y su delgada escotilla está orientada hacia la dirección de desplazamiento y está a punto de sentir toda la fuerza de un reingreso hipersónico abrasador. A diferencia de la base, la parte superior del módulo de descenso estaba cubierta con solo una pulgada de ablador. Dado que se predijo que el calor de la reentrada se dispersaría al menos tres veces desde la base, una reentrada en esta actitud probablemente terminaría en una catástrofe.

A las 10:32 am, el analista de radio de Estocolmo Sven Grahn y su colega Chris Wood, con sede en Fiji, notaron que las señales de comunicaciones de onda corta de Soyuz 5 se habían detenido abruptamente; un instante “normalmente se supone que es el momento de la separación del módulo del instrumento, y con toda probabilidad fue el momento en que se dispararon los piros de separación”. En su sitio web, http://www.svengrahn.pp.se, Grahn señaló que las conexiones eléctricas se habían separado entre los módulos orbital e instrumental… pero no sus conexiones mecánicas. A bordo del Soyuz 5, Volynov escuchó el fuego de la pirotecnia, pero se quedó atónito cuando miró por la ventana para ver los paneles solares y las antenas de látigo del módulo del instrumento aún conectado. Según Grahn, el cosmonauta informó lo que vio “a través de un canal de radio codificado” a los controladores de tierra. Esto probablemente se hizo en onda corta, ya que estaba fuera del rango de VHF con la Unión Soviética en ese momento.

Cuando se dieron cuenta de lo que había pasado, o más exactamente, de lo que no había sucedido, varios controladores de vuelo enterraron sus rostros en sus manos. Un oficial se quitó la gorra, dejó caer tres rublos en ella y la pasó a lo largo de la línea; en cuestión de minutos, se había llenado de monedas para la joven familia de Volynov. El cosmonauta estaba cayendo en picado de regreso a la Tierra, con la nariz en primer lugar, con la parte menos protegida de su nave expuesta a la mayor tensión térmica. Además, estuvo expuesto a fuerzas G en exceso de nueve veces su carga terrestre normal. Contra tan abrumadoras probabilidades, parecía que el destino de Boris Volynov estaba sellado.

No fue sino hasta 1996, casi tres décadas después del evento, que finalmente pudo hablar públicamente sobre lo que sucedió durante esa terrorífica media hora final. En lugar de ser empujado hacia su sofá, como era de esperar en una reentrada normal, con base en la base, Volynov fue “tirado” contra sus arneses. Sin embargo, logró repetir “sin pánico, sin pánico” una y otra vez. En lo que supuso que serían los minutos finales de su vida, continuó informando su estado en una grabadora de voz a bordo e incluso arrancó las últimas páginas de su cuaderno de citas, metiéndolas en sus bolsillos, con la vana esperanza de que de alguna manera podría escapar a la incineración.

Desde su sillón, solo podía mirar impotente cómo las lenguas de fuego lamían las ventanas del módulo de descenso y barrían la cabaña. La delgada escotilla, directamente delante de sus ojos, visiblemente abultada hacia adentro bajo el tremendo calor y presión. Todo el propulsor de peróxido de hidrógeno de Soyuz 5 se había gastado poco después del inicio de la reentrada, cuando los sistemas automatizados lucharon infructuosamente para orientar el módulo de descenso. Poco a poco, el intenso calor, un calor que Volynov, vestido solo con una ligera prenda de vuelo en lugar de un traje presurizado, podía sentir físicamente, comenzó a derretir las juntas que sellaban la escotilla y la cabina comenzó a llenarse de vapores nocivos. Escuchó claramente un rugido cuando los tanques de propulsor en el módulo del instrumento explotaron, junto con un sonido de trituración prolongado e inquietante a medida que las tensiones de la desaceleración pasaban factura a la configuración inusual.

“A pesar de todo”, escribió Asif Siddiqi en Challenge to Apollo , “hubo momentos terroríficos. Una vez, hubo un fuerte aplauso, lo que indica que los tanques de propulsante … se habían reventado con tanta fuerza que la escotilla de la tripulación fue forzada hacia adentro y luego hacia arriba como el fondo de una lata … “

Por fin, afortunadamente, los puntales que sostenían el módulo del instrumento se cortaron, y los dos módulos se separaron y el centro de masa del módulo de descenso provocó que asumiera una orientación de base. Cayó violentamente mientras caía balístico. El descenso terminó a las 11:08 a.m. con un touchdown cerca de Orenburg, a cientos de millas fuera del objetivo, en las nevadas montañas Urales.

A pesar de haber soportado y sobrevivido a una de las entradas más aterradoras del programa espacial, la experiencia del cosmonauta no había terminado. El daño causado por el calor y la caída de las líneas del paracaídas de Soyuz 5 se enredaron y, como resultado, sus toldos se inflaron solo parcialmente. Además, uno de los cohetes de aterrizaje suave de combustible sólido en la base del módulo no pudo disparar, lo que provocó un aterrizaje particularmente duro, tan duro, de hecho, que Volynov fue arrancado de su sillón y arrojado a través de la cabina, rompiéndose varios dientes. Como el ruido y la vibración de la última media hora fueron reemplazados por el silencio absoluto, la quietud y el frío amargo de una tarde de invierno en los Urales, pudo reflexionar sobre la suerte que tenía de estar vivo.

La temperatura exterior estaba cerca de los -40 ° C, y las superficies metálicas sobrecalentadas de la nave espacial ahora silbaban en la nieve. Volynov sabía que estaba lejos de su lugar de aterrizaje planeado y tendría que esperar varias horas para rescatarlo. Por otro lado, pasar horas en Soyuz 5 en condiciones bajo cero significaría una muerte segura. Salió a la calle y, escupiendo sangre y dientes en la nieve, se dirigió hacia una distante columna de humo hasta llegar a la casa de un campesino, donde se refugió, sabiendo que el grupo de rescate encontraría la nave espacial, y luego sigue las “huellas” de sus huellas de botas y sangre.

A través de la boca llena de dientes rotos, el traumatizado Volynov solo tenía cuatro palabras para ellos: “¿Se me pone gris el pelo?”

Esto es parte de una serie de artículos de historia, que aparecerán cada fin de semana, salvo las principales noticias. El artículo de la próxima semana se centrará en STS-61C, el vuelo “Misión Imposible” del transbordador espacial Columbia, unas semanas antes de la tragedia del Challenger… una misión que estuvo cerca del desastre.