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Vuelos espaciales tripulados
Un astronauta con la Unidad de Maniobra Tripulada
Los vuelos espaciales tripulados comenzaron hace 50 años de forma vertiginosa. Tan rápido se avanzó en sólo unas décadas que muchos creyeron que pronto llegaríamos a Marte y que la exploración del sistema solar con humanos en estas fechas ya sería una hecho realizable. Desgraciadamente por falta de entusiasmo, fondos y apoyo político la aventura espacial humana ha quedado casi congelada limitándose a la órbita terrestre y los astronautas o cosmonautas (como los llaman los rusos) han pasado de ser héroes a fontaneros espaciales.

Recientemente China, se ha incorporado a los países que tienen el privilegio de lanzar seres humanos al espacio. Los astronautas chinos se llaman taikonautas.

Técnicamente se considera "astronauta" a todo aquel que emprenda un vuelo suborbital (sin entrar en órbita) u orbital a como mínimo 100 km de altitud (considerado el límite externo de la atmósfera).

No hay un límite claro entre la atmósfera terrestre y el espacio, ya que la densidad de la atmósfera decrece gradualmente a medida que la altitud aumenta. No obstante, la Federación Aeronáutica Internacional ha establecido la línea de Kármán a una altitud de 100 kilómetros como una definición de trabajo para el límite entre la atmósfera y el espacio. Esto se usa porque, como Theodore von Kármán calculó, por encima de una altitud de unos 100 km, un vehículo típico tendría que viajar más rápido que la velocidad orbital para poder obtener suficiente sustentación aerodinámica para sostenerse él mismo. Estados Unidos designa a la gente que viaja por encima de una altitud de 80 km como astronautas. Durante la reentrada atmosférica, la altitud de 120 km marca el límite donde el arrastre atmosférico se convierte en perceptible.
Foto del límite de la densa atmósfera de la Tierra
Los gases atmosféricos refractan luz con longitud de onda del azul más que cualquier otra longitud de onda de la luz visible, haciendo que aparezca un halo azul en los límites de la Tierra. Donde acaba el halo, acaba la atmósfera y empieza el espacio exterior.
El cielo siempre ha atraído la atención y los sueños del hombre. Ya en 1634 se publicó la que se considera primera novela de ciencia ficción, Somnium, de Johannes Kepler, que narra un hipotético viaje a la Luna. Más tarde, en 1865, en una famosa obra de ficción titulada "De la Terre à la Lune", Julio Verne escribe sobre un grupo de hombres que viajó hasta la Luna usando un gigantesco cañón. En Francia, Georges Méliès, uno de los pioneros del cine, tomaba la novela de Verne para crear "Viaje a la Luna" (1902), una de las primeras películas de ciencia ficción en la que describía un increíble viaje a la Luna. En obras como "La Guerra de los Mundos" (1898) y "Los primeros hombres en la Luna" (1901), Herbert George Wells también se concibieron ideas de exploración del espacio y de contacto con civilizaciones extraterrestres.

Aún faltaba mucho para que el ser humano pudiera alcanzar el espacio exterior, pero este sueño se hizo realidad, en parte, a través de las ideas de estos
visionarios y del trabajo de pioneros. Entre estos pioneros se debe recordar a los ingenieros aeronáuticos Pedro Paulet (Perú), Robert Hutchings Goddard (EE. UU.), Konstantin Tsiolkovsky (Rusia), Hermann Oberth (Alemania), y más recientemente Wernher von Braun (Alemania) y Serguéi Koroliov (URSS).
Primeros viajes tripulados:

Los perros, fueron los primeros grandes mamíferos lanzados desde la Tierra. El primer vuelo de un ser vivo fue el del Sputnik 2, el 3 de noviembre de 1957 abordo iba la perra Laika. El primer vuelo espacial humano fue el Vostok 1 el 12 de abril de 1961; El cosmonauta soviético Yuri Gagarin hizo una órbita alrededor de la Tierra; después del éxito del vuelo, el ingeniero jefe del programa Vostok sugirió la preparación de mujeres astronautas; Valentina Tereshkova se convirtió en la primera mujer en el espacio a bordo de la Vostok 6 el 16 de junio de 1963. La órbita terrestre más alta lograda por un vehículo pilotado fue la Gemini 11 en 1966, que alcanzó una altura de 1374 km. El programa del Transbordador Espacial en las misiones de lanzar y hacer funcionar el Telescopio espacial Hubble también ha alcanzado un órbita terrestre alta a una altitud alrededor de 600 km.
Foto del Sputnik 2
Modelo del Sputnik 2, la nave espacial de Laika.
El destino de las misiones de los vuelos espaciales humanos más allá de órbita terrestre ha sido sólo la Luna, que está propiamente en la órbita terrestre. En la primera misión de este tipo, la Apollo 8, la tripulación orbitó la Luna. La siguiente misión fue la Apollo 10, y comprobó el aterrizaje lunar de la nave en la órbita lunar sin de hecho aterrizar. Las misiones siguientes que aterrizaron fueron Apollo 11 hasta Apollo 17, excluyendo Apollo 13. En cada misión, dos de los tres astronautas involucrados aterrizaron en la Luna; así, a finales de los años 1960 y principios de los años 1970 el Programa Apolo de la NASA aterrizó doce hombres en la Luna--regresando todos ellos a la Tierra.

A día de hoy las misiones espaciales tripuladas han sido llevadas a cabo por la Unión Soviética/Rusia, la República Popular China, y los Estados Unidos. Las misiones realizadas por los Estados Unidos son gubernamentales (NASA) y civiles (Scaled Composites, una compañía con sede en California). Brasil, Canadá, Europa, India, Japón y Ucrania tienen también programas espaciales activos.

Actualmente se utilizan las siguientes naves espaciales y bases espaciales:

Estación Espacial Internacional
Una Nave Espacial  (SpaceShipOne)
Imagen de la Estación Espacial Internacional
La Estación Espacial Internacional (ISS por sus siglas en inglés) empezó a ser construida en 1998.

La idea de la construcción de una Estación Espacial se concibió en la década de los 80's cuando Estados Unidos se enteró de la construcción de una plataforma similar por parte de la entonces Unión Soviética. Pero no fue hasta mediados de la década de los 90's que Estados Unidos logra finalmente elaborar un proyecto coherente técnica y económicamente, éste requería la colaboración de otros países cada uno de los cuales aportaría con lo mejor de la tecnología que poseía, fue así como se lograron acuerdos con otros 15 países de Europa, Asia, Norteamérica y Sudamérica.

Está considerada como uno de los logros supremos de la ingeniería.

La Agencia Espacial Brasileña (Brasil) participa a través de un contrato separado con la NASA. La Agencia Espacial Italiana tiene semejantemente contratos separados para las varias actividades no hechas en el marco de los trabajos de la ESA en la ISS (donde participa Italia también completamente).

La estación espacial está situada en órbita alrededor de la Tierra, a una altitud de aproximadamente 360 kilómetros, un tipo de órbita terrestre baja. La altura real varía en un cierto plazo por varios kilómetros debido a la fricción atmosférica y a las repetidas propulsiones). Realiza una órbita alrededor de la Tierra en un período de cerca de 92 minutos;

Actualmente la Estación está en fase operativa pero sin el 100% de su infraestructura construida, se tiene planificado que a fines del 2010 o principios del 2011 la Estación contará con el 100% de su infraestructura en órbita. El diseño final contempla laboratorios de investigación estadounidenses, europeo y colaboraciones de investigación entre todos los países en materias que van desde estudios sobre la cristalización de las proteínas, pasando por los efectos de la polución del aire y el agua, el comportamiento medio ambiental de la Tierra y la vida a gravedades mínimas.

En los últimos años la Estación ha provocado ciertas controversias debido fundamentalmente al inicio del denominado "turismo espacial" tanto así que en la actualidad existe un proyecto en fase de estudio que tiene previsto habilitar un "hotel" en el espacio para turistas que puedan pagar un tour (se prevé que el precio mínimo sería de unos 10 millones de dólares estadounidenses).

Para el año 2011 la Estación Espacial Internacional tendrá las siguientes características:

Ancho: 108 metros

Largo: 80 metros

Masa : 454 000 kg

Tamaño de la tripulación: 6 o más

Laboratorios : 6




Soyuz TMA con el Vehículo Soyuz de lanzamiento - Cosmódromo de Baikonur
Un cohete Soyuz
La nave Soyuz TMA-6 en órbita
La nave espacial Soyuz es un nave espacial tripulable que forma parte del programa espacial Soyuz de la antigua Unión Soviética. La nave Soyuz puede llevar una tripulación de hasta tres miembros y es lanzada por el vehículo de lanzamiento Soyuz. Este vehículo de lanzamiento ha sido utilizado para enviar al espacio varias misiones externas al programa Soyuz, incluyendo misiones científicas de la Agencia Espacial Europea (ESA) como recientemente la sonda Mars Express.

El programa Soyuz fue creado por Serguéi Koroliov, el diseñador principal del programa espacial soviético durante la carrera espacial. En su primer vuelo tripulado, Soyuz 1 (abril de 1967), la nave se estrelló contra el suelo después de la reentrada, muriendo su único tripulante, Vladímir Komarov. Ha servido para transportar tripulaciones a las estaciones espaciales Salyut, Mir y la Estación Espacial Internacional. La Soyuz fue diseñada también para misiones tripuladas a la Luna en el marco de los programas Zond y N1/L3.

Desde 1980 se usa un modelo perfeccionado llamado Soyuz T y desde 1986 el modelo Soyuz TM, diseñado inicialmente durante la construcción y utilización de la estación espacial Mir. En 2002 fue introducida la variante Soyuz TMA, utilizada por Rusia para transportar astronautas hasta la ISS, sirviendo además como vehículo de emergencia para la estación.

La Soyuz ha sido utilizada como base para el diseño de la familia de naves automáticas Progress. En la actualidad la construcción de la nave corre a cargo de la empresa Energía.

El Cohete Soyuz o R-7, es el más longevo, más adaptable y más exitoso de la historia de la astronáutica, prueba de esto es su índice de confiabilidad del 97,5% en más de 1.700 lanzamientos desde su creación.

Los Rusos diseñaron el modelo más nuevo el Cohete Soyuz 2, el cual tuvo su primer lanzamiento el 8 de noviembre de 2004, y la puesta en orbita de un satélite el 27 de diciembre de 2006. Se trabaja en una versión llamada Soyuz ST que podrá ser lanzada desde el puerto espacial europeo de Kourou en la Guayana Francesa.

La nave espacial Soyuz TMA esta diseñada para servir como vehiculo de retorno para la tripulacion de la Estacion Espacial Internacional, actuando como un salvavidas en el caso que por una emergencia la tripulacion debiera abandonar la ISS. Una nueva capsula Soyuz es llevada a la Estacion cada seis meses por una tripulacion "taxi", y luego esta tripulacion retorna a Tierra en la capsula Soyuz que habia permanecido en el espacio.



Cohete Soyuz transportando a la nave Soyuz 19 en 1975.
La Soyuz TMA-6 aproximándose a la Estación Espacial Internacional en 2005.
Programa del Transbordador Espacial - Centro espacial John F. Kennedy
                                                          ( retirado)
El transbordador Discovery en la plataforma
El Atlantis a punto de aterrizar
Aterrizaje del transbordador Atlantis.
El Transbordador espacial Discovery en la plataforma de lanzamiento.
El transbordador espacial de la NASA (space shuttle o lanzadera espacial) fue la primera nave espacial reutilizable y la primera capaz de poner satélites en órbita (aunque una órbita baja), y traerlos de vuelta a la superficie. Cada transbordador tenía una vida útil proyectada de 100 lanzamientos. Uno de los propositos originales del programa fue construir y mantener una estación espacial; con la Estación Espacial Internacional este propósito fue una realidad.

El transbordador espacial tenía los siguientes componentes principales:

El propio transbordador reutilizable.
Un gran tanque desechable de combustible (ET) que contiene hidrógeno y oxígeno líquidos en tanques interiores para alimentar los tres motores principales. El tanque se libera 8,5 minutos después del lanzamiento, a una altitud de 109 km, rompiéndose en pezados que caen al mar sin ser recogidos.
Dos tanques recuperables de combustible sólido (SRB) que contienen un propulsante compuesto principalmente de perclorato de amonio (oxidante, 70% en peso) y aluminio (combustible, 16% en peso). Ambos tanques se separan 2 minutos después del lanzamiento a una altura de 66 km, abriendo sus paracaídas y siendo recogidos tras su amerizaje.

El programa del transbordador espacial comienza a finales de los años 60 y se convierte en prioridad principal de la NASA en los 70. En enero de 1986, un impactante accidente del Challenger en el que murieron sus siete tripulantes, detuvo dos años el programa de lanzamientos. Igualmente, tras el desastre del Columbia en 2003, no hubo más vuelos en los siguientes dos años. En enero de 2004 la NASA anunció que retirará la flota entera de transbordadores y los sustituirá en 2010. El regreso de los vuelos con la misión STS-114 fue programado inicialmente en julio de 2005, pero debido a problemas en un sensor del tanque externo se descartó. Después de más de dos años de suspensión, el 26 de julio de 2005 el Discovery reanudó las operaciones con la Estación Espacial Internacional (ISS) para la transferencia de material y abastecimiento. En la reentrada a la Tierra hubo problemas técnicos con el seguimiento de la nave a causa del mal tiempo sucedido el 9 de agosto.

Puesto que en una sola misión el orbitador no puede compaginar el transporte de módulos a la ISS y continuar el mantenimiento del telescopio espacial Hubble, y de previamente haber cancelado estas misiones, la NASA anunció que realizaría una misión, la cúal fue la última realizada al telescopio Hubble. El 21 de Julio del 2011, la NASA retiró los transbordadores para centrarse en proyectos más ambiciosos.

Transbordadores del Programa de la NASA
Vehículo de prueba, no apto para vuelos orbitales: Enterprise
Perdidos en accidentes: Challenger | Columbia
Los que estuvieron activos: Atlantis | Discovery | Endeavour

Nave espacial Shenzhou
Representación de la nave Shenzhou
El proyecto Shenzhou nació a finales de los ochenta cuando China buscaba desarrollar una nueva nave tripulada. En un principio se optó por un pequeño transbordador espacial (Proyecto 863-204), pero pronto se vio que la tecnología espacial china no estaba preparada para un programa de este calibre y se decidió crear una cápsula tripulada. Entre las varias propuestas recibidas, la favorecida fue la del Departamento 508 de la Academia China de Tecnología Espacial (CAST), que proponía una cápsula tripulada similar a la Soyuz. Esta nave era una continuación del Proyecto 863 de cápsula recuperable. En 1989 se dio luz verde al concepto y sería aprobado oficialmente en 1992, bajo el nombre de Proyecto 921-1. La construcción de la nave tripulada china estaría dirigida por Qi Faren. Sin embargo, para reducir el tiempo y el coste de desarrollo, se decidió colaborar con Rusia con la finalidad de resolver determinadas dificultades técnicas.

Así que el 15 de octubre de 2003 fue se puso por primera vez a un taikonauta chino en órbita. Sus cuatro primeros vuelos de prueba fueron no tripulados, durante el periodo 1999-2002. Utiliza el cohete Larga Marcha 2F, lanzándose desde el Centro Espacial Jiuquan. El centro de comandos de la misión es el Centro de Control y Comando Aeroespacial de Beijing.

La nave Shenzhou es bastante similar a la Soyuz, aunque es significativamente mayor y con un módulo orbital con capacidad de vuelo autónomo. Consiste en tres módulos: un módulo orbital en primer lugar, una cápsula de reentrada en el medio y un módulo de servicio en la parte posterior.

Shenzhou 1 - 19 de noviembre de 1999 - Vuelo de prueba no tripulado
Shenzhou 2 - 9 de enero de 2001 - Llevó animales
Shenzhou 3 - 25 de marzo de 2002 - Llevó un muñeco de prueba
Shenzhou 4 - 29 de diciembre de 2002 - Llevó otro muñeco de prueba y varios experimentos científicos
Shenzhou 5 - 15 de octubre de 2003 - Tripulado por Yang Liwei, realizó 14 órbitas a la Tierra.
Shenzhou 6 - 12 de octubre de 2005 - Duró 5 días y llevó a los taikonautas Fei Junlong y Nie Haisheng.
Shenzhou 7 - 25 de septiembre de 2008 - Tripulado por los taikonautas Zhai Zhigang, Jing Haipeng y Liu Boming. El comandante de la misión, Zhai Zhigang, realizó un paseo extravehícular.
Shenzhou 8 - 31 de octubre de 2011 - Vuelo no tripulado, puso en órbita el laboratorio espacial Tiangong 1 de 8 Tm con dos puertos de atraque.
Shenzhou 9 - 16 de junio de 2012 - Misión tripulada por 3 taikonautas, se probó la tecnología de atraque con Tiangong 1.


Tripulación de la SpaceShipOne
La SpaceShip One en el aire
Una Nave Espacial (SpaceShipOne) es el primer vehículo espacial tripulado de capital privado.

El 4 de octubre de 2004, Una Nave Espacial (SpaceShipOne) consiguió alcanzar el espacio por segunda vez en 15 días, consiguiendo con ello ganar el premio Ansari X-Prize, dotado con 10 millones de dólares, y proclamarse el primer vehículo espacial tripulado de capital privado.

La nave fue diseñada por Burt Rutan y financiada por Paul Allen a través de la empresa Scaled Composites.

El piloto que llevó la nave al espacio en sus dos primeros vuelos fue Mike Melvill, quien a pesar de sus 63 años demostró gran pericia al mando del aparato, consiguiendo una altura máxima de 337.500 pies (casi 103 kilómetros).

En su tercer vuelo (segundo vuelo valedero para el premio), la nave fue tripulada por Brian Binnie, de 53 años, que consiguió alcanzar los 367.442 pies (casi 112 kilómetros) de altura, superando en cuatro kilómetros el récord alcanzado en 1963 por Joseph Walker a bordo de un X-15.

Descripción

Una Nave Espacial (spaceship One) en vuelo. Una Nave Espacial (SpaceShipOne) es una nave espacial suborbital con espacio para un tripulante con dos pasajeros. Posee un motor de cohete que consume una mezcla de combustible sólido y óxido nitroso.

Para poder volar, la nave es primero transportada hasta una altitud de 15 km por el avión White Knight. Al llegar a la altura designada, Una Nave Espacial ( SpaceShipOne) se suelta del White Knight; unos segundos después enciende su motor, ascendiendo en pocos minutos hasta los 100 km.

Antes de iniciar el descenso, la nave pliega sus alas de forma que presenta un perfil aerodinámico estable hasta que llega a cotas bajas, donde devuelve las alas a su forma original y planea hasta aterrizar en un aeropuerto convencional. La Nave Espacial dos (SpaceShipTwo) de mayor capacidad, actualmente en fase de prueba,  será la que sustituya a Una Nave Espacial (SpaceshipOne).


Características generales

Tripulación: un piloto
Capacidad: 2 pasajeros
Longitud: 8,05 m
Envergadura: 8,05 m
Altura: ( )
Área del ala : 161,4 m² (15 m² )
Peso en vacío : 2.640 libras (1.200 kg)
Cargado de peso : 7.920 libras (3.600 kg)
Planta motriz: 1 × N2O/HTPB SpaceDev Híbrido de motores de cohetes, 7.500 kgf (74 kN )
Yosp: 250 s (2450 Ns / kg)
Tiempo de combustión : 87 segundos
Relación de aspecto: 1,6
Rendimiento

Velocidad máxima: Mach 3,09 (2.170 km / h, 3.518 kmh )
Intervalo: 35 nm (40 millas , 65 km)
Techo de servicio: 367.360 metros (112.000 m)
Capacidad de elevación: 82.000 ft / min ( 416.6 m / s)
Carga alar: 49,07 libras / pies cuadrados (240 kg / m²)
De empuje / peso: 2,08

Nave y tripulación
"Una Nave Espacial" (SpaceShip One) en vuelo
Nación/Organización
Agencia espacial
Término Nacional
Primer astronauta lanzado
Fecha
Nave Espacial
Cohete lanzador
Unión Soviética
Programa Espacial Sovietico
(OKB-1 Design Bureau)
cosmonaut
kosmanavt
Yuri Gagarin
12 abril de 1961
Vostok 1
Vostok
China
Administración Espacial Nacional China (CNSA)
taikonaut
tàikong rén

Yang Liwei
15 octubre de 2003
Shenzhou 5
Larga Marcha 2F
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