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¿Por qué se sigue usando la nave espacial Soyuz si su diseño es tan antiguo?

Categoría: Tecnología

En diciembre de 2022, ocurrió un incidente grave en la Estación Espacial Internacional (ISS): la nave Soyuz destinada al regreso de los astronautas sufrió una fuga de refrigerante. Se encontró un agujero de aproximadamente 0,8 mm en el exterior de la nave [8]. Los 3 tripulantes no regresaron en esa nave. En su lugar, se lanzó una nueva Soyuz sin tripulación, enviada como un «barco de rescate» hasta el espacio [10].

El diseño de la Soyuz fue concebido a principios de la década de 1960 [1]. Siendo tan antiguo, surge la pregunta: ¿por qué fue posible responder a esta emergencia y por qué la nave no ha sido reemplazada? Para entenderlo, debemos observar cómo se resolvió el incidente y la historia de reparaciones que ha tenido la nave a lo largo del tiempo.

1. La fuga de refrigerante en la nave Soyuz MS-22 en diciembre de 2022

El 15 de diciembre de 2022, se produjo una fuga de refrigerante en la nave Soyuz MS-22, que estaba acoplada a la ISS. El día 19, el brazo robótico Canadarm2 examinó el radiador exterior y detectó un agujero de unos 0,8 mm [8]. Roscosmos, la agencia espacial rusa, consideraba que la causa podría ser un micrometeorito. Esta era una hipótesis durante la investigación; en los primeros informes también se mencionaba la posibilidad de que fuera causado por basura espacial (debris) [8].

La Soyuz no es solo transporte; es la nave que los tripulantes usan para regresar a la Tierra. La pregunta crucial era si era seguro enviar personas de vuelta en una nave con un agujero en su sistema de refrigeración. La decisión siguiente fue muy esperada.

2. Por qué se decidió lanzar una nave Soyuz vacía para reemplazar a la MS-22

El 11 de enero de 2023, la NASA y Roscosmos anunciaron que no usarían la MS-22 para el regreso de la tripulación. Se informó que reparar el sistema de control térmico era complejo, costoso y poco prudente [9]. En su lugar, se lanzó la Soyuz MS-23 vacía, unos días después de lo previsto originalmente. Según la hora local en Rusia, el lanzamiento fue el 24 de febrero, mientras que en el horario de la costa este de EE. UU. fue el 23 de febrero [10].

Los 3 tripulantes (Prokopyev, Petelin y Rubio) regresaron a la Tierra en la nueva nave MS-23 [9]. La nave dañada, la MS-22, regresó sola, sin tripulación, el 28 de marzo [11]. Así, la solución no fue viajar en la nave averiada, sino enviar una nueva nave vacía para recogerlos.

3. Las tres partes separadas de las que se compone la nave Soyuz

La Soyuz está compuesta principalmente por 3 secciones: el módulo orbital, que se acopla a la ISS; el módulo de descenso, donde viajan los astronautas durante el lanzamiento y el regreso; y el módulo de servicio y propulsión [2]. Su capacidad suele ser de 2 a 3 personas.

Al regresar a la Tierra, antes de entrar en la atmósfera, las 3 partes se separan. Solo el módulo de descenso, que posee un escudo térmico, llega a la superficie [2]. Es similar a dejar el equipaje grande en una consigna de la estación y volver a casa solo con una mochila pequeña. Sin embargo, a diferencia de la consigna, las partes separadas no vuelven a la Tierra y no se pueden recuperar. Como interpretación del artículo, esta separación permite tener equipos necesarios en el espacio y una cápsula segura para el regreso.

4. Los dos accidentes que cambiaron el diseño de la Soyuz

En abril de 1967, la primera Soyuz tripulada, la Soyuz 1, tuvo un fallo en el paracaídas al regresar, y el cosmonauta Komarov falleció [4]. Tras esto, el diseño se revisó profundamente, aunque los detalles técnicos específicos no se detallan aquí.

El 29 de junio de 1971, en la Soyuz 11, una válvula de ventilación se abrió durante la separación de los módulos. Esto provocó la pérdida de aire de la cabina durante el descenso, causando la muerte de los 3 tripulantes [5]. Después de este accidente, se redujo la tripulación a 2 personas y se adoptó el uso de trajes espaciales Sokol durante el lanzamiento y el aterrizaje [5]. Se explica que se dejó espacio libre en los asientos para permitir que los astronautas pudieran vestirse con estos trajes. Más que la antigüedad del diseño, lo que define la historia de esta nave es cómo se corrigieron los fallos tras cada accidente.

5. Cómo el sistema de escape de la Soyuz salvó a tripulaciones

La Soyuz cuenta con un sistema de escape que separa la parte con los tripulantes del cohete si hay un problema durante el lanzamiento. En 1983, hubo un incendio y explosión en la plataforma de lanzamiento, pero el sistema salvó a la tripulación [4].

El 11 de octubre de 2018, durante el lanzamiento de la MS-10, hubo un fallo en la separación de los propulsores. El sistema de escape se activó automáticamente. Los 2 tripulantes (Ovtchinin y Hague) aterrizaron unos 19 minutos y 41 segundos después del lanzamiento, soportando una deceleración máxima de aproximadamente 6,7 G, y se encontraban en buen estado [6]. Este incidente fue un problema del cohete, no de la nave espacial en sí. Los vuelos tripulados se reanudaron el 3 de diciembre, menos de 2 meses después [6].

6. La estrategia de la Soyuz: cambiar poco y mejorar mucho a lo largo de sus modelos

Si solo miramos los modelos principales, la Soyuz ha evolucionado desde el primer modelo (1967) a través de la TMA (primer vuelo en 2002), la TMA-M (2010-2016) y la MS (desde 2016) [2]. Las fechas pueden variar unos años según la fuente, dependiendo de si se cuenta el primer vuelo o el periodo de operación.

La JAXA explica que Rusia ha mantenido el diseño básico sin grandes cambios, pero ha realizado mejoras constantes para mantener la seguridad y la fiabilidad [3]. En la TMA-M, los controles analógicos pasaron a ser digitales y se actualizó el equipo informático. En la MS, se renovaron los equipos de comunicación y se amplió el alcance de las comunicaciones con la Tierra mediante satélites de retransmisión de datos [3]. Un artículo de 2009 de Jiji Press señala que el diseño básico no ha cambiado desde los años 60, citando las palabras del profesor emérito Yasunori Matogawa: «mejorar lo que está mal» [7]. Se dice que la MS es la última mejora de la Soyuz actual, aunque esto es una afirmación reportada y no se especifica qué pasará después.

7. Cómo la Soyuz pasó de ser el único transporte a un refugio de emergencia en la ISS

Desde la retirada del transbordador espacial en 2011 hasta que Crew Dragon comenzó a transportar tripulaciones en 2020, la Soyuz fue el único medio de transporte tripulado hacia la ISS [4]. Solo fue el único medio durante ese periodo.

Además, en la ISS, los tripulantes a veces se refugian en la Soyuz acoplada si hay alertas tardías de acercamiento de debris. La Soyuz funciona simultáneamente como nave de regreso a la Tierra y como refugio de emergencia.

8. Actividad: comparar los nombres y las fechas de los modelos de la Soyuz

Te invitamos a abrir la página de la Soyuz de la JAXA [2] y comparar los nombres de los modelos como TMA, TMA-M y MS, junto con las fechas indicadas. Marca con un símbolo lo que crees que cambió mucho y lo que se mantuvo igual. Luego, escribe en tu cuaderno si esto coincide con la explicación de la JAXA sobre «realizar mejoras constantes» [3]. Recuerda que las fechas pueden variar unos años según la fuente; anotar qué criterio usa cada documento te ayudará a no confundirte al revisar tus notas más adelante.

Fuentes

  1. ESA, "The Russian Soyuz spacecraft" https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Launch_vehicles/The_Russian_Soyuz_spacecraft (Información sobre el periodo de concepción y operación del programa Soyuz.)
  2. JAXA, "Soyuz spacecraft" https://humans-in-space.jaxa.jp/iss/launch/soyuz/soyuz/ (Detalles sobre los 3 módulos y la evolución de los modelos.)
  3. JAXA, "The Soyuz spacecraft seems quite old-fashioned, but isn't it improved?" https://humans-in-space.jaxa.jp/faq/detail/000509.html (Explicación de la política de mejoras constantes y los cambios en la versión MS.)
  4. Wikipedia, "Soyuz (spacecraft)" https://en.wikipedia.org/wiki/Soyuz_(spacecraft) (Accidente de Soyuz 1, escape de 1983 y rol como único transporte entre 2011 y 2020.)
  5. Wikipedia, "Soyuz 11" https://en.wikipedia.org/wiki/Soyuz_11 (Detalles del accidente de Soyuz 11 y los cambios de diseño posteriores.)
  6. AIAA, "Returning to flight" https://aerospaceamerica.aiaa.org/departments/returning-to-flight/ (Detalles del escape de la MS-10 en 2018 y la reanudación de vuelos.)
  7. Jiji Press, "Reliable Soyuz despite low-tech" (2009) https://www.jiji.com/jc/v2?id=20090609japanese_astronaut_19 (Sobre la permanencia del diseño básico y la cita del profesor Terukawa.)
  8. sorae, "Coolant leak in Soyuz MS-22" https://sorae.info/space/20221220-soyuz-ms22.html (Sobre la fuga de refrigerante y el hallazgo del agujero en diciembre de 2022.)
  9. sorae, "Decision not to use MS-22 for return" https://sorae.info/space/20230112-soyuz-ms-22.html (Sobre la decisión de no usar la MS-22 y el lanzamiento de la MS-23 en 2023.)
  10. NASA, "Uncrewed Replacement Soyuz Launches to the Space Station" (2023) https://www.nasa.gov/blogs/spacestation/2023/02/23/uncrewed-replacement-soyuz-launches-to-the-space-station/ (Fechas de lanzamiento de la nave de reemplazo MS-23.)
  11. NASA, "Uncrewed Soyuz Spaceship Lands in Kazakhstan" (2023) https://blogs.nasa.gov/spacestation/2023/03/28/uncrewed-soyuz-spaceship-lands-in-kazakhstan/ (Sobre el aterrizaje sin tripulación de la MS-22.)