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lunes, 11 de octubre de 2010

Hace 50 Años (81): AMS Mars 1M-1

La exploración lunar no es la única meta inmediata de los científicos e ingenieros soviéticos. De hecho, se trata sólo de un escalón más en un largo camino de búsqueda de primicias espaciales. Tras alcanzar el objetivo de impactar y fotografiar la cara oculta de la Luna, para conseguir otras victorias será necesario desarrollar una nueva generación de sondas más pesadas y capaces, y eso llevará tiempo. Hasta entonces, sin embargo, hay un grupo de vehículos de primerísima generación que aún puede aportar el efecto propagandístico que busca la URSS. Es el momento del debut de las sondas interplanetarias, caracterizadas por equipos simples y destinos cercanos (Venus, Marte). A partir de 1958 y 1959, el OKB-1 de Korolev empezó a diseñar sendos modelos de este tipo de vehículos, uno pensado para viajar a Venus (Object 1V) y el otro con el Planeta Rojo (Object 1M) como destino. Las 1M y 1V debían pesar unos 400 kg y volar hacia el espacio en cohetes 8K72, los mismos empleados en la exploración lunar preliminar. Dado el carácter desconocido del medio interplanetario, quienes idearon a estas naves tuvieron que enfrentarse con un reto formidable plagado de dificultades técnicas, por lo que Venus no pudo ser explorado en junio de 1959 como estaba previsto. El abandono de esta oportunidad hizo centrar la atención en Marte. El tiempo suplementario permitiría además cambiar de vector, y utilizar un modelo de cohete más potente, llamado 8K78. Su capacidad, unas 1,5 toneladas hacia la Luna y algo menos hacia los dos planetas cercanos, permitiría aumentar los márgenes en el diseño de las sondas que volarían en él. Para la 1M, el cambio sería bienvenido puesto que su misión sería ciertamente sofisticada. Sus objetivos serán investigar el espacio interplanetario en dirección a Marte, sobrevolar el planeta y fotografiar su superficie, así como demostrar la viabilidad de las comunicaciones a grandes distancias con respecto a la Tierra. Con anterioridad, sin embargo, los científicos querían depositar una cápsula sobre la superficie de Marte, y para ello se realizaron diversas pruebas en tierra. Así, se modificó un cohete R-11 (R-11A-MV) para enviar una cápsula a 50 km de altitud y ensayar su reentrada atmosférica y su frenado final mediante paracaídas. El gran problema era la incertidumbre existente sobre las características de la atmósfera marciana, en especial su densidad, presión, composición y temperaturas. Sin esta información (como tampoco la posición exacta del planeta en cada instante) sería muy difícil acertar en el diseño de la cápsula para garantizar su supervivencia, de modo que este objetivo fue finalmente descartado y sustituido por un simple sobrevuelo. La estructura de la 1M se vio modificada por esta decisión. El cuerpo, estabilizado en sus tres ejes gracias a diversos sensores estelares y solares, además de giroscopios, estará equipado con varios instrumentos científicos en lugar de la cápsula, incluyendo un magnetómetro, un radiómetro infrarrojo, un detector de partículas cargadas, un sensor de micrometeoritos, una cámara y un espectrorreflectómetro para detectar materia orgánica. Todos los instrumentos quedan montados en el exterior de la estructura de la sonda excepto la cámara, que funcionará desde dentro de un compartimiento presurizado. Un sensor se encargará de detectar la presencia de Marte y de ordenar a la cámara el inicio de la sesión fotográfica. La película, una vez revelada, será escaneada y enviada a la Tierra vía radio. Exteriormente, el aspecto de la sonda 1M es sencillo: un cilindro de 105 cm de diámetro y 2 metros de largo, unido a un par de paneles solares (2 metros cuadrados en total). El cilindro es la zona presurizada (pensada para el correcto funcionamiento de los sistemas electrónicos y las baterías de plata-zinc), unida a una antena parabólica de 2,33 metros de diámetro para las comunicaciones. Por último, un motor de propergoles líquidos (ácido nítrico y dimetilhidracina), se encargará de las correcciones de curso. El peso total alcanzará los 650 kg. Próximos a la ventana de lanzamiento hacia Marte, los ingenieros han tenido que superar innumerables dificultades técnicas, que no han evitado detectar anomalías que no ha habido tiempo de corregir. Pero incluso en estas circunstancias, Korolev está dispuesto a arriesgarse para conseguir ser el primero en llegar a Marte, aunque sea mediante un vehículo inoperante. No obstante, la siguiente ventana, muy probablemente, deberá ser afrontada en competencia con la NASA, lo que hará menos tolerable un posible fallo. Llega por fin el momento crucial, durante el cual Marte se encuentra en el cielo en la posición óptima para un viaje de bajo consumo y máxima carga útil. La ventana se abre en septiembre de 1960 pero el instante más adecuado queda definido entre los días 20 y 25. Si todo va bien, la primera 1M alcanzará su objetivo en abril de 1961, pasando a entre 5.000 y 30.000 km de su superficie. Pero la ventana ideal no podrá ser utilizada. Diversos problemas obligarán a un sustancial retraso. Por un lado, la nueva estación de seguimiento de Yevpatoria, en Crimea, no es inaugurada hasta el 26 de septiembre (aunque no podrá considerarse operativa hasta varios meses después). Por otro, una de las tres sondas 1M que están siendo preparadas para la misión revela un fallo en su cámara, con lo que deberá ser reparada. El paso de las jornadas será fatal. Finalmente, con el empeoramiento de la posición de Marte y la consecuente reducción de la carga útil que el cohete 8K78 puede transportar para alcanzar el destino previsto, los técnicos se ven obligados a reducir la masa de la sonda. Debido a sus problemas, la cámara, que no es seguro vaya a funcionar, es la primera sacrificada (algunas fuentes hablan de la exclusión del espectrorreflectómetro, que habría sido probado en las cercanías de Tyuratam sin que fuera capaz de detectar vida en la zona). De un modo u otro, y con los tres barcos que servirán como repetidores de comunicaciones desplegados en el Atlántico desde agosto, la primera 1M despega desde Tyuratam el 10 de octubre de 1960, intentando ascender hacia una órbita baja preliminar. Será un deseo vano, puesto que el lanzador fallará y la nave caerá sobre Siberia. La adición de una etapa más en la cúspide del vector parece haber reproducido antiguos problemas, y la vibración sufrida por el Blok I durante el funcionamiento del Blok A provoca daños importantes en el sistema de control del primero. Cuando se activa, la desviación ya supera los 7 grados permitidos (a los 309 segundos del despegue), con lo que sus motores reciben la orden de pararse a los 13,32 segundos de funcionamiento. La parada propicia la caída y destrucción del vehículo y su carga. Sólo las estaciones de escucha estadounidenses sabrán que la primera sonda marciana ha fallado. Transcurrirán tres décadas antes de que los soviéticos reconozcan lo sucedido. Khrushchev, que esperaba mostrar un modelo de la sonda durante su presencia en las Naciones Unidas, en Nueva York, deberá esperar al siguiente intento. (Fotos: Archivo)
-Hora de Lanzamiento: 14:27:49 UTC
-Zona de Lanzamiento: Baikonur NIIP-5 LC1
-Nombre de la Carga Util: AMS Mars (1M No. 1) (Marsnik-1) (Mars U-1)
-Masa al despegue: 650 kg.
-Organización Responsable: NII-88 (URSS)
-Lanzador: 8K78 (Molniya) (L1-4M)
Las dificultades técnicas en el desarrollo del cohete 8K73 debido a la no disponibilidad del motor RD-109 del grupo de Glushko, convencieron a Korolev de la necesidad de buscar una nueva alternativa útil para vuelos interplanetarios. La etapa superior a instalar sobre la versión 8K74 (R-7A) del misil ICBM procedería de otro programa militar, la segunda fase del misil R-9A (8K75), diseñado por el propio Korolev y el OKB-1. Así pues, el nuevo cohete espacial 8K78, en 1958/1959, estaría compuesto por la combinación de ambos elementos. Sin embargo, los cálculos de los matemáticos revelaron pronto que los lanzamientos hacia los planetas serían más eficientes si las sondas pasaran primero por la órbita terrestre y no se dirigían directamente hacia su destino desde su rampa de despegue, lo cual podía introducir una considerable incertidumbre. Por eso, Korolev decidió cambiar de planes. Sobre el cohete 8K74 (R-7A), llamado en esta ocasión 8K74/III debido a las modificaciones que tuvo que sufrir para soportar el peso de la propulsión adicional, se colocaría aún la etapa superior procedente del misil R-9A, pero con los tanques de propergoles ampliados. El llamado Blok I se encargaría de situar a la carga en una órbita terrestre baja. Para abandonarla y acelerar, en el momento adecuado, hasta la velocidad de escape hacia Marte o Venus, se emplearía una etapa adicional llamada Blok-L, capaz de actuar en el vacío. El cohete 8K78 completo mide 41,71 metros de alto, tiene un diámetro máximo en la base de 10,3 metros y un peso cargado de 305,5 toneladas. La primera etapa 8K74 está formada por el tradicional Blok-A o etapa núcleo, equipado con un motor 8D75K (RD-108). Su empuje es de 75,8 toneladas a nivel del mar y funciona durante 330 segundos. Rodeando al Blok-A se encuentran los cuatro aceleradores Blok-B, V, G y D, cada uno con un motor 8D74K (RD-107) de 83,5 toneladas de empuje y un tiempo de funcionamiento de 135 segundos. La etapa superior Blok-I posee un motor 8D715K (RD-0107), una versión del 8D715 (RD-0106), perteneciente al misil R-9A, adaptada para trabajar en el vacío y durante un tiempo más prolongado. Su empuje alcanza las 30 toneladas. Por fin, la última etapa, denominada “de escape” o Blok-L, utiliza un motor S1.5400. Su diseño es novedoso porque debe asegurarse su ignición en ingravidez. Todos los motores de propulsión líquida del cohete 8K78 queman oxígeno y queroseno.