El transbordador... paso novedoso en lo espacial

CON un rugido ensordecedor que estremeció la tierra por millas, el Columbia, la primera nave espacial del mundo que puede utilizarse de nuevo, se despegó de su plataforma de lanzamiento en el Cabo Cañaveral, Florida, y ascendió vertiginosamente hacia el espacio sideral. Eso aconteció el 12 de abril, precisamente 20 años después que el cosmonauta ruso Yuri Gagarin realizó el primer vuelo espacial tripulado. Después de 54 ¹/₂ horas y 36 órbitas en torno a la Tierra, la nave pasó como un rayo a través de la atmósfera abrasadora de la Tierra para aterrizar en el cauce de un lago seco de California, precisamente en el momento designado y en el lugar predeterminado.

Esa hazaña verdaderamente espectacular fue el resultado de 10 años de desarrollo y de un gasto de 10.000 millones de dólares. Fue aclamada por haber “introducido una nueva época en la exploración espacial.” Otros dijeron que precisamente era el estímulo que la nación necesitaba, asaltada como estaba por dudas respecto a su propia capacidad tecnológica. Todavía otros expresaron sentimientos contrarios, pues dijeron que “era un gran despilfarro de dinero.”

¿A que se deben reacciones tan diversas? De hecho, ¿qué es el transbordador espacial, y qué se espera que logre? ¿Valió la pena el gasto?

¿Por qué se necesita el transbordador?

En el pasado todas las naves espaciales fueron lanzadas por cohetes que, después de efectuar su único lanzamiento, se quemaban en la atmósfera o caían a las profundidades del mar. Hasta las costosas naves espaciales mismas, por lo general, venían a parar en museos después de efetuar un solo viaje. Pero con el Sistema de Transporte Espacial (STS), el nombre oficial del transbordador espacial, el caso es diferente. El corazón del sistema es una escuadra de vehículos orbitales, al primero de los cuales se le puso el nombre Columbia en conmemoración de la primera nave estadounidense que navegó alrededor del mundo, en 1790. Al describir el transbordador espacial, se le ha comparado con una nave o camión de carga espacial que puede hacer viajes de ida y vuelta al espacio vez tras vez, hasta 100 veces. Teóricamente, este paso novedoso hará que los vuelos espaciales sean mucho más económicos.

¿Qué hará?

Puesto que puede llevar una carga de aproximadamente 30.000 kilos, la nave orbital puede transportar al espacio satélites para comunicaciones, ciencia y uso militar, así como también otro equipo... telescopios, cámaras y hasta laboratorios completos. También puede llevar arriba a especialistas para que lleven a cabo experimentos en el espacio, estudien los cielos y la Tierra, y para que revisen, reparen o hasta recobren equipo defectuoso. Con el tiempo se espera que haga posible transportar y poner en órbita hombres y materiales a fin de construir estaciones espaciales que saquen provecho de la energía solar o fabriquen en la ingravidez del espacio. En el interés de lograr todo esto, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) actualmente está construyendo otros tres vehículos orbitales a un costo de 500 millones de dólares cada uno —el Challenger, el Discovery y el Atlantis— para que, posiblemente para mediados de los años ochenta, se puedan programar de 30 a 40 vuelos al año, y tal vez hasta 50 para 1990.

Una mirada al sistema

El vehículo orbital Columbia tiene 37 metros de longitud, pesa 80 toneladas y se parece a un abultado avión de reacción con alas en delta de 24 metros de envergadura. En su cola tiene tres de los más impresionantes motores cohete que se han construido hasta la fecha. Juntos pueden generar más potencia que la que se necesita para alumbrar el entero estado de Nueva York. Sin embargo, excluyendo las toberas, solo tienen como un metro y medio de altura. Hasta su bomba de combustible, que es del tamaño de un tambor para petróleo, tiene una potencia equivalente a la de 28 locomotoras diesel. El desarrollo y perfeccionamiento de estos motores de funcionamiento óptimo literalmente ha probado hasta el límite la capacidad de la tecnología actual, y los fracasos de los motores fue una de las razones principales por las cuales no se pudo cumplir la fecha a principios de 1978 que originalmente se había fijado para el primer viaje del Columbia.

Cuando la nave orbital está en la plataforma de lanzamiento, la sujetan al gigante tanque exterior de combustible que tiene 15 pisos de altura y contiene 800 toneladas de oxígeno e hidrógeno líquidos. Pero en solo nueve minutos los tres motores principales del vehículo consumen todo este combustible. Sin embargo, por más poderosos que sean estos tres motores, la tarea de levantar todo ese peso al espacio es más de lo que pueden lograr. Por eso, se han añadido dos cohetes impulsores de combustible sólido al lado del tanque de combustible. Estos cohetes, que se parecen a dos lápices de color de tamaño extraordinario, contienen casi un millón de kilos de aluminio en polvo —los mismos explosivos que se usan en fuegos artificiales— y proveen cinco veces más potencia que los motores principales. Son los cohetes de combustible sólido más grandes que se han construido, y los primeros que se han usado en un vuelo espacial tripulado.

El ascenso

Al tiempo del despegue, los motores principales de la nave orbital se encendieron primero. Segundos después, los cohetes impulsores se prendieron con una fuerza explosiva, y el transbordador empezó su ascenso, lentamente al principio. En dos minutos, los cohetes impulsores habían consumido lo último de su surtido de combustible y fueron desacoplados del tanque de combustible por pequeñas descargas de explosivos. A medida que venían cayendo, tres paracaídas gigantescos se abrieron para que estos cohetes, que costaron 18 millones de dólares, tuvieran un descenso suave al mar. Dos buques de construcción especial, Liberty y Freedom, estaban esperando en la zona predeterminada para el descenso de los cohetes a fin de remolcarlos a tierra porque podrán utilizarlos de nuevo unas 20 veces, al costo de 13 millones de dólares cada vez.

Nueve minutos después del despegue, se había consumido todo el combustible del tanque exterior, y el transbordador había alcanzado una altitud de 115 kilómetros. Fue preciso deshacerse del tanque a estas alturas para que la gravedad lo tirara de nuevo hacia la Tierra. A medida que el tanque cayó, el calor generado al reingresar a la atmósfera lo quemó y despedazó, y sus escombros fueron regados en el Océano Índico. Este tanque, cuyo costo ascendió a tres millones de dólares, es la única parte de este vehículo que no es reutilizable. El recuperarlo costaría más que el tanque mismo.

Entonces el Columbia se halló solito, marchando por impulso propio. La descarga de los dos motores del Sistema de Maniobra Orbital a bordo, que todavía no se habían usado, puso al Columbia en órbita circular a 240 kilómetros arriba de la Tierra.

En órbita

En la cabina de pilotaje los dos pilotos tienen una vista dominante de 1.400 interruptores y relevadores y tres pantallas de televisión que están enlazados con cinco ordenadores a bordo. En realidad, desde nueve minutos antes del despegue hasta cosa de minutos antes del aterrizaje, los ordenadores estaban guiando el vuelo del transbordador. El sistema se llama “quadredundant”: los cuatro ordenadores principales tratan la misma información y tienen que dar la misma respuesta. En caso de desacuerdo, votan y la mayoría rige o lo decide. Si no se puede resolver el problema de esta manera, se pone a funcionar el quinto ordenador, que es el ordenador de apoyo, y éste lo decide. Sus inmensos bancos de memoria contienen unos 134 millones de trozos de información, y en puntos críticos del vuelo los ordenadores ejecutan 325.000 funciones por segundo.

Uno de los principales objetivos del primer vuelo fue el de probar las puertas del compartimiento de la carga mientras la nave estaba en el espacio. Hay cuatro paneles de radiadores en la parte interior de las puertas que tienen que ser expuestos al espacio para disipar el calor que produce todo el equipo electrónico a bordo. Después de ese ensayo, y varias inspecciones del sistema de navegación, el Columbia estaba listo para regresar a la Tierra.

El reingreso

La nave Columbia tiene el 70 por ciento de su superficie exterior cubierta con unos 31.000 mosaicos de sílice revestidos de material cerámico para protegerla de la temperatura de 1.370° C causada por la fricción atmosférica y para evitar que experimente lo que le sucedió al tanque de combustible al efectuar su reingreso. La construcción de este escudo que protege contra el calor y puede utilizarse de nuevo presentó un desafío tan exigente como el de la construcción de los tres motores principales. Los mosaicos, de los cuales no hay dos que sean iguales, fueron diseñados y cortados por ordenadores y pegados en su lugar a mano como si fueran los pedazos irregulares de un rompecabezas gigantesco. Los problemas enormes que surgieron durante la instalación y las pruebas de los mosaicos llegaron a ser otra causa principal responsable del retraso del proyecto.

A medida que el Columbia descendía, sobre la panza, hasta aproximadamente 130 kilómetros arriba de la Tierra, los mosaicos empezaron a ponerse al rojo, y el brillo abrasador todo alrededor del vehículo cortó todas las comunicaciones de radio. Durante esta etapa crítica del vuelo, el Columbia estuvo por su cuenta por 16 minutos, y, en la tierra, los del personal de control contuvieron la respiración. También lo hizo la muchedumbre que estaba esperando en el suelo del desierto de Mojave.

Entonces, de repente, vino el tronido sónico... dos fuertes choques que anunciaron que el Columbia lo había logrado sin incidente y ya estaba acercándose para efectuar su aterrizaje. Por aproximadamente un minuto, 10.000 pares de ojos estaban pegados en el transbordador de 80 toneladas a medida que éste descendía planeando en un ángulo siete veces más inclinado que el de cualquier avión al efectuar un aterrizaje. El tren de aterrizaje bajó, y, segundos después, el vehículo dio con el cauce del lago seco a una velocidad de 345 kilómetros por hora. “¡Bienvenido a casa, Columbia! Hermosísimo, hermosísimo,” gritó el encargado de las comunicaciones para el control de la misión. Así terminó el primer vuelo del transbordador espacial.

¿Vale la pena?

La ventaja económica del STS se basó en la idea de que la escuadra de transbordadores efectuaría unos 50 vuelos al año entre 1979 y 1990. Si solo se efectuaran 30 vuelos al año, el costo por vuelo sería aproximadamente lo mismo que el de los cohetes convencionales. Actualmente, el programa solo exige que se hagan 20 vuelos al año, y queda por verse si habrá necesidad de hacer más vuelos o no. Aproximadamente la tercera parte de los vuelos los han reservado los militares, y, de hecho, se ha dicho que si no fuera por los militares, hace mucho que los planes para el transbordador hubiesen sido descartados. Muchas personas temen que el proyecto sea una escalada militar disfrazada de civil.

Hasta algunos que ven la hazaña desde un punto de vista científico han sufrido desencanto. Joseph Veverka, presidente del Grupo Activo de la Ciencia de Cometas de la NASA, lo explicó así. “Lo que pasa es que el programa de ciencia espacial de este país casi ha sido destruido.” Esto se debe a que “se tomó dinero de los proyectos científicos para completar [el transbordador].” La NASA misma se ve obligada a desempeñar el papel poco atractivo de conducir el camión espacial para la carga de otras personas porque le queda poco dinero para desarrollar algo diferente.

A la vez que alabó el STS como “útil y productivo,” un grupo de científicos declaró en el Bulletin of the American Academy of Arts and Sciences que no serviría para adelantar “ningún principio fundamental de la física, ningún punto de controversia biológico de corto plazo ni ninguna cuestión de la práctica sólida de la ingeniería.” “Por contraste,” dijo Lester R. Brown, director del Instituto Worldwatch situado en Washington, “se están pasando por alto problemas apremiantes.” Mencionó como ejemplos la erosión de tierras de labrantío y la deuda nacional.

No cabe duda de que el primer vuelo del Columbia que se efectuó casi sin defecto sea un gran logro tecnológico. Debido a eso, muchos opinan que este paso novedoso en lo espacial que el transbordador ha hecho posible significará un futuro mejor para la humanidad. Pero, a medida que se amaine el optimismo generado por el primer vuelo, habrá mucha oportunidad para volver a considerar y para valorar esta máquina volante, la más complicada que el hombre haya construido.

[Ilustraciones en la página 25]

El transbordador espacial

Tres principales motores cohetes pueden generar una potencia igual a la de 23 represas como la de Hoover

Después de 9 minutos el transbordador se deshace de un tanque de combustible ya vacío cuyo costo es de 3 millones de dólares

Manipulador por control remoto coloca en lugares apropiados satélites, laboratorios espaciales y otros objetos

Ordenadores a bordo ejecutan hasta 325.00 funciones por segundo

Los cohetes reducen la velocidad del vehículo orbital a 22.500 km.p.h. para la nueva entrada a un ángulo de 40 grados

El escudo de sílice resiste el calor de 1.370° C o más que se experimenta en la nueva entrada

Cohetes reforzadores suministran empuje como el de 25 aviones de reacción de los mayores

Aterrizaje a 320 km.p.h. en pista ya determinada