martes, 29 de junio de 2010

¿Por qué los transbordadores espaciales giran sobre sí mismos en el despegue?

Hace unos días recibí en una de mis suscripciones de correo la pregunta que da título a esta entrada del blog, la cual, por habitual es algo que rara vez nos hemos preguntado a fondo.

Ken Jenks lo explica bastante bien en inglés, aunque me permito resumirlo y traducirlo:

1) Esperamos hasta el Transbordador Espacial abandone la torre antes de hacer el giro.

2) Entonces, el Transbordador Espacial gira alrededor de si mismo de forma que el ángulo de ataque entre el viento causado por paso por la atmósfera (el "viento relativo") y el acorde de las alas (la línea imaginaria entre el borde principal y el de las alas) es un ángulo ligeramente negativo ("un negativo q-alpha"). Esto causa un poco de "fuerza descendente (hacia el centro de masas del transbordador en el eje +Z) y esto genera "un alivio de las cargas estructurales." Hay que ser prudente sobre las alas ya que son la parte más delicada del transbordador.

3) La nueva posición (después del giro) también permite que se pueda poner más masa en órbita, o para conseguir una órbita más alta con la misma masa, o para cambiar la órbita a una inclinación más alta o más baja de la que se obtendría si no se girara ("beneficio de rendimiento").

4) La nueva posición permite a la tripulación obtener un aborto menos complicado al sitio de origen.

5) La nueva posición mejora la habilidad para comunicaciones por radio.

6) La actitud nueva permite a la tripulación ver el horizonte, lo cual, aunque no es algo prioritario, resulta muy útil

7) La actitud nueva orienta al Transbordador Espacial de modo que el cuerpo tiende más a estar paralelo con la tierra, y el morro al este (normalmente). Esto hace que el impulso de los motores añada  velocidad en la dirección correcta para alcanzar la órbita. Recuerda: la velocidad es un vector y el Transbordador Espacial tiene que dar un componente horizontal grande a su velocidad y un componente vertical muy pequeño para alcanzar la órbita.

Esto nos lleva a la cuestión "¿Por qué la plataforma de lanzamiento no está orientada para evitar el giro? El problema es que el diseño de los transbordadores surge en plena Era Apolo, y los gases que escapan de las toberas de los SMEE (Motores del transbordador) y los SRB  fueron diseñados para ser expulsados por los pozos creados en la plataforma, y cada uno está orientado de una manera concreta, por lo que no se puede hacer el lanzamiento de otra forma. Aun así, curiosamente los Apolo también tenían su giro sobre si mismos tras el lanzamiento, pero el por qué es algo que los ingenieros actuales de la NASA, la mayoría unos niños cuando el Apolo se diseñó, no saben contestar.