23 febrero 2009

Pirotécnicos: separación sin sutilezas

Estoy seguro de que la mayoría sabéis que en astronáutica los dispositivos de separación son a menudo dispositivos pirotécnicos. Es decir, explosivos, para ser más claros. La foto que os traigo hoy es justamente de la prueba de uno de estos dispositivos de separación entre etapas del nuevo cohete Ares I de la NASA.


Espectacular, ¿verdad? Nada de sutilezas, nada de ganchitos que se abren para soltar un anclaje… se le pega un zambombazo y listos, se rompe la estructura y a otra cosa.

¿Y por qué, se suele preguntar el profano? ¿Por qué ser tan bestia, y no hacerlo de forma menos “drástica”, más “comedida”?

Pues principalmente por una razón: fiabilidad. Y es que un dispositivo mecánico de apertura puede fallar: se puede averiar por alguna razón, o simplemente se puede quedar “encasquillado” sin llegar a abrirse del todo, y eso en astronáutica significaría el fracaso en la mayor parte de los casos. En cambio, un explosivo no suele fallar prácticamente nunca. Su fiabilidad es muy superior a la de cualquier dispositivo mecánico alternativo.

Por esta razón, las uniones entre etapas de un lanzador, por ejemplo, se diseñan continuas, sin división física. Solamente una pequeña muesca en la estructura indica dónde termina una etapa y dónde comienza la otra, pero se trata de una única pieza de material, sin uniones. A lo largo de esa muesca con forma de “V” (“entalla”, en términos técnicos) se coloca un cordón de explosivo, que al detonar hace que la pieza se rompa por el vértice de la V.

Esto tiene una ventaja adicional, además de la fiabilidad, y es el ahorro de peso. Una unión convencional significaría peso añadido, por los múltiples remaches o tornillos necesarios, además de por necesitarse un solape en la zona de unión (o una pieza adicional que realice dicho “solape” sobre ambas partes). Hablo, por supuesto, de la unión más convencional, “a cortadura”, con los tornillos o remaches colocados de forma radial, perpendicular a la superficie de los dos cilindros a unir. Podríamos pensar también en hacer una unión “a tensión”, con tornillos en disposición axial uniendo ambas piezas; pero este tipo de unión, aunque elimina el “solape”, también añade peso, no sólo por los propios tornillos sino también por la “solapa reforzada” necesaria para hacer la unión “a tope”. (Disculpad los técnicos que leáis esto por el lenguaje poco riguroso, en aras de un mejor entendimiento por los no especialistas).

Pero los pirotécnicos no sólo se utilizan para separar etapas de lanzadores. Suelen ser utilizados también muy a menudo para la separación final del satélite o sonda de su cohete portador, por ejemplo.

En este caso, la utilización de los pirotécnicos tiene un grave inconveniente: el impacto transmitido sobre la estructura del satélite por la onda expansiva de la explosión. Aunque la estructura a romper en este caso suele ser más débil que en una separación entre etapas (porque la masa que soporta, la del satélite, es menor), y por tanto se requiere una cantidad inferior de explosivo, el efecto sigue siendo importante, suficiente como para dañar buena parte de los equipos electrónicos de a bordo. Para evitarlo, se colocan diversos atenuadores de choque entre la zona de separación y dichos equipos (por ejemplo, en el soportado de los mismos), de forma que la vibración que llegue a estos esté dentro del rango soportable, pero es una de las principales cargas dimensionantes de la carga de pago a la hora de hacer el diseño.

En otras ocasiones, los pirotécnicos no se utilizan a modo de cordón para romper una unión continua, sino para cortar amarres de algún tipo, sean cables o bulones completos. En estos casos, también por razones de fiabilidad, se suelen utilizar cortadores pirotécnicos, una especie de “uñas” de acero que se cierran con violencia sobre el elemento a ser cortado por efecto de una carga explosiva. A menudo la separación en estos casos se completa por medio de una serie de muelles que estaban previamente comprimidos, y que se liberan tras el corte del elemento que mantenía ambas partes cohesionadas.

Sea de una forma o de otra, los pirotécnicos son un elemento común a bordo de lanzadores y vehículos espaciales. Si a esto le unimos las toneladas de compuestos inflamables, en el caso de lanzadores de propulsante líquido, o de más compuestos prácticamente explosivos, en el caso de los de propulsante sólido, no es de extrañar que a menudo se defina a estos vehículos como “bombas en potencia”. Mejor mantenerse a una distancia prudencial… (Foto: NASA)

13 febrero 2009

Colisión en el espacio: ¿responsables?

Supongo que a nadie le sonará a nuevo lo de la colisión de ayer entre el satélite Iridium 33 y Kosmos 2251, así que no os voy a aburrir repitiendo lo que ya habréis oído o leído en multitud de sitios. Hasta logró una atención más que considerable en los telediarios, algo del todo inusual para las noticias relacionadas con el espacio, aunque hay que reconocer que ésta lo merecía, por lo sorprendente e inesperado. Y es justamente sobre eso sobre lo que quería hablar.

No me refiero a la escasa probabilidad de que dos satélites choquen en órbita. Efectivamente, la probabilidad es pequeña, especialmente porque no estamos hablando de chocar con un pequeño fragmento de basura espacial, sino con todo un satélite de más de media tonelada de peso, que hay muchos pero no tantos (especialmente para “lo grande” que es el espacio). Aunque la probabilidad era pequeña, para mi no es eso lo realmente sorprendente. Lo que me dejó estupefacto al enterarme de la noticia es que no se hubiera previsto y no se hubiera hecho nada por evitarlo.

Efectivamente, existe una inmensa base de datos de los objetos actualmente en órbita, disponible para aquellos que lo necesiten (especialmente los operadores de satélites). No sólo de satélites en activo, sino también de satélites obsoletos (“muertos”), de etapas superiores de lanzadores que quedan en órbita, e incluso de fragmentos de basura espacial. En este último caso, existe información más o menos precisa de cualquier fragmento de tamaño superior a los 10 cm, a través principalmente de observaciones radar. Pero ni siquiera hablamos de eso, hablamos de un satélite de varios metros de tamaño y de órbita perfectamente conocida.

Los operadores de Iridium tenían acceso a esta información, y sus satélites están equipados con motores de maniobra orbital con capacidad suficiente para llevar a cabo una maniobra evasiva en caso de riesgo de colisión. No es la primera vez que este tipo de maniobras se han llevado a cabo con otros satélites, o incluso en la estación espacial Mir y en la ISS, para evitar impactos con satélites o trozos de basura espacial.

En cambio, en este caso no se ha hecho nada. ¿Por qué? Lo ignoro. Pero da la sensación de que esto ha sido la consecuencia no sólo de la casualidad, sino de un grave fallo por parte de los operadores de la red Iridium. Quizás sepamos algo más en los próximos días.

10 febrero 2009

Aires de cambio en la política espacial militar norteamericana

Obama parece incansable en su tarea de darle la vuelta a buena parte de las políticas adoptadas por su predecesor G.W. Bush. Aunque centrado en intentar arreglar el desastre económico en que se ha convertido el país y que está arrastrando a buena parte del mundo, aún le queda tiempo para plantear, por ejemplo, lo que podría ser una nueva política de defensa en el área espacial. Una política donde la diplomacia intentaría ganar peso frente a la amenaza, que ha sido la directriz oficial de dicha política desde mediados de 2006.

Efectivamente, como ya os conté por aquí, el 31 de agosto de 2006 la Administración Bush aprobaba su nueva política espacial (aunque no se haría pública hasta octubre del mismo año), que venía a sustituir a la vigente hasta entonces, de 1996. El documento, de sólo 10 páginas, trataba en términos globales y generalistas sobre todos los aspectos de la actividad espacial, pero era la parte relativa a la militarización del espacio la que realmente suponía una novedad y la que más polémica levantó. En esta parte, de forma resumida podemos decir que los Estados Unidos anunciaban su disposición a actuar militarmente en el espacio de forma preventiva frente a posibles adversarios, al mismo tiempo que anunciaban su negativa a participar en cualquier tipo de tratado de limitación de armas en el espacio que les pudiera afectar. Este punto en concreto se vería refrendado en varias ocasiones a lo largo de los siguientes años, cuando reiteradamente se rechazaron propuestas internacionales de limitación de proliferación de armas en el espacio. Para más información, os remito al artículo que escribí al respecto en octubre de 2006.

Pues bien, estos dos puntos concretos son los que Obama ha rechazado frontalmente, aunque aún sin compromisos concretos, al hacer referencia a la necesidad de estudiarlo más en profundidad. En concreto, el nuevo presidente ha anunciado su predisposición a firmar algún tipo de acuerdo internacional que limite el uso de armas en el espacio. Se trata de un claro cambio frente a la actitud de prepotencia espacial de su predecesor que ha merecido los aplausos de un buen número de observadores en su país, así como, curiosamente, de algunos altos cargos militares, que a priori podrían considerarse más alineados con la política de Bush.

La Casa Blanca hizo el anuncio poco después de la investidura de Obama como presidente, aunque por “razones de agenda” yo no he podido escribir sobre ello hasta ahora. No obstante, el anuncio ya advertía que sería necesario un tiempo para estudiar en detalle cómo llevar a cabo de forma efectiva esta nueva política. Y es que hay que reconocer que la limitación de armas en el espacio es un tema espinoso.

El principal problema al que se enfrenta cualquier tratado de limitación armamentística es el de la verificación. De poco sirve firmar un papel prometiendo retirar determinadas armas si no hay forma de verificar después que esto se haya llevado a cabo. No se trata únicamente de que uno de los firmantes decida actuar deshonestamente… es que cualquiera de los dos, o ambos, puede tener el temor (real o infundado) a que el otro esté siendo deshonesto, y actúe en consecuencia saltándose el tratado como prevención. Sin verificación, un acuerdo de este tipo es papel mojado.
Pero si la verificación es un asunto complejo en cualquier caso, lo es especialmente cuando hablamos del espacio. Y no sólo porque a ver quién es el guapo que manda un inspector de la ONU a la órbita terrestre a echarles el alto y pedirles la documentación a los satélites sospechosos que vea pasar por allí… es que, en el fondo, cualquier satélite de aspecto inocente puede ser un arma en potencia.

En efecto, salvo que se encuentren formas imaginativas de resolver el problema, nada impediría a un país determinado fabricar un satélite bélico “disfrazado” de satélite civil, y enviarlo al espacio donde permanecería en estado de latencia hasta que fueran necesarios sus servicios. En ese caso, bastaría modificar su órbita para acercarlo a su objetivo, y una vez en sus inmediaciones hacerlo estallar, lanzando metralla en todas las direcciones y destruyendo dicho objetivo. Evitar que satélites así puedan fabricarse y lanzarse es complicado, salvo que dichos inspectores de la ONU supervisasen la fabricación y lanzamiento de todos los satélites del mundo, lo cual, evidentemente, no es operativo.

Éste ha sido el principal argumento utilizado por la Administración Bush cada vez que alguien ha planteado la necesidad de firmar un acuerdo de este tipo. Se argumentaba que firmarlo impediría a los Estados Unidos desarrollar armas espaciales, mientras que otros países podrían seguir haciéndolo subrepticiamente, según hemos comentado anteriormente. Por supuesto, se trataba de la visión “ombliguista” y simplista que suponía que los Estados Unidos serían completamente honestos tras la firma de un tratado de este tipo, mientras que el resto de firmantes serían unos deshonestos traidores… Pero en fin, es cierto que el riesgo es real.

Por supuesto, no era ésta la única razón que tenía la Administración Bush para negarse a la firma de un tratado de este tipo: la principal es que ellos se veían como los principales perdedores en un acuerdo así, al poseer en la actualidad la supremacía en esta área. Por supuesto, ésta es también sin duda la principal razón por la cual tanto Rusia como China han insistido en los últimos años en la necesidad de firmar este tratado, al saberse actualmente en inferioridad de condiciones.

Efectivamente, Estados Unidos tenía sus razones para negarse, tanto por los problemas de verificación, como, sobre todo, por considerar que una limitación de armas en el espacio le haría perder su hegemonía actual. Pero está claro que dicha negativa lo único que hacía era alentar a sus enemigos a reforzarse militarmente en esa área para contrarrestar dicha hegemonía norteamericana. Los recientes ensayos de armas antisatélite por parte china y norteamericana parece claro que son parte del tira-y-afloja que viene teniendo lugar en los últimos años alrededor de este tema.

En mi opinión, a pesar de su innegable complejidad intrínseca, un tratado internacional contra las armas antisatélite tendría efectos beneficiosos a nivel global. Aunque no podamos confiar en que dicho tratado termine realmente con dichas armas, al menos limitaría su utilización a situaciones extremas, ya que ningún país querría quedar en evidencia rompiendo unilateralmente el tratado, salvo que se estuviera ya prácticamente en estado de guerra abierta. En el fondo, es lo mismo que pasa con las armas químicas y biológicas: su utilización está prohibida por acuerdos internacionales, pero son muchos los países que mantienen un completo arsenal de compuestos susceptibles de ser incorporados a obuses o misiles en caso necesario; los Estados Unidos son unos de los que guardan importantes arsenales de este tipo de productos prohibidos. Y sin embargo, los tratados han conseguido que este tipo de armas no se utilicen hasta ahora. Creo que algo similar podría esperarse de un tratado de limitación de armas en el espacio: seguirá habiéndolas, pero todos se lo pensarán dos veces antes de utilizarlas.

En cualquier caso, el anuncio ya dejaba claro que el proceso sería lento, y se habla incluso de finales de año para que salga alguna propuesta concreta por parte de los Estados Unidos. Antes, Obama deberá estudiar en profundidad el tema con sus asesores militares, algo que probablemente ocurrirá en septiembre. Mientras tanto, bastante tiene con intentar salir del barrizal de la crisis… ¿o son arenas movedizas?

Von Braun recomendado en Casa del libro

Acabo de llevarme una sorpresa al encontrarme por casualidad con mi último libro en portada de la web de Casa del Libro, como recomendación de la semana. Teniendo en cuenta que de los miles de libros que se editan en un año en España sólo 52 pueden ser libros de la semana para una de las mayores librerías del país, esto es todo un honor, así que espero que me perdonéis este ejercicio de autobombo... ¡Saludos!

04 febrero 2009

Lanzamiento orbital iraní

Ya llegó. Tras un vuelo de pruebas a comienzos de 2008 y un intento frustrado de orbitar un satélite en agosto del mismo año (aunque fuentes iraníes no lo reconocen, identificándolo como un segundo vuelo de pruebas con una carga inerte), Irán ha conseguido poner en órbita con fecha 2 de febrero su satélite Omid, de fabricación nacional, con su lanzador Safir, derivado del misil de alcance medio Shahab 3, derivado a su vez del misil norcoreano Taepodong-1 (otras veces escrito como Nodong-1).

El lanzamiento tuvo lugar coincidiendo con el 30º aniversario de la revolución islámica en Irán, y se ha limitado a poner en órbita baja (245 x 378 km) un pequeño satélite de unos 30 kg, básicamente experimental, que se espera que esté operativo durante no más de 3 ó 4 meses, tiempo aproximado que podrá estar en órbita debido al rozamiento con las capas altas de la atmósfera.

El lanzamiento ha provocado las habituales declaraciones de alarma por parte de diferentes gobiernos occidentales, que alertan sobre la relación directa de la tecnología utilizada en el Safir con el desarrollo de misiles de medio-largo alcance. Entre tanto, los iraníes se defienden alegando el carácter completamente pacífico de su programa espacial, y con declaraciones como éstas de su presidente Ahmadinejab: “Nuestra visión de la tecnología es divina, al contrario que las potencias que dominan el mundo, que tienen visiones satánicas”. En fin, el día que consigamos separar la religión de la política, el mundo irá mucho mejor.