Lanzamiento del carguero Tianzhou 5 a la Estación Espacial China: un nuevo récord de acoplamiento rápido

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El décimo lanzamiento orbital relacionado con la Estación Espacial China ha tenido lugar con éxito. El 12 de noviembre a las 02:03 UTC despegó el cohete Larga Marcha CZ-7 Y6 (长征七号遥六) desde la rampa 201 del centro espacial de Wenchang (isla de Hainán) con el carguero Tianzhou 5 (TZ-5 o 天舟五号) a bordo. En su momento algo novedoso, los lanzamientos de los cargueros Tianzhou a la estación china se están convirtiendo, como en el caso del envío de naves de carga a la ISS, un suceso rutinario. Sin embargo, en este caso hay una novedad importante, y es que el Tianzhou 5 se acopló con el puerto trasero del módulo Tianhe a las 04:10 UTC, tan solo 2 horas, 7 minutos y 45 segundos después del despegue. ¿Y eso es mucho o poco? Pues es el acoplamiento más rápido de una nave espacial con una estación espacial en la historia de la era espacial.

Hasta ahora el récord lo tenía la Soyuz MS-17, que el 14 de octubre de 2020 se acopló con la ISS en 3 horas y 3 minutos, es decir, poco más de dos órbitas. Esta aproximación, denominada «ultrarrápida» por Roscosmos ha quedado pulverizada por el Tianzhou 5, que se ha acoplado después de efectuar menos de dos órbitas (la empresa RKK Energía propuso un esquema de acoplamiento similar al de la Tianzhou 5, pero ha sido rechazado por Roscosmos). Este ha sido el décimo lanzamiento de un cohete CZ-7, el tercero en 2022, y el sexto de un CZ-7 en su versión de dos etapas. Con capacidad para colocar 14 toneladas en órbita baja, el CZ-7 es el segundo lanzador más potente de China para misiones a LEO tras el CZ-5B, que puede situar hasta 25 toneladas en esta órbita. La órbita inicial del Tianzhou 5 fue de 200 x 240,2 kilómetros y 41,57º de inclinación. Posteriormente, la nave maniobró hasta alcanzar la órbita de la estación de 381,4 x 394,7 kilómetros.

La Estación Espacial China vista desde la Tianzhou 5. En primer plano el puerto trasero del módulo Tianhe. A la derecha, el módulo Wentian. A la izquierda, el Mengtian (CMS).

El carguero Tianzhou 5 no solo ha batido el récord de acoplamiento de cualquier nave con una estación espacial, sino que también lo ha hecho con el de naves de carga, que estaba en posesión de la Progress MS-15, que también en 2020 se acopló con la ISS en 3 horas y 19 minutos. Eso sí, aunque este ha sido el acoplamiento más rápido con una estación espacial, no es el acoplamiento más rápido de dos vehículos en órbita, un récord que sigue en posesión de las Kosmos 212 y Kosmos 213, dos naves Soyuz 7K-OK no tripuladas que se acoplaron automáticamente en abril de 1968 apenas 47 minutos —media órbita— tras el despegue de la Kosmos 213.

Ten en cuenta que una órbita tiene un periodo de 1,5 horas, aproximadamente, por lo que resulta muy costoso en términos energéticos realizar un acoplamiento en menos de 45 minutos (una órbita de transferencia de Hohmann tradicional hacia el objetivo dura media órbita, aproximadamente). Los acoplamientos rápidos, más allá de récords y anécdotas, sirven para reducir la tensión de la tripulación, en el caso de misiones tripuladas, o, en el caso que nos ocupa, para llevar carga que requiera un envío lo más rápido posible. El inconveniente de este tipo de acoplamientos es que requiere una alta precisión en el despegue, por lo que puede ser necesario un gasto mayor de combustible para corregir posibles errores en la inyección orbital (los errores también se pueden reducir si el vehículo que ya está en órbita también maniobra, como ocurría en los años 60 y 70).

Hasta ahora, los cargueros Tianzhou se han acoplado con la Estación Espacial China en 8 horas —Tianzhou 2, en 2021— y en 6,5 horas —Tianzhou 3 y 4—, todos ellos tiempos relativamente muy cortos (el Tianzhou 1 tardó dos días en acoplarse con la Tiangong 2 en 2017). En todo caso, este récord muestra la madurez y ambición de las operaciones de la Estación Espacial China (CSS). La tripulación de la Shenzhou 14 comenzó el proceso de apertura de escotillas al día siguiente, el 13 de noviembre a las 04:18 UTC y accedió al interior de la nave a las 05:03 UTC. El Tianzhou 5 es la primera nave que se acopla con la CSS desde que adquirió su configuración final con el traslado del módulo Mengtian a su puerto lateral, lo que nos ha permitido ver la estación con su apariencia final en forma de ‘T’. Aunque en realidad el aspecto de la estación ya lo pudimos contemplar con motivo de la separación del Tianzhou 4, que se desacopló del puerto trasero del Tianhe el 9 de noviembre a las 06:55 UTC para dejar hueco al Tianzhou 5.

El Tianzhou 5 antes de acoplarse con el Tianhe (CMS).

A diferencia de los Tianzhou anteriores, en esta ocasión el Tianzhou 4 no fue usado para experimentar ninguna maniobra de aproximación o acoplamiento inusuales y simplemente se alejó de la estación. Eso sí, el Tianzhou 4 puso en órbita el minisatélite Zhixing 3A (智星三号A星) el 13 de noviembre a las 22:02 UTC durante su vuelo libre. El Tianzhou 4 es un buen ejemplo del rápido progreso de la Estación Espacial China, ya que cuando fue lanzado antes del verano la estación solo contaba con un módulo, el Tianhe, y al irse ya incorporaba los tres módulos principales.

Tras realizar dos impulsos principales, el Tianzhou 5 se detuvo a 400 y 19 metros de la estación antes del acoplamiento —se eliminó la parada a 200 metros de otras veces— para comprobar el buen funcionamiento de sus sistemas. La tripulación de la Shenzhou 14 estaba preparada para intervenir y tomar el control del vehículo en caso necesario. Las Tianzhou son las naves de carga más pesadas en servicio que existen (solo superadas por el desaparecido ATV europeo), superando a las Cygnus, HTV, Progress y Dragon 2. Su longitud es de 10,6 metros y tienen un diámetro máximo de 3,35 metros, mientras que la envergadura es de 15 metros una vez desplegados los paneles solares. Tienen una masa máxima de 13,5 toneladas al despegue y pueden llevar hasta 6,5 toneladas de carga, incluyendo hasta 2 toneladas de combustible para trasvase y elevación de la órbita de la estación.

En concreto, el Tianzhou 5 lleva 1440 kg de combustible y 5300 kg de víveres y equipos en la sección presurizada. Esta carga incluye un kilogramo de semillas (arroz, trigo, maíz, etc.), así como la primera célula de combustible espacial de China, construida por CAST. El carguero también transporta varios cubesats: el Satélite de Popularización Científica de los Estudiantes de Macao 1 (澳门学生科普卫星一号), el Lianli (连理), el Gaoxin 1 (高新一号卫星), un satélite experimental para despliegue de cables (绳系技术验证立方星) y el Xiwang 4 (希望四号). Gracias al gran tamaño de las Tianzhou, China no necesita lanzar tantas naves de carga como en su momento la URSS y Rusia tuvieron que enviar a las estaciones Salyut y Mir para mantener una tripulación de tres personas. Aunque las Tianzhou se pueden acoplar al puerto frontal o al trasero del Tianhe, usan preferentemente este último porque es el único por el que pueden transferir propergoles hipergólicos al módulo central de la estación.

Ahora todo está listo para el lanzamiento el 27 de noviembre de la Shenzhou 15 con tres astronautas que, por primera vez, aumentarán temporalmente la tripulación de la Estación Espacial China hasta las seis personas.

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