Profundizando en las naves espaciales chinas de carga Tianzhou

Las naves espaciales de carga que viajan entre la Tierra y una estación espacial son vehículos robóticos que transportan provisiones, combustible y otros suministros desde la Tierra a la estación, y a menudo desechos cuando hacen el trayecto inverso.

China está impulsando con gran fuerza su programa espacial y apuesta fuerte por las estaciones espaciales propias.

El modelo Tianzhou de carguero espacial fue desarrollado por la Academia China de Tecnología Espacial, como parte del programa de estaciones espaciales tripuladas de China. El trabajo de diseño del Tianzhou comenzó en 2010.

Las principales tareas del carguero son el transporte y el almacenamiento temporal de suministros para las estaciones espaciales, el almacenamiento temporal y la retirada de desechos de la estación espacial visitada, la caída controlada a una zona predeterminada; la cooperación con la estación espacial visitada para controlar la órbita del conjunto de estación y carguero combinados; y algunas tareas auxiliares en el marco del desarrollo de aplicaciones espaciales y para poner a prueba capacidades técnicas de las naves.

Jianyu Lei, Dongyong Jia, Mingsheng Bai, Yong Feng y Xingqian Li, de la Academia China de Tecnología Espacial, han hecho pública una descripción detallada de las naves Tianzhou, incluyendo la estructura, función y tecnologías principales de los subsistemas.

Las estaciones espaciales chinas Tiangong solo cuentan con los cargueros Tianzhou como vehículos de carga. Las naves Tianzhou han irrumpido con fuerza en el avituallamiento espacial, en la reposición de combustible y en el encuentro y acoplamiento rápidos entre vehículos espaciales de manera totalmente autónoma.

El carguero Tianzhou consta de dos módulos: una cabina de carga para transportar carga presurizada y un módulo de propulsión. Mide unos 10,6 metros de largo (incluyendo los propulsores de maniobra en un extremo) y 3,35 metros de diámetro.

La masa total de la nave es de 7 toneladas, con una carga útil total máxima de 6,5 toneladas. La carga presurizada transportada en la cabina de carga suele incluir alimentos, agua, ropa y equipamiento experimental para los astronautas. El combustible para efectuar maniobras en el conjunto nave-estación y el destinado al repostaje se carga en el módulo de propulsión.

El máximo tiempo de permanencia del carguero Tianzhou acoplado a una estación espacial Tiangong es de aproximadamente 365 días.

Hasta 6 toneladas de desechos se pueden cargar en una nave Tianzhou, quemándose durante la reentrada atmosférica.

La tecnología de reabastecimiento de combustible en órbita puede prolongar la vida útil de las estaciones Tiangong y hacerlas más rentables. Las Tianzhou y las Tiangong usan, en líneas generales, el mismo sistema que los cargueros rusos Progress y la Estación Espacial Internacional (ISS).

Una característica distintiva de los cargueros Tianzhou es su capacidad para transportar carga presurizada y carga no presurizada.

En ese sentido, un aspecto particularmente interesante de las naves Tianzhou es el de sus tres posibles configuraciones. En la fase inicial del diseño del carguero Tianzhou, Jianyu Lei y sus colegas idearon tres configuraciones para el carguero: una plenamente cerrada, otra semicerrada y otra plenamente abierta. Disponiendo de las tres versiones, habría más versatilidad para el tipo de carga a ser transportada. La versión semicerrada y la plenamente abierta facilitan el transporte de cargas voluminosas que no requieran estar presurizadas, como por ejemplo satélites, grandes paneles solares y plataformas de experimentos que deban estar expuestas directamente al medio espacial.

Las tres configuraciones del carguero Tianzhou. De izquierda a derecha: la versión plenamente cerrada, la semicerrada y la plenamente abierta. (Imagen: Space Science & Technology)

Debido a que las estaciones espaciales Tiangong ahora no tienen grandes necesidades de transporte de carga no presurizada, solo se completó el desarrollo inicial de la versión semicerrada y el diseño conceptual de la plenamente abierta. En la actualidad, todas las misiones usan la versión plenamente cerrada.

Jianyu Lei y sus colegas exponen muchos más detalles técnicos sobre las naves Tianzhou en la revista académica Space Science & Technology, bajo el título “Research and Development of the Tianzhou Cargo Spacecraft”. (Fuente: NCYT de Amazings)