Buran (nave espacial)

La superficie inferior del orbitador Buran estaba cubierta con 38.600 losetas de protección térmica de carbono-carbono diseñadas para soportar 100 reentradas. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Estas losetas eran muy similares a las del transbordador espacial estadounidense . ^{[ 11 ]} Las losetas tenían un recubrimiento antioxidante de disilicuro de molibdeno . El recubrimiento negro de las losetas ayudaba a disipar el calor y, de forma similar a las losetas utilizadas en el transbordador espacial, las losetas del Buran estaban pegadas al orbitador. Los lados de las losetas térmicas que daban al orbitador se dejaron sin recubrimiento para igualar la presión del material con el entorno, evitando cargas mecánicas adicionales. Había espacios deliberados entre las losetas para permitir la expansión térmica. Los espacios se rellenaron con fibra de cuarzo , cuerda, elementos alcalinos, insertos y sellos de cepillo, y las losetas también estaban impermeabilizadas. ^{[ 9 ] [ 12 ]}

Los orbitadores Buran y el Transbordador Espacial estuvieron expuestos a temperaturas similares y ambos contaban con niveles de aislamiento similares. En comparación con el Transbordador Espacial, el Buran tenía una disposición de losetas diferente en su parte inferior, donde todos los espacios entre las losetas térmicas eran paralelos o perpendiculares a la dirección del flujo de aire a través de la superficie inferior del orbitador. Esta disposición se diseñó para reducir el calor entre las losetas y en la capa límite entre las losetas y la atmósfera, a la vez que contribuía a mantener un flujo de aire laminar alrededor del orbitador. ^{[ 10 ] [ 9 ]}

El módulo de tripulación era un compartimento presurizado, soldado y totalmente metálico que albergaba los puestos de trabajo, los sistemas de control y de soporte vital de la tripulación. Tenía tres cubiertas. La cubierta de vuelo, conocida como Comando de Mando (KO), era el espacio de trabajo de la tripulación y servía para alojar los asientos del comandante, el piloto, el ingeniero y el especialista de misión, así como al operador del Sistema Manipulador a Bordo. La cubierta intermedia o Compartimento de Habitabilidad (BO) servía como alojamiento para la tripulación. Contenía taquillas, una cocina, sacos de dormir y un inodoro, además de tres bahías de instrumentos con equipos de radio y sistemas de control térmico. Hasta seis miembros de la tripulación podían sentarse en la cubierta intermedia durante el lanzamiento y la reentrada. La cubierta inferior, conocida como Compartimento Agregado (AO), albergaba el sistema de soporte vital, los sistemas de suministro de energía y partes del sistema de control térmico. ^{[ 13 ]} La cabina tenía una disposición similar a la del Transbordador Espacial, con tres pantallas CRT . ^{[ 14 ]}

El módulo de acoplamiento ( Стыковочный Модуль ) diseñado para Buran se habría montado en la parte delantera de la bahía de carga. Sería un compartimento esférico con un diámetro de 2,67 m (8,8 pies) , con un túnel cilíndrico que conduce a la unidad de acoplamiento periférica andrógina (APAS-89). A diferencia del transbordador espacial, el compartimento de acoplamiento para Buran contaría con un túnel extensible para aumentar la distancia entre el orbitador y la estación. Otra escotilla, orientada hacia la bahía de carga, fue diseñada para apoyar actividades extravehiculares. ^{[ 15 ]} El módulo de acoplamiento no se instaló para el único vuelo espacial de 1K; sin embargo, el módulo Kristall de la estación espacial Mir estaba equipado con un puerto de acoplamiento APAS-89 para posibles visitas a la estación por futuros vuelos de Buran y posteriormente se utilizó durante el programa Shuttle-Mir . ^{[ 16 ]}  

El Sistema Manipulador a Bordo ( Система Бортовых Манипуляторов ), similar al RMS del Transbordador Espacial , fue desarrollado en el Instituto Central de Investigación y Desarrollo de Robótica y Cibernética Técnica para apoyar las operaciones con carga útil. Podía operarse tanto en modo manual como automático. El orbitador podía transportar, según la misión, uno o dos brazos manipuladores. ^{[ 15 ] [ 17 ] [ 18 ]} El Sistema Manipulador a Bordo no se instaló para el vuelo orbital de 1K. ^{[ 16 ]}

Para ampliar las capacidades del Buran , se diseñaron módulos presurizados similares al Spacelab de la ESA, basados ​​en el diseño 37K . Estos módulos debían funcionar como compartimentos para realizar experimentos y como espacio logístico, y podían montarse en la bahía de carga útil y conectarse a la cabina de la tripulación mediante un túnel, o acoplarse temporalmente al puerto de acoplamiento radial Kristall de la Mir . En el vuelo inaugural del Buran , la Unidad de Accesorios ( Блок Дополнительных Приборов ) 37KB No.37070 se instaló en la bahía de carga útil del orbitador. Contenía equipos de grabación y acumuladores que proporcionaban energía a los sistemas de a bordo, ya que el sistema de energía convencional basado en pilas de combustible no estaba listo en ese momento. La segunda unidad, 37KB n.° 37071, se construyó en 1987. Se planeó una tercera unidad, 37KB n.° 37072, pero nunca se llevó a cabo debido a la cancelación del programa. ^{[ 19 ]}

La maniobra orbital fue proporcionada por el Sistema de Propulsión Conjunta ( Объединенная Двигательная Установка ). ^{[ 20 ]} El diseño inicial del orbitador incluía dos motores a reacción Saturn AL-31 en góndolas especiales a cada lado de la aleta de cola, que podían usarse en la fase final de la reentrada para modificar la trayectoria de aproximación. Se instalaron góndolas de prueba en los artículos de prueba OK-ML1 y OK-MT, y el análogo aerodinámico OK-GLI utilizó cuatro de estos motores AL-31 para realizar pruebas de vuelo atmosférico propulsado; sin embargo, a finales de 1987/principios de 1988 se decidió no utilizar los motores en los artículos de vuelo. En consecuencia, para el primer vuelo orbital del Buran no se instalaron los motores. ^{[ 16 ]}

El sistema de aterrizaje automático era capaz de realizar un descenso, aproximación y aterrizaje completamente automáticos desde cualquier punto ubicado en el "área de condiciones de partida admisibles" a 100 kilómetros (62 millas) de altitud, controlando el vuelo del orbitador durante el descenso. El perfil de descenso cubría 8000 kilómetros (4300 millas náuticas) a través de la atmósfera durante la aproximación y finalmente disminuía la velocidad de 28 000 kilómetros por hora (15 000 nudos) a cero. ^{[ 21 ]}   

El primer vuelo del Buran fue notable porque el sistema de aterrizaje automático optó por realizar una maniobra improbable (con una probabilidad estimada del 3 %) en el punto clave de 20 kilómetros (66 000 pies) , necesaria para extender la distancia de planeo y disipar el exceso de energía. La aproximación estándar era desde el sur y consistía en dos giros a la izquierda para retomar la trayectoria de aproximación final . En cambio, realizó giros adicionales en ambas direcciones y sobrevoló el campo por su lado norte, antes de girar a la derecha para retomar la trayectoria final. El sistema de aterrizaje optó por realizar la maniobra debido a que la energía del orbitador no disminuyó lo suficiente por los fuertes vientos racheados en la zona, que se midieron a 15 metros por segundo (29 nudos) y alcanzaron rachas de hasta 20 metros por segundo (39 nudos) a nivel del suelo. ^{[ 22 ]}   

El único lanzamiento orbital de un orbitador de clase Buran , 1K1 (1K1: primer orbitador, primer vuelo ^{[ 25 ]} ), ocurrió a las 03:00:02 UTC del 15 de noviembre de 1988 desde la plataforma de lanzamiento 110/37 del Cosmódromo de Baikonur . ^{[ 4 ] [ 26 ]} Buran fue llevado al espacio, en una misión no tripulada, por el cohete Energia 1L. La secuencia de lanzamiento automatizada se realizó según lo especificado, y el Energia elevó el vehículo a una órbita temporal antes de que el orbitador se separara según lo programado. Después de impulsarse a una órbita más alta y completar dos órbitas alrededor de la Tierra, los motores del ODU ( en ruso : Объединенная Двигательная Установка , romanizado : Ob"yedinennaya Dvigatel'naya Ustanovka , lit. ' Sistema de propulsión combinado ' ) se encendieron automáticamente para comenzar el descenso a la atmósfera, regresar al sitio de lanzamiento y aterrizar horizontalmente en una pista. ^{[ 27 ]}  

Después de realizar una aproximación automatizada al Sitio 251 , ^{[ 4 ]} Buran aterrizó bajo su propio control a las 06:24:42  UTC y se detuvo a las 06:25:24, ^{[ 28 ]} 206 minutos después del lanzamiento. ^{[ 29 ]} Bajo un viento cruzado de 61,2 kilómetros por hora (38,0 mph) , Buran aterrizó a 3 metros (9,8 pies) lateralmente y 10 metros (33 pies) longitudinalmente de la marca objetivo. ^{[ 29 ]} Fue el primer avión espacial en realizar un vuelo no tripulado, incluyendo el aterrizaje en modo totalmente automático. ^{[ 30 ]} Posteriormente se descubrió que Buran había perdido ocho de sus 38.000 losetas térmicas durante el transcurso de su vuelo. ^{[ 31 ]}   

En 1989, se proyectó que el Buran realizaría un segundo vuelo sin tripulación para 1993, con una duración de 15 a 20 días. ^{[ 25 ]} Sin embargo, la disolución de la Unión Soviética provocó que se agotaran los fondos y el programa Buran fue cancelado oficialmente en 1993. ^{[ 32 ] [ 33 ]}