Avión de entrenamiento del transbordador

El avión de entrenamiento del transbordador (STA, por sus siglas en inglés) es un antiguo vehículo de entrenamiento de la NASA que replicaba el perfil de aproximación y las características de manejo del transbordador espacial , lo que permitía a los pilotos simular aterrizajes del transbordador en condiciones controladas antes de intentar la tarea a bordo del orbitador. El STA también se utilizaba para evaluar las condiciones meteorológicas justo antes de los lanzamientos y aterrizajes del transbordador espacial.

La NASA desarrolló el STA utilizando el Grumman Gulfstream II como plataforma de aeronave base. Durante las primeras fases del programa del Transbordador Espacial, la NASA consideró utilizar el avión de pasajeros Boeing 737 como base para el STA, pero lo descartó debido al costo y optó por el Gulfstream II, que era menos costoso. ^{[ 1 ]}

El exterior de la aeronave fue modificado para soportar las elevadas fuerzas aerodinámicas que se producen durante los vuelos de entrenamiento . Una cabina rediseñada ofrecía una simulación de alta fidelidad de los controles y la perspectiva del piloto del transbordador espacial; incluso los asientos se instalaron en la misma posición que los del transbordador espacial.

Los cuatro STA normalmente se ubicaban en la base de operaciones avanzada de la NASA en El Paso , Texas , y se rotaban por Ellington Field ( Houston , Texas) para su mantenimiento. ^{[ 2 ]} El STA también se utilizó en el Centro Espacial Kennedy en Florida. Principalmente, los astronautas lo utilizaban para practicar aterrizajes en la Instalación de Aterrizaje del Transbordador y en el Puerto Espacial de White Sands, así como para evaluar las condiciones meteorológicas antes de los lanzamientos y aterrizajes del Transbordador Espacial.

El 3 de diciembre de 2003, un avión de entrenamiento para el transbordador espacial Gulfstream II de la NASA (STA) realizaba una serie de aterrizajes simulados en la plataforma de aterrizaje del Centro Espacial Kennedy. A bordo se encontraba un astronauta piloto de la NASA no identificado y dos instructores. El avión se encontraba en la aproximación final a 13.000 pies cuando los instrumentos de a bordo indicaron una avería en uno de los inversores de empuje del motor a reacción. El avión aterrizó sin problemas. Una inspección posterior al aterrizaje reveló que uno de los inversores de empuje, de 585 libras, 4 pies de ancho y 5 pies de largo, se había desprendido del avión. Posteriormente, buzos encontraron el inversor de empuje en el fondo del cercano río Banana. Una investigación reveló que un perno falló, liberando la pieza del avión. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

La STA era particularmente crítica para los pilotos del transbordador en entrenamiento porque el orbitador carecía de motores atmosféricos que le permitieran abortar el aterrizaje tras una aproximación deficiente. Tras la reentrada, el transbordador era un planeador muy pesado (se le conocía cariñosamente como un «ladrillo volador») y, como tal, solo tenía una oportunidad de aterrizar con éxito. ^{[ 5 ]}

Para igualar la velocidad de descenso y el perfil de resistencia del transbordador espacial real a 11.300 metros (37.000 pies ) , se bajó el tren de aterrizaje principal del C-11A (el tren de aterrizaje delantero permaneció retraído debido a las limitaciones de la carga de viento) y se invirtió el empuje de los motores. Sus flaps podían desviarse hacia arriba para disminuir la sustentación, así como hacia abajo para aumentarla. 

Se colocaron cubiertas en las ventanas de la cabina izquierda para ofrecer la misma vista que desde la cabina de un transbordador espacial, y el asiento del piloto izquierdo se equipó con los mismos controles que un transbordador. Los controles de vuelo habituales del STA se trasladaron a la derecha, donde se sentaba el instructor. Ambos asientos contaban con una pantalla de visualización frontal (HUD).

En un ejercicio normal, el piloto descendió a 20 000 pies (6 000 m) a una velocidad de 280 nudos (519 km/h) , a 15 millas (24 km) del objetivo de aterrizaje. Luego, el piloto giró el STA a 12 000 pies (3 700 m) , a 7 millas (11 km) del aterrizaje. A continuación, bajó el morro de la aeronave para aumentar la velocidad a 300 nudos (560 km/h) , descendiendo en un ángulo de 20 grados sobre la senda de planeo exterior (OGS). El punto de referencia de la senda de planeo exterior estaba a 7500 pies (2286 m) del umbral de la pista, y se utilizaron PAPI para la guía visual además del sistema MLS. A 2000 pies (610 m) el sistema de guía cambió a pre-flare y poco después, a 1700 pies (518 m) , el piloto inició la maniobra de flare para reducir gradualmente el ángulo de descenso y pasar a la senda de planeo interior (IGS), que era de 1,5 grados desde los 300 pies (91 m) en adelante, utilizando un sistema de "barra de bola" para la guía visual. La liberación del tren de aterrizaje del transbordador se simuló a 300 pies (90 m) sobre el suelo, ya que el tren principal del STA permaneció extendido durante toda la simulación. El tren de aterrizaje delantero del STA se bajó a 150 pies (46 m) AGL en caso de un aterrizaje inadvertido en la superficie de la pista.             

Si la velocidad era correcta, una luz verde en el panel de instrumentos simulaba un aterrizaje de transbordador cuando los ojos del piloto se encontraban a 10 metros (32 pies) sobre la pista. Esta era la posición exacta en la que se encontraría la cabeza del piloto durante un aterrizaje real. En el ejercicio, el STA aún volaba a 6 metros (20 pies) sobre el suelo. El piloto instructor desactivó el modo de simulación, retrajo los inversores de empuje y realizó una maniobra de aterrizaje frustrado , sin llegar a aterrizar la aeronave (en las aproximaciones de entrenamiento).  

Un sistema informático instalado a bordo del STA simulaba la dinámica de vuelo del orbitador con gran precisión. Además de reproducir las características de manejo del orbitador, el sistema replicaba las interfaces de control del transbordador, lo que permitía a los pilotos entrenarse en un entorno muy similar a las operaciones reales del transbordador.

Un ordenador de a bordo llamado Sistema Avanzado de Aviónica Digital (ADAS) controlaba el Control Directo de Sustentación (DLC) y el empuje inverso en vuelo durante el Modo Simulación. ^{[ 6 ]}

Cada comandante de transbordador practicó al menos 1.000 aterrizajes de esta manera, al igual que el piloto de cada misión. ^{[ 2 ]}

Cuatro aviones Gulfstream II conformaban la flota STA ahora retirada, aunque otros Gulfstream II, que carecen de capacidades STA, todavía son utilizados por la NASA para el transporte de personal. Si bien la mayoría de la flota tenía marcas similares a las que se muestran arriba, los esquemas de pintura varían ligeramente entre los distintos aviones.

El 22 de agosto de 2011, la NASA anunció que los cuatro aviones de entrenamiento del transbordador serían retirados en varias instalaciones de la NASA en todo el país, y el N944 se retiraría en el entonces llamado Centro de Investigación de Vuelo Dryden . ^{[ 7 ]}

Los números de cola de la STA fueron:

• NASA 944: N944NA (n.º de serie 144) - Actualmente en el depósito de restauración del museo de la Flight Test Historical Foundation, ubicado en la base de la Fuerza Aérea Edwards . ^{[ 8 ]}
• NASA 945: N945NA (n.º de serie 118) — El 13 de julio de 2017 se llevó a cabo una ceremonia de inauguración y esta aeronave ahora se exhibe de forma permanente en el Centro Espacial y de Cohetes de EE. UU . en Huntsville, Alabama .
• NASA 946: N946NA (n.º de serie 146) — El 21 de septiembre de 2011, este avión pasó a formar parte de la exposición permanente del Museo del Aire y el Espacio de Texas en Amarillo, Texas. ^{[ 9 ] [ 10 ]}
• NASA 947: N947NA (número de serie 147) — Actualmente en exhibición permanente en el Museo de Aviación y Espacio Evergreen en McMinnville, Oregón .

• Simulador de misión del transbordador
• Lista de accidentes e incidentes relacionados con vuelos espaciales