Taller húmedo

Un taller húmedo es una estación espacial construida a partir de una etapa de cohete de propulsión líquida usada . Dicha etapa de cohete contiene dos grandes tanques de propulsión herméticos; se descubrió que el tanque más grande podría adaptarse para servir como área de vivienda en una estación espacial, mientras que el más pequeño podría usarse para almacenar desechos. Una etapa de cohete grande alcanzaría una órbita terrestre baja y posteriormente se modificaría. Esto permitiría una reutilización rentable de hardware que de otro modo no tendría más utilidad, pero la modificación de la etapa de cohete en órbita podría resultar difícil y costosa. A partir de noviembre de 2024 No se ha construido ni puesto en vuelo ninguna estación espacial con taller húmedo.

Un taller húmedo se contrapone a un " taller seco ", donde la etapa superior vacía se equipa internamente en tierra antes del lanzamiento con un hábitat humano y otros equipos. No se llena con propelente; en cambio, la etapa se lanza a órbita mediante un cohete suficientemente potente. ^{[ 1 ]}

El Programa de Aplicaciones Apolo de la década de 1960 estudió el uso de la segunda etapa del Saturno V , la S-II , y posteriormente planeó utilizar la segunda etapa del Saturno IB, la S-IVB, como taller húmedo, pero la cancelación de algunas misiones de alunizaje del programa Apolo hizo que un Saturno V de dos etapas estuviera disponible para lanzar la estación conocida como Skylab como taller seco S-IVB.

Wernher von Braun propuso un concepto de taller húmedo para su lanzamiento en el Saturno V. Su diseño modificaba la segunda etapa S-II del Saturno V para que pudiera utilizarse como espacio habitable una vez alcanzada la órbita. Dado que la etapa inferior S-IC del Saturno V no puede alcanzar la órbita por sí sola, la S-II tendría que encenderse y, posteriormente, expulsar el propelente restante una vez en órbita. Para ello, los pisos de la estación estarían formados por una rejilla abierta que permitiría el paso del propelente con facilidad hacia las tuberías situadas en la parte inferior de los tanques. La estructura también ofrecía puntos de apoyo para manos y pies.

Dado que se necesitaría toda la carga de propulsor para alcanzar la órbita, no se podría almacenar equipo adicional de soporte vital dentro de la S-II durante el lanzamiento. El diseño de von Braun ubicaba todo este equipo auxiliar en un gran contenedor cilíndrico, que se transportaría sobre la etapa S-II en lugar de la S-IVB que normalmente se coloca allí. Después de alcanzar la órbita y liberar la presión, se abriría una gran escotilla de acceso en la parte superior del tanque de hidrógeno de la S-II. El módulo de carga cilíndrico se insertaría hidráulicamente en el tanque a través de esta abertura, se sellaría y luego se volvería a presurizar el tanque para formar un amplio espacio habitable. La energía sería suministrada por células solares que recubren el exterior de la S-II.

Durante la década de 1960, mientras la misión Apolo pasaba de la fase de desarrollo al lanzamiento, varios grupos dentro de la NASA estudiaban la era posterior a Apolo. Se propusieron muchas ideas para seguir utilizando el hardware Saturno existente, y algunas de ellas se recopilaron bajo el nombre de "Apolo X", que se convirtió en el Programa de Aplicaciones Apolo (AAP). Para cuando el AAP comenzó a recibir financiación, estaba previsto el cierre de las líneas de producción del Saturno V tras haber fabricado los Saturno V suficientes para las misiones lunares. Sin embargo, durante ese mismo período, las pruebas en órbita de los sistemas Apolo progresaron mucho mejor de lo esperado, y varias misiones de prueba propuestas ya no fueron necesarias. Esto dejó un pequeño número de lanzadores Saturno IB disponibles para su uso.

El conjunto Saturno IB constaba de dos etapas: el propulsor y una etapa S-IVB en la parte superior, ambas necesarias para alcanzar la órbita. Una etapa S-IVB podía modificarse de forma similar a las propuestas originales de von Braun, creando una estación más pequeña pero perfectamente funcional. En este caso, el equipo se transportaría sobre la S-IVB, en el espacio normalmente reservado para el Módulo Lunar , pero la falta de un gran puerto de acceso implicaba que tendría que permanecer allí en lugar de insertarse en el tanque. Se llevó a cabo un considerable trabajo de diseño en este sentido.

Cuando se cancelaron las últimas misiones Apolo (de la 18 a la 20), se dispuso de un suministro de Saturno V. Para entonces, se había avanzado tanto en el sistema derivado del Saturno IV que decidieron continuar por ese camino. El Saturno V proporcionó el impulso suficiente en sus dos primeras etapas para colocar la estación completa, construida en tierra, en órbita, y el diseño se utilizó como el "taller en seco" Skylab .

Otro proyecto que involucraba el taller húmedo derivado del programa Apolo era el sobrevuelo tripulado de Venus propuesto .

También se estudiaron varias conversiones similares del tanque externo (TE) del transbordador espacial . Durante el lanzamiento, el TE aceleraba hasta aproximadamente el 98 % de la velocidad orbital antes de ser soltado y girado deliberadamente para aumentar su resistencia aerodinámica. Varias propuestas sugerían mantener el TE acoplado al transbordador hasta alcanzar la órbita, liberando el propelente restante a través de los motores principales del transbordador , que habrían quedado abiertos. Se había programado una prueba de este tipo, pero se canceló tras el desastre del transbordador espacial Challenger en 1986 , que cambió drásticamente las normas de seguridad.

El ET habría proporcionado un enorme espacio de trabajo, y uno de los principales problemas con los diversos diseños de talleres húmedos es qué hacer con todo ese espacio. El tanque de oxígeno, el más pequeño de los dos tanques dentro del ET, era mucho más grande que toda la Estación Espacial Freedom . Además, se podía acceder al interior a través de "troncos" utilizados para la inspección durante la construcción, pero no estaba claro si se podrían haber introducido cantidades realistas de materiales de construcción en el tanque después de alcanzar la órbita. No obstante, el problema se estudió repetidamente.

Un concepto similar, el «Portacargas Trasero», fue estudiado por Martin Marietta en 1984. Este consistía en un gran contenedor de carga cilíndrico atornillado a la parte inferior del ET, que ofrecía el mismo volumen que la bodega de carga del transbordador espacial, pero con capacidad para transportar cargas más anchas y voluminosas. El mismo diseño básico también se utilizó como base para el diseño de una estación de corta duración. Si bien no se trata de un taller húmedo en el sentido convencional, la estación se acopla al tanque de propulsor y, por lo tanto, guarda cierta relación con él.

El contratista de la NASA, Brand Griffin, propuso a la Oficina de Conceptos Avanzados del Centro de Vuelos Espaciales Marshall la construcción de una estación a partir de un tanque de combustible de hidrógeno usado del Sistema de Lanzamiento Espacial , que se ubicaría en el punto lagrangiano L2 Tierra-Luna y se llamaría Skylab II en honor al Skylab original. ^{[ 2 ]}

NanoRacks , tras finalizar su contrato con la NASA y ganar el premio NextSTEPs Fase II, está desarrollando su concepto Independence-1 (anteriormente llamado Ixion), que convertiría los tanques de combustible de cohetes usados ​​en una zona habitable.

• Fuente
• Resúmenes de informes técnicos sobre tanques externos archivados el 24 de mayo de 2006 en Wayback Machine.