Zvezda (módulo ISS)

Zvezda ( en ruso: Звезда , lit. ' estrella ' ), también conocido como Módulo de Servicio Zvezda , es un módulo de la Estación Espacial Internacional (EEI). Fue el tercer módulo lanzado a la estación y proporcionó todos los sistemas de soporte vital de la misma , algunos de los cuales se complementan en el Segmento Orbital de EE. UU. (USOS), así como alojamiento para dos miembros de la tripulación. Es el centro estructural y funcional del Segmento Orbital Ruso (ROS), que es la parte rusa de la EEI. La tripulación se reúne aquí para hacer frente a las emergencias en la estación. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

El módulo fue fabricado en la URSS por Energia , con un trabajo de subcontratación importante a cargo de GKNPTs Khrunichev. ^{[ 10 ]} Zvezda fue lanzado en un vehículo de lanzamiento Proton el 12 de julio de 2000 y se acopló con el módulo Zarya el 26 de julio de 2000 a las 01:45 UTC .

El casco de la Zvezda , conocida como "DOS-8", se construyó inicialmente a mediados de la década de 1980 como repuesto estructural del módulo central de la Mir (DOS-7) y posteriormente se reconfiguró como el módulo central de la estación Mir-2 . Su diseño es una continuación del linaje DOS (Estación Orbital Duradera) del programa civil Salyut .

Los módulos DOS-7 y DOS-8 se desarrollaron después de que el gobierno soviético aprobara en 1976 el plan para crear una estación espacial de nueva generación con múltiples puertos de acoplamiento. Siguiendo la tradición del programa Salyut, se construyeron dos módulos idénticos para contar con uno de repuesto en caso de que el módulo principal se perdiera durante el lanzamiento o debido a un fallo en órbita. Tras completar la documentación del diseño en 1982, comenzó la fabricación de los módulos gemelos en la fábrica Khrunichev de KB Salyut.

El recipiente a presión del DOS-8 se completó en febrero de 1985, tras lo cual el trabajo se ralentizó significativamente hasta el lanzamiento del DOS-7 como módulo central de la Mir en febrero de 1986. El equipo interno principal se instaló en octubre de 1986.

Tras el exitoso lanzamiento de DOS-7, DOS-8 se convirtió en el elemento central de un proyecto sucesor de Mir, conocido internamente como GK-180, que utilizaba módulos de 100 toneladas lanzados desde el cohete Energia y una gran estructura de celosía. El diseño se anunció a los medios como Mir-2 en enero de 1988 y se aprobó oficialmente en diciembre de 1989, aunque en 1991 importantes retrasos y recortes presupuestarios provocaron el abandono del proyecto.

Tras considerar la opción de reemplazar el módulo central de la Mir en órbita con el módulo DOS-8 y entregar nuevos módulos adicionales a bordo del Buran, en 1992 se optó por lanzar el DOS-8 como núcleo de una nueva y optimizada estación Mir-2. La nueva configuración presentaba una estructura de soporte reforzada contra el compartimento de trabajo del módulo central y varios módulos de expansión pequeños. A esta estructura se acoplarían paneles fotovoltaicos y concentradores solares, junto con radiadores, propulsores de orientación, giroscopios y experimentos científicos.

En 1993, el complejo Mir-2 fue rediseñado una vez más, pasando la estructura de celosía de un diseño similar al de Sofora, ensamblado por los cosmonautas en órbita, a uno que utilizaba segmentos de celosía preintegrados, y se añadieron dos Módulos de Acoplamiento Universal a la estación. Poco después, la estación Mir-2 se fusionó con la Estación Espacial Freedom para formar la Estación Espacial Internacional, en la que el DOS-8 funciona como Módulo de Servicio. ^{[ 11 ]}

Zvezda consta de tres compartimentos presurizados y uno no presurizado. De proa a popa, los compartimentos presurizados son: un compartimento de transferencia esférico, un compartimento de trabajo principal cilíndrico largo y un túnel de transferencia cilíndrico corto. El compartimento de ensamblaje no presurizado envuelve el exterior del túnel de transferencia. ^{[ 10 ] [ 12 ]} Zvezda pesa aproximadamente 19 050 kg (42 000 lb) ^{[ 13 ]} y tiene una longitud de 13,1 m (43 ft) . Los paneles solares se extienden 29,7 m (97 ft) .      

El compartimento de transferencia ( en ruso: Переходный Отсек, ПхО , romanizado:  Perekhodniy Otsek, PKhO ) tiene tres puertos de acoplamiento, además de una escotilla interna que puede aislarlo del resto del módulo, permitiéndole funcionar como una esclusa de aire. Cuando se lanzó Zvezda , su puerto delantero se acopló al puerto trasero del módulo Zarya , que ya se encontraba en órbita. El puerto nadir (orientado hacia la Tierra) estaba inicialmente destinado al Módulo de Acoplamiento Universal , pero en su lugar fue utilizado por el módulo Pirs desde 2001 hasta 2021 y por el módulo Nauka desde 2021. El puerto cenital (orientado hacia el espacio) estaba inicialmente destinado a la Plataforma de Energía Científica , pero en su lugar fue utilizado por el módulo Poisk desde 2009. La función de esclusa de aire del compartimento de transferencia solo se utilizó una vez durante la Expedición 2 , cuando Yury Usachov y James Voss colocaron un cono de acoplamiento en el puerto nadir para prepararse para la llegada del módulo Pirs .

El compartimento de trabajo ( en ruso: Рабочий Отсек, РО , romanizado:  Rabochii Otsek, RO ) es donde trabajan y viven las tripulaciones y constituye la mayor parte del volumen del módulo. Está formado por dos cilindros unidos por un adaptador cónico. El compartimento de instrumentos delantero de pequeño diámetro ( en ruso: Приборой Отсек, ПО , romanizado:  Priboroi Otsek, PO ) contiene el puesto de mando de la estación (ordenador central) y el equipo relacionado. El compartimento habitable trasero de gran diámetro ( en ruso: Жилой Отсек, ЖО , romanizado:  Zhloi Otsek, ZhO ) contiene dos dormitorios, una cinta de correr con estabilización de aislamiento de vibraciones proporcionada por la NASA , una cocina equipada con un frigorífico/congelador y una mesa, una bicicleta para hacer ejercicio, un inodoro y otras instalaciones de higiene. Esta sección también contenía el sistema Elektron que electroliza la humedad condensada y las aguas residuales para proporcionar hasta 5,13 kilogramos (11,3 lb) al día de oxígeno para respirar, mientras que el hidrógeno se expulsa al espacio. El sistema también genera agua condensada que podría utilizarse para beber en caso de emergencia, pero normalmente se utilizaba agua dulce procedente de la Tierra. 

Zvezda tiene 13 ventanas. ^{[ 10 ]} Hay dos ventanas de 22,5 cm (8,9 pulg) de diámetro, una en cada uno de los dos compartimentos de descanso de la tripulación (ventanas n.° 1 y 2), seis ventanas de 22,5 cm (8,9 pulg) de diámetro (n.° 3, 4, 5, 6, 7 y 8) en el piso orientado hacia tierra del compartimento de transferencia delantero, una ventana de 40 cm (16 pulg) de diámetro en el compartimento de trabajo principal (n.° 9), y una ventana de 7,5 cm (3,0 pulg) de diámetro en el compartimento de transferencia de popa (n.° 10). Hay otras tres ventanas de 22,5 cm (8,9 pulg) de diámetro en el extremo delantero del compartimento de transferencia delantero (n.° 12, 13 y 14), para observar las naves que se aproximan. Los diseñadores no incluyeron la instalación de la ventana n.° 11.          

Zvezda también alberga el invernadero Lada , que es un experimento para cultivar plantas en el espacio . ^{[ 15 ]}

El "Compartimento de Ensamblaje" alberga equipos externos como propulsores, termómetros, antenas y tanques de propulsor. La gran antena móvil de comunicaciones satelitales "Lira " se encuentra en el módulo de servicio Zvezda cerca de la parte trasera de la Estación Espacial Internacional en este Compartimento de Ensamblaje. ^{[ 16 ]} La "Cámara de Transferencia" está equipada con equipo de acoplamiento automático y se utiliza para dar servicio a las naves espaciales Soyuz y Progress .

El módulo de servicio tiene 16 propulsores pequeños, así como dos propulsores grandes S5.79 de 3070 newtons (690 lb _f ) montados en 2 ejes y con capacidad de giro de 5°. Los propulsores se alimentan a presión desde cuatro tanques con una capacidad total de 860 kg. ^{[ 6 ]} El oxidante utilizado para el sistema de propulsión es tetróxido de dinitrógeno y el combustible es UDMH ; los tanques de suministro están presurizados con nitrógeno. ^{[ 17 ]} Los dos motores principales de Zvezda pueden utilizarse para elevar la altitud de la estación. Esto se realizó el 25 de abril de 2007. Esta fue la primera vez que se encendieron los motores desde la llegada de Zvezda en 2000. ^{[ 18 ]}  

El Elektron resultó ser bastante ruidoso para la tripulación y requería un mantenimiento considerable, ya que falló varias veces y obligó a la tripulación a utilizar los cartuchos del generador de oxígeno de combustible sólido (también llamados " velas de oxígeno ", que fueron la causa de un incendio en la Mir ) cuando estuvo averiado durante largos periodos de tiempo. También contiene el Vozdukh, un sistema que elimina el dióxido de carbono del aire mediante el uso de absorbentes regenerables de este gas.

El módulo Zvezda heredó una limitación de sus predecesoras, las estaciones Mir y Salyut, derivada de una filosofía de diseño de naves espaciales soviéticas que favorecía la instalación permanente de hardware crítico. Este enfoque, si bien proporcionaba más espacio habitable interno al ocultar los sistemas tras paneles cerrados, contrastaba con la estrategia del Segmento Orbital de EE. UU. (USOS) de utilizar bastidores de carga útil estándar internacional de 105 cm (41,3 pulgadas) de ancho, fácilmente reemplazables . Los módulos USOS, conectados mediante el Mecanismo de Acoplamiento Común (CBM), cuentan con escotillas de 130 cm (51 pulgadas) de ancho que permiten el traslado de estos bastidores entre módulos y naves espaciales. En consecuencia, el hardware averiado o irreparable en Zvezda permanece permanentemente en su lugar. Un ejemplo notable es el sistema generador de oxígeno Elektron preinstalado , que requería reparaciones frecuentes por parte de los cosmonautas debido a la imposibilidad de reemplazarlo. La escotilla de Zvezda, de 78,74 centímetros (31,00 pulgadas) de ancho , y la falta de unidades Elektron de repuesto disponibles dificultaron el proceso de reemplazo. La interrupción de la producción de Elektron exacerbó aún más este problema. En octubre de 2020, el sistema Elektron volvió a fallar, lo que provocó su desactivación. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}   

El cohete utilizado para el lanzamiento a la ISS llevaba publicidad ; estaba adornado con el logotipo de los restaurantes Pizza Hut , ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} por los que, según se informa, pagaron más de un millón de dólares estadounidenses. ^{[ 27 ]} El dinero ayudó a apoyar al Centro Estatal de Investigación y Producción Espacial Khrunichev y a las agencias de publicidad rusas que organizaron el evento. ^{[ 28 ]}

La gestión e integración del Módulo de Servicio en la Estación Espacial Internacional comenzó en 1991. La construcción estructural estuvo a cargo de RKK Energia , y posteriormente se entregó a la Oficina de Diseño Khrunichev para su equipamiento final. Las revisiones conjuntas entre la Agencia Espacial Rusa (Roscosmos) y la Oficina del Programa de la ISS de la NASA supervisaron la construcción, resolvieron problemas de idioma y seguridad, y garantizaron la preparación para el vuelo y el entrenamiento de la tripulación. Se produjeron varios años de retraso debido a las limitaciones de financiación entre Roscosmos y RKK Energia, lo que provocó repetidos aplazamientos en el lanzamiento del primer elemento.

El 26 de julio de 2000, Zvezda se convirtió en el tercer componente de la ISS al acoplarse al puerto de popa de Zarya . (El módulo Unity estadounidense ya se había acoplado a Zarya ). Más tarde, en julio, las computadoras a bordo de Zarya transfirieron las funciones de mando de la ISS a las computadoras de Zvezda . ^{[ 29 ]}

El 11 de septiembre de 2000, dos miembros de la tripulación del transbordador espacial STS-106 completaron las conexiones finales entre Zvezda y Zarya ; durante una actividad extravehicular (EVA) de 6 horas y 14 minutos , el astronauta Ed Lu y el cosmonauta Yuri Malenchenko conectaron nueve cables entre Zvezda y Zarya , incluyendo cuatro cables de alimentación, cuatro cables de vídeo y datos y un cable de telemetría de fibra óptica. ^{[ 30 ]} Al día siguiente, los miembros de la tripulación del STS-106 llegaron flotando a Zvezda por primera vez, a las 05:20 UTC del 12 de septiembre de 2000. ^{[ 31 ]}

Zvezda proporcionó los primeros alojamientos, un sistema de soporte vital, un sistema de comunicaciones ( Zvezda introdujo una  red Ethernet de 10 Mbit/s en la ISS ^{[ 32 ]} ), distribución de energía eléctrica, un sistema de procesamiento de datos, un sistema de control de vuelo y un sistema de propulsión. Estos alojamientos y algunos, pero no todos, los sistemas se han complementado posteriormente con componentes adicionales de la ISS.

Debido a los problemas financieros de Rusia, el lanzamiento de Zvezda se realizó sin respaldo ni seguro. Ante este riesgo, la NASA construyó un Módulo de Control Provisional (ICM) en caso de que el lanzamiento se retrasara significativamente o se destruyera.

Desde septiembre de 2019, el módulo Zvezda ha estado experimentando una fuga de aire cada vez mayor. La fuente parece ser microfisuras estructurales dentro del pequeño túnel de transferencia, conocido por el acrónimo ruso PrK, que conecta Zvezda con el puerto de acoplamiento trasero que suelen usar las naves de carga Progress. Inicialmente, la tasa de fuga era mínima, menos de 0,45 kg por día, pero ha aumentado progresivamente, alcanzando 1,7 kg por día en abril de 2024. Si bien tanto la NASA como Roscosmos sospechan problemas con las soldaduras, la causa exacta de la fuga sigue siendo desconocida. La NASA ha clasificado las fugas como una amenaza de alto riesgo para las actividades de vuelos espaciales, que podría provocar una "falla catastrófica". Sin embargo, Roscosmos afirma que no cree que una desintegración catastrófica del PrK sea realista y ha expresado su confianza en su capacidad para monitorear y gestionar la fuga. ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}  

A partir de noviembre de 2024 Para mitigar la fuga y el riesgo de una falla catastrófica, el procedimiento operativo normal consistía en mantener cerrada la escotilla que conduce al PrK desde Zvezda, excepto cuando se accedía activamente a una nave espacial. Cuando se abre la escotilla que conduce al PrK, se cierra una escotilla que conduce al Segmento Orbital Estadounidense de la ISS, la cual contendría una falla catastrófica y la descompresión únicamente al Segmento Orbital Ruso . ^{[ 35 ]}

El 5 de junio de 2026, la NASA ordenó a cinco de los siete tripulantes de la ISS que se refugiaran dentro de la nave espacial SpaceX Crew Dragon Freedom , mientras los dos cosmonautas restantes, el comandante de la ISS Sergey Kud-Sverchkov y el ingeniero de vuelo Sergei Mikayev , intentaban reparar una fuga de aire que empeoraba en el módulo PrK. La NASA permitió a los astronautas regresar a la ISS poco después de que Roscosmos suspendiera los esfuerzos de reparación estructural, a la espera de nuevas mediciones y datos. ^{[ 36 ]} El 15 de junio, se informó que Roscosmos había decidido desmantelar el módulo PrK, eliminando así cualquier riesgo de una despresurización rápida. ^{[ 37 ]}

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  El inodoro espacial de Zvezda
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  Vista frontal del interior de Zvezda
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  Parte de la galera

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  Miembros de la tripulación celebrando la Navidad en Zvezda
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  Vista de uno de los camarotes de la tripulación del Zvezda.
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  Cosmonauta en Zvezda , noviembre de 2000.
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  Tripulación de la Expedición 37 en Zvezda
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  Roman Romanenko en una ventana de Zvezda

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  Módulo de servicio Zvezda fabricado en la planta de Khrunichev.
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  PMA-2 , Unity Node 1, PMA-1, Zarya FGB, Módulo de servicio Zvezda y Progress M1-3 .
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  Ubicación de Zvezda en el segmento orbital ruso.
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  Amanecer en órbita con vistas a Zvezda y su conjunto de paneles solares.
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  Puerto de atraque de Zvezda nadir donde atracaron Pirs y Nauka.
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  Puerto de atraque Zenith en Zvezda , donde Poisk había atracado.

Puerto de popa

• Progreso MS-02 63P, 2016
• Progreso M-29M 61P, 2015–2016
• Soyuz TMA-16M , 2015 ^{[ 38 ]}
• Georges Lemaître ATV -5, 2014-2015
• Progreso M-21M , 2013–2014
• Soyuz TMA-09M , 2013 ^{[ 39 ]}
• Albert Einstein ATV -4, 2013
• Progreso M-17M 49P, 2012–2013
• Edoardo Amaldi ATV -3 2012
• Progress M-11M 43P, 2011
• Johannes Kepler ATV -2 2011
• Progress M-07M 39P, 2010
• Progress M-06M 38P, 2010
• Soyuz TMA-19 , 2010 ^{[ 39 ]}
• Soyuz TMA-17 , 2010
• Progress M-04M 36P, 2010
• Soyuz TMA-16 , 2009–2010
• Progress M-67 34P, 2009
• Julio Verne ATV -1 2008
• Progress M-65 30P, 2008
• Progress M-60 25P, 2007
• Progreso M-58 23P, 2006–2007
• Soyuz TMA-9 2006
• Soyuz TMA-7 2006
• Progress M-56 21P, 2006
• Progreso M-54 19P, 2005–2006
• Progress M-53 18P, 2005
• Progress M-52 17P, 2005
• Progreso M-51 16P, 2004–2005
• Progress M-50 15P, 2004
• Progress M-49 14P, 2004
• Progreso M1-11 13P, 2004
• Progress M-48 12P, 2003–2004
• Progress M-47 10P, 2003
• Progress M1-9 9P, 2002–2003
• Progress M-46 8P, 2002
• Progreso M1-8 7P, 2002
• Progreso M1-7 6P, 2001–2002
• Progress M-45 5P, 2001
• Progreso M1-6 4P, 2001
• Progress M-44 3P, 2001
• Progreso M1-3 1P, 2000 (1.ª)

Nadir

• Pirs , 2001–2021
• Nauka , 2021-presente

Cenit

• Poisk , 2009-presente

Adelante

• Zarya , 2000-presente

• Zvezda @ RuSpace Archivado el 21 de septiembre de 2020 en Wayback Machine (incluye diagramas)