El vehículo de desorbitaje de la ISS, conocido como DV, será una nave espacial única y personalizada, diseñada para asegurar que la estación espacial reingrese a la atmósfera en el lugar y orientación precisos, garantizando que cualquier resto que sobreviva al calor extremo de la reentrada caiga inofensivamente en el mar.
A finales de junio, la NASA otorgó a SpaceX un contrato de hasta 843 millones de dólares para construir el vehículo de desorbitaje, que será propiedad y operado por la agencia espacial. Aún no se ha seleccionado el cohete de carga pesada necesario para el lanzamiento, pero el administrador de la NASA, Bill Nelson, ha solicitado al Congreso un total de aproximadamente 1.500 millones de dólares para completar la operación de desorbitaje.
La tarea no es sencilla. La estación espacial, compuesta por varios módulos presurizados donde viven y trabajan las tripulaciones, tiene un eje longitudinal de 218 pies de largo. El mástil de alimentación y refrigeración del laboratorio, montado en ángulo recto con el eje longitudinal, se extiende a lo largo de 310 pies, más largo que un campo de fútbol americano.
Todo el complejo de laboratorios tiene una masa combinada de 925.000 libras y se desplaza por el espacio a una velocidad aproximada de 17.100 millas por hora, es decir, 84 campos de fútbol por segundo.
Para reducir con precisión la altitud para la reentrada controlada, el DV de la ISS llevará unas 35.000 libras de propulsante que alimentarán 46 motores cohete Draco, 30 de los cuales estarán montados en una sección troncal extendida para realizar la mayor parte de las maniobras de desorbitaje.
«Cuando tomemos la decisión de desorbitar la estación, lanzaremos el DV estadounidense aproximadamente un año y medio antes de la reentrada final», declaró Dana Weigel, responsable del programa de la ISS en el Centro Espacial Johnson.
«Lo acoplaremos al puerto de proa, haremos una serie de comprobaciones y luego, una vez que estemos convencidos de que todo está en orden y estamos preparados, permitiremos que la ISS comience a descender».
La última tripulación de la estación espacial permanecerá a bordo hasta que los disparos periódicos de los propulsores y el aumento de la «resistencia» en la atmósfera superior hagan descender el laboratorio a una altitud de unas 205 millas. Este hito se alcanzará unos seis meses antes del procedimiento final de reentrada.
Cuando la ISS, ahora no tripulada, alcance una altitud de unas 140 millas, el DV estadounidense «realizará una serie de misiones para prepararnos para la órbita final», explicó Weigel. «Y luego, cuatro días más tarde, realizará la reentrada final».
Los grandes pero relativamente frágiles paneles solares de la estación espacial se desprenderán y quemarán primero, junto con las antenas, los paneles radiadores y otros apéndices.
Otros componentes más grandes, como los módulos y el enorme pilón de energía del laboratorio, también se romperán durante el infernal descenso a alta velocidad, pero se espera que las piezas del tamaño de un coche pequeño sobrevivan hasta el amerizaje en el océano, a lo largo de una estrecha »huella» de 1.200 millas.
Las zonas remotas del Pacífico Sur ofrecen zonas de amerizaje despobladas, aunque aún no se ha especificado un objetivo final.
Para lograr la entrada prevista, «el vehículo de desorbitaje necesitará seis veces más propulsante utilizable y de tres a cuatro veces más generación y almacenamiento de energía que la actual nave Dragon», declaró Sarah Walker, directora de gestión de la misión Dragon de SpaceX.
«Necesita suficiente combustible a bordo no solo para completar la misión principal, sino también para operar en órbita junto con la estación espacial durante unos 18 meses. Luego, cuando llegue el momento, realizará una compleja serie de acciones a lo largo de varios días para desorbitar la Estación Espacial Internacional».
Una nave espacial de algún tipo es necesaria porque incluso a la altitud actual de la estación espacial, 260 millas, todavía existen restos de atmósfera. A medida que la estación vuela a través de este tenue material a casi 8 kilómetros por segundo, las colisiones con estas partículas actúan para ralentizar ligeramente la nave espacial en un fenómeno conocido como arrastre atmosférico.
Durante el transcurso del programa, los motores de los módulos rusos y de las naves de carga Progress dispararon periódicamente propulsores para aumentar la altitud del laboratorio y compensar los efectos de la resistencia. Más recientemente, las naves de carga Cygnus de Northrop Grumman han añadido una modesta capacidad de impulso.
Sin estos propulsores cuidadosamente planificados, la estación acabaría cayendo por sí sola en picado hacia la baja atmósfera.
La estación sobrevuela cada punto de la Tierra entre los 51,6 grados de latitud norte y sur, cubriendo todo el planeta entre Londres y la punta de Sudamérica. En caso de reentrada incontrolada, los restos de la estación que sobrevivieran al calentamiento de entrada podrían impactar contra la superficie en cualquier punto de esa zona.
Aunque la probabilidad de impacto en una zona poblada es relativamente baja, nunca nada tan masivo como la estación espacial ha reentrado y caído sobre la Tierra, y la NASA no se arriesga.
La NASA y sus socios de la estación -las agencias espaciales europea, canadiense, japonesa y rusa Roscosmos- planearon desde el principio empujar deliberadamente el laboratorio a la atmósfera al final de su ciclo de vida para asegurarse de que se desintegraría sobre una franja despoblada del océano.
El plan original consistía en utilizar los propulsores de varios cargueros rusos Progress para reducir la altitud del laboratorio y establecer una caída dirigida hacia la Tierra.
«Al principio de la planificación de la estación, habíamos previsto realizar el descenso de órbita mediante el uso de tres vehículos Progress», dijo Weigel. »Pero el segmento de Roscosmos no estaba diseñado para controlar tres vehículos Progress al mismo tiempo. Esto supuso un pequeño reto.
«Además, la capacidad no era la necesaria para el tamaño de la estación. Así que acordamos pedir a la industria estadounidense que estudiara qué se podía hacer para el desorbitaje».
El año pasado, la NASA pidió a la industria que presentara propuestas y dos empresas respondieron: SpaceX y Northrop Grumman. La semana pasada, la agencia anunció que se había adjudicado el contrato a SpaceX.
