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All the space you need

l ATV (Automated Transfer Vehicle), al igual

que el laboratorio espacial Columbus, es un

elemento esencial de la contribución euro-

pea a la Estación Espacial Internacional (ISS). Cinco ATV da-

rán servicio a la ISS a intervalos de entre 18 y 24 meses hasta

el año 2015.

El ATV, cuya primera unidad lleva el nombre de Jules Verne,

es un vehículo logístico de carga que suministrará a la ISS

equipos científicos, recambios y combustible, además de

víveres, aire y agua. El ATV es también un remolcador, que

llevará a bordo unas cuatro toneladas de propelente en su

propio sistema de propulsión y podrá hacer ajustes a la órbita

y actitud de la ISS. Al final de su misión, se llenará el ATV con

desperdicios, se desacoplará y se desintegrará a continua-

ción en la fase de reentrada a la atmósfera terrestre.

Como contratista principal para la Agencia Espacial Europea

(ESA), Astrium lidera un equipo industrial que incluye a 30

contratistas clave de los diez países europeos que participan

en el programa ATV, junto con Rusia y Estados Unidos, y por

un espacio de tiempo de casi 15 años.

ATV: Un remolcAdor pArA lA esTAción espAciAl inTernAcionAl

e

centro de control de ATV (ATV-cc) en Toulouse

el ATV avistado por la iss

comUnicAciones y conTrol

Una misión tipo de ATV comienza con el despegue desde

Kourou de un lanzador Ariane 5 ES especialmente adaptado.

Después de la separación del lanzador, monitorizada desde

el Centro de Control en Toulouse (Francia) y en contacto con

los Centros de Control de la ISS en Houston (USA) y Moscú

(Rusia), se activarán los subsistemas de propulsión, teleco-

municación y navegación del ATV y sus paneles solares serán

desplegados. Después de varios días en órbita y una serie de

maniobras de posicionamiento, el ATV entrará en el campo

de visión de la ISS. Entonces sus computadores de a bordo

controlarán las operaciones de la aproximación final al módulo

ruso Zvezda localizado al final de la ISS. La fase de atraque está

totalmente automatizada. En el evento de que algo no se cum-

pla en el procedimiento, los ordenadores de ATV, la tripulación

de la estación y los operadores en Tierra pueden iniciar varias

maniobras, incluyendo un protocolo de desvío permitiendo

que el ATV se retire distanciándose de la ISS antes de hacer un

nuevo intento de atraque. Una vez que se haya completado el

acoplamiento, se establecerán las conexiones eléctricas, me-

cánicas y de fluidos entre la ISS y el ATV. Desde este momen-

to, se convierte en un módulo más de la ISS en toda regla, y la

tripulación puede acceder al vehículo para empezar a descar-

gar su contenido o, a activar las operaciones de transferencia

de agua y gases. La transferencia para rellenar los depósitos

de propelente de la estación, se hará a través de unas tube-

rías flexibles y bajo el control exclusivo de la ISS. El sistema de

propulsión del ATV será también activado regularmente para

ejecutar maniobras de corrección

de la órbita y actitud de la estación

espacial a intervalos promedio de

entre 10 y 45 días.

El ATV puede permanecer aco-

plado a la estación unos seis me-

ses. Al final de este período, y

habiendo cargado desperdicios

de la ISS, la escotilla que conecta

el ATV con la estación, será cerra-

da por la tripulación. Entonces el vehículo se separará automá-

ticamente y maniobrará para moverse fuera de la órbita de la

estación. Este procedimiento, se llevará a cabo por encima del

océano Pacífico y el vehículo será destruido por combustión

en las densas capas del la atmósfera.

perfil de misión

la tripulación de la iss entrando en el ATV

desintegración del ATV al final de su misión

Atraque del ATV en la iss

Una misión tan compleja como la de ATV requiere sistemas

múltiples de comunicación, tanto para comunicarse con el

Centro de Control de ATV (ATV-CC) en Toulouse (Francia),

los centros de control en Houston y Moscú o con la misma

ISS. Más de 5.000 comandos pueden ser enviados al ATV,

quien a su vez puede retransmitir hasta 35.000 parámetros

de telemetría. A lo largo de su misión, el ATV será monitori-

zado efectivamente por el ATV-CC del CNES, responsable

de analizar las misiones de ATV, coordinando los recursos en

Tierra y dirigiendo las operaciones en vuelo. Astrium también

desarrolló y validó los procedimientos de control del vehículo

utilizados por el ATV-CC, así como el software empleado en

Tierra para propósitos de control y de interpretación de los

datos de telemetría.

Astrium prime products from left to right: spacelab in the space shuttle cargo bay, columbus laboratory, Atmospheric re-entry demonstrator (Ard), Automated Transfer Vehicle (ATV).

instalación de los paneles solares del ATV (Kourou)

Vista de los componentes principales del ATV

dimensiones

Longitud Total10.77 m (con adaptador, sonda retraída)

10.27 m (sin adaptador, sonda desplegada)

Diámetro Exterior 4.48 m

Volumen Presurizado 42 m3

Envergadura 22.28 m

peso

Vacío 10,470 Kg.

Módulo de Carga (ICC) 5,150 Kg.

Módulo de Servicio (SSA)

5,320 Kg.

Peso máximo al despegue

20,750 Kg. (con adaptador) 19,670 Kg. para “Jules Verne”

El ATV tiene forma cilíndrica con una longitud de más

de 10 m. y un diámetro de 4,5 m. Su peso en el momento

del despegue en un Ariane 5 desde Kourou, estará cerca

de la 21 toneladas, de las cuales 9 son de carga. Los

módulos que constituyen el ATV son:

• El módulo de carga integrado (ICC – Integrated Cargo

Carrier). Está compuesto principalmente de una cámara

presurizada que se utiliza para transportar los suministros

y los equipos científicos. Incorpora una estructura

interna capaz de integrar 8 armarios de almacenamiento.

También tiene depósitos para el propelente, el agua y los

gases (aire, oxígeno y nitrógeno) para los sistemas y la

tripulación de la ISS.

• El módulo de servicios (SSA – Spacecraft

Subassembly), que aloja el sistema de propulsión del

ATV, los cuatro motores principales y 28 pequeños

motores (8 de los cuales están montados en el ICC),

junto con el sistema de aviónica, constituyendo el

cerebro del vehículo.

• El sistema de atraque con la ISS, diseñado y construido

por los rusos, idéntico al que han utilizado las naves

Soyuz y Progress durante 30 años.

• El sistema generador de potencia eléctrica. Para

producir su suministro de potencia eléctrica, el ATV

utiliza cuatro generadores solares desplegables, cada

uno con cuatro paneles que miden 1.16 x 1.82 m. Estos

generadores solares pueden producir hasta 3,86 Kw.

de potencia eléctrica al final de vida.

componenTes clAVe

capacidad de carga

Total* 7,667 Kg.

Dentro del modulo presurizado* 5,500 Kg.

Agua* 840 Kg.

Gas* 100 Kg. (n2, o2, aire)

Propelente para los módulos rusos* 860 Kg. (UdmH y peróxido nitrógeno)

Propelente para impulsar la ISS* 4,600 Kg. (mmH y mon)

Consumibles 2,613 Kg. (propelente y He)

Desperdicios al final de la misión 6,340 Kg. (de los cuales 840 Kg. líquidos)

Potencia eléctrica de los paneles solares

3,8 Kw. al final de vida

*Valores máximos para cada subsistema, no se pueden conseguirsimultáneamente en una misma misión.

www.astrium.eads.net

Astrium

Avda. de Aragón, 40428022 Madrid – EspañaTel: +34 (0)91 586 37 41

Un reTo Tecnológico e indUsTriAl

Esta es la primera vez que Europa se ha embarcado en un pro-

grama de desarrollo de tal complejidad. El ATV es el satélite

europeo más grande jamás construido. También es un módulo

orbital de la estación y sobre todo, un vehículo capaz de manio-

brar autónomamente, algo sustancialmente más avanzado que

todas las etapas superiores previamente construidas en Europa.

El ATV también es el primer vehículo del mundo diseñado para

llevar a cabo operaciones de encuentro y atraque de manera

totalmente autónoma. Como requisito, el ATV tiene que “dar

en el blanco” de unos 60 cm. de ancho, viajando a una veloci-

dad de 28.000 Km/hr, a una altura de 4.300 Km., con una

precisión de 10 cm. y a una velocidad relativa de 7 cm/s. El

control del vehículo ha requerido la creación del programa de

vuelo más complicado jamás escrito en Europa, conteniendo

casi 500.000 líneas de código o el equivalente a diez veces el

programa de vuelo desarrollado para el Ariane 5. Para su dise-

ño y desarrollo, el ATV se ha beneficiado de la experiencia ad-

quirida por la industria europea- y en particular por el contratis-

ta principal de ATV, Astrium- en las áreas de transporte espacial

(Ariane), propulsión espacial (motores de satélites), platafor-

mas orbitales (Eureca y Envisat), software de vuelo (Ariane y

Columbus), y misiones tripuladas (Spacelab y Columbus).

Además, dado que el ATV dará servicio a la ISS de forma regu-

lar, ha sido necesario montar unas instalaciones de producción,

integración y de ensayos múltiples en Europa.

Doc

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Vista del sistema de atraque del ATV (Kourou) cargando los suministros a bordo del ATV (Kourou)