Soyuz TM-23

El 21 de febrero, la Soyuz TM-23 despegó del Cosmódromo de Baikonur con los cosmonautas de la Expedición Principal 21 de la Mir. Para despejar un puerto de acoplamiento para la Soyuz TM-23, la Progress M-30 se desacopló el 22 de febrero y reingresó sobre el Océano Pacífico . La Soyuz se acopló el 23 de febrero en el puerto de acoplamiento +X en la parte posterior del módulo Kvant. Una hora y media después del acoplamiento, las escotillas se abrieron y la tripulación de la Soyuz TM-23 fue recibida por Yuri Gidzenko , Sergei Avdeyev y Thomas Reiter , miembros de la Expedición Principal 20 de la Mir y Euromir 95. Esto dio inicio a una semana de operaciones conjuntas en la que la Mir 20 entregó la estación a la Mir 21, incluyendo la familiarización con las condiciones actuales de los proyectos y la propia estación. Dos días antes del vuelo de regreso, apareció una fuga de agua en el bloque base de la Mir, pero los cosmonautas pudieron repararla. ^{[ 2 ]}

Gidzenko, Avdeyev y Reiter se pusieron sus trajes de lanzamiento y reentrada Sokol y entraron en la Soyuz TM-22 el 29 de febrero de 1996. Aterrizaron sin problemas a unos 105  km de Arkalyk. Su misión duró 179 días, 1 hora y 42 minutos. Reiter ostentó entonces el récord de duración de vuelo espacial para un europeo occidental. ^{[ 3 ]}

El 15 de marzo, Onufrienko y Usachev salieron de la escotilla de EVA del Kvant 2 para su primera caminata espacial. Dado que el brazo Strela existente no podía utilizarse para alcanzar el módulo Kristall en su ubicación actual, instalaron un segundo brazo Strela en el bloque base de la Mir, en el lado opuesto al Strela ya instalado. Durante la EVA, que duró 5 horas y 51 minutos, también prepararon cables y conectores eléctricos en la superficie del módulo Kvant para la instalación en mayo del panel solar cooperativo de la Mir. El panel se almacenó en la superficie del módulo de acoplamiento que se instaló en Kristall el pasado noviembre. ^{[ 2 ]}

El transbordador espacial estadounidense Atlantis fue lanzado desde el Centro Espacial Kennedy el 22 de marzo a las 11:00 UTC para su decimosexto vuelo como STS-76 . Durante la fase de ascenso, los controladores de vuelo detectaron una pequeña fuga en uno de los tres sistemas hidráulicos redundantes del Atlantis , pero después de que el sistema se apagara cuando el Atlantis alcanzó la órbita, la fuga cesó. La pérdida aproximada del 20 % del fluido hidráulico de ese sistema no afectaría negativamente la misión, ya que el sistema hidráulico no se volvería a utilizar hasta la fase de descenso. ^{[ 2 ]}

Durante los dos primeros días de la misión, el comandante del Atlantis, Kevin Chilton , y el piloto Richard Searfoss iniciaron el encendido de los propulsores para guiar el viaje del Atlantis hacia la Mir. La tripulación se preparó para el acoplamiento revisando el equipo de comunicaciones y los dispositivos de acoplamiento y alineación. También activaron Spacehab e iniciaron las operaciones orbitales para los experimentos de Biorack. Los especialistas de misión Linda Godwin y Michael Clifford revisaron los trajes espaciales y el equipo para su próxima actividad extravehicular (EVA). ^{[ 2 ]}

En el tercer día de la misión, cuando Atlantis se encontraba a 8 millas de la estación, Chilton encendió los motores del sistema de maniobra orbital en la fase de iniciación terminal. Mientras las dos naves espaciales completaban otra órbita, Atlantis se aproximó a Mir desde abajo a lo largo de la barra R, utilizando el radar de encuentro para rastrear su velocidad de aproximación y medir su distancia. ^{[ 2 ]}

Chilton tomó el control manual a media milla por debajo de la Mir, ejecutando una rotación de guiñada de 180 grados para alinear el Atlantis con el Módulo de Acoplamiento en Kristall. Utilizó la cámara de la línea central del ODS como ayuda para refinar y mantener la alineación. A las 12:34 UTC del 24 de marzo, logró el contacto, agregando el Atlantis a un complejo de estación espacial que entonces sumaba 230 toneladas. Después de confirmar el acoplamiento, realizar comprobaciones de fugas y presurizar el vestíbulo de acoplamiento, se abrieron las escotillas y las dos tripulaciones se saludaron. Poco después, la tripulación del Atlantis instaló conductos para ayudar a la circulación de aire entre las dos naves espaciales durante la fase de acoplamiento. ^{[ 2 ]}

Shannon Lucid se convirtió oficialmente en miembro de la tripulación de la Mir 21 a las 12:30 UTC del 24 de marzo, tras una autorización conjunta de los centros de control de la misión rusos y estadounidenses. Se convirtió en la primera astronauta estadounidense en permanecer en la Mir de forma continua hasta 1998. ^{[ 2 ]}

En la parte conjunta de la misión, las dos tripulaciones cargaron en la estación más de 1 tonelada de equipo científico estadounidense, casi 2 toneladas de suministros rusos y 15 contenedores de agua con un peso total de aproximadamente 1,5 toneladas. Aproximadamente una tonelada de equipo sobrante, desechos y carga útil científica fue transferida de la Mir a la Atlantis. Desde su posición en órbita, las tripulaciones disfrutaron de una buena vista del cometa Hyakutake . Algunos de los componentes de la nave espacial traídos por la Atlantis fueron un girodino de repuesto, un kit de revestimiento de asiento para Lucid que se colocaría en un módulo Soyuz en caso de que se requiriera un regreso de emergencia a la Tierra y tres baterías de almacenamiento rusas que habían sido recargadas en la Tierra. ^{[ 2 ]}

Algunos de los nuevos suministros y equipos para experimentos a bordo incluían hardware de reemplazo para los experimentos de almacenamiento en la caja de guantes de la Mir, hardware de caracterización del campo eléctrico de la Mir para medir la interferencia de radio dentro y alrededor del complejo, y un experimento de sinterización en fase líquida que utilizaría el horno Optizon para unir diferentes metales. ^{[ 2 ]}

En los días 4, 5 y 7 del vuelo, la tripulación trabajó en el Biorack del módulo Spacehab en la bahía de carga del orbitador. El Biorack contenía once experimentos para investigar los efectos de la microgravedad y la radiación cósmica en plantas, tejidos animales, bacterias e insectos. Los diversos experimentos fueron diseñados por Francia , Alemania , Estados Unidos , Suiza y los Países Bajos . ^{[ 2 ]}

En preparación para la EVA, la presión del aire de la cabina del Atlantis se redujo de 14,7 a 10,2 psia. Las escotillas entre la Mir y el Atlantis, y entre el Atlantis y el Spacehab, permanecieron cerradas durante toda la EVA para permitir una despresurización sostenida de la cabina. La tripulación de la Mir, incluyendo a Lucid, permaneció dentro de la Mir y la tripulación del Atlantis permaneció dentro de la cabina del Orbitador, con Ronald Sega coordinando las actividades de la caminata espacial desde el interior. ^{[ 2 ]}

Sujetos a su mochila habitual de soporte vital portátil , Godwin y Clifford se pusieron nuevas mochilas autónomas con sistemas de propulsión que les permitían suficiente capacidad de vuelo libre para regresar a la nave espacial a un astronauta sin sujeción en caso de emergencia. El dispositivo, llamado SAFER (Simplified Aid for EVA Rescue), fue diseñado para actividades extravehiculares (EVA) en vehículos acoplados que no podrían recuperar rápidamente a un astronauta a la deriva. La mochila se probó en vuelo en la misión STS-64 en septiembre de 1994. ^{[ 2 ]}

El 27 de marzo, Godwin y Clifford realizaron su actividad extravehicular (EVA) de 6 horas en la bodega de carga del Atlantis y en el exterior del Módulo de Acoplamiento Mir. Su tarea principal consistió en asegurar cuatro contenedores de experimentos a las barandillas del Módulo de Acoplamiento. Estos experimentos, denominados colectivamente Carga Útil de Efectos Ambientales de la Mir (MEEP), fueron diseñados para registrar datos sobre desechos orbitales y probar posibles materiales de la Estación Espacial Internacional exponiéndolos al entorno de la órbita terrestre baja. Los cuatro contenedores de experimentos pasivos serían recuperados por una tripulación posterior del STS tras casi dos años de recopilación de datos. Durante su trabajo en el Módulo de Acoplamiento, los astronautas también evaluaron nuevos ganchos de sujeción y sujeciones para los pies que podrían utilizarse tanto en el exterior de la Mir como en el del Transbordador Espacial, prototipos del equipo para actividades extravehiculares de la Estación Espacial Internacional. Asimismo, recuperaron la cámara montada en la Mir que se había utilizado para la alineación del acoplamiento durante la misión STS-74 en noviembre de 1995. ^{[ 2 ]}

Las tripulaciones de la misión STS-76 y de la Mir 21 se despidieron la mañana del 28 de marzo. Cerraron las escotillas de sus naves y los astronautas comenzaron los preparativos para el desacoplamiento y el regreso a la Tierra. Con los propulsores de dirección de ambas naves apagados, el Atlantis se separó del módulo de acoplamiento de la Mir. Luego, Chilton reactivó los propulsores y se alejó lentamente de la Mir. A 600 pies de distancia, inició un sobrevuelo, dio dos vueltas a la estación mientras las tripulaciones tomaban fotografías de las naves de la otra, y luego se dirigió a otra órbita. ^{[ 2 ]}

El plan de vuelo diario, o ciclograma, para la tripulación ruso-estadounidense fue proporcionado por TsUP con 4 días de anticipación . Un grupo de expertos científicos de la NASA en Moscú actuó como consultor en las actividades científicas. La primera semana después de la partida del Atlantis, la tripulación se centró en el Experimento de Sinterización en Fase Líquida Optizon (OLiPSE), procesando 70 muestras de diferentes metales a altas temperaturas. La tripulación también realizó investigaciones en ciencias biológicas y fotografía de observación de la Tierra. Se colocaron monitores del Sistema de Medición de Aceleración Espacial (SAMS) en toda la estación para registrar cualquier movimiento que pudiera interrumpir los experimentos. Dosímetros de radiación en varias ubicaciones proporcionaron otra medición del entorno interno de la estación. A mediados de abril se detectó una fuga en un circuito de refrigeración en el módulo central, pero la tripulación no pudo encontrar la ubicación exacta. Ese circuito se desconectó y se utilizó el circuito alternativo. ^{[ 2 ]}

El tan esperado lanzamiento de Priroda, anunciado inicialmente para el 10 de marzo para que el módulo estuviera listo cuando Lucid llegara a la Mir, se había adelantado al menos dos veces: una debido a un retraso en la entrega por parte de la fábrica de Khrunichev y otra porque un lanzamiento comercial de un cohete Proton a principios de abril tuvo prioridad. Pero el 23 de abril, Priroda fue lanzado desde Baikonur a bordo de un cohete SL-13 Proton para un viaje orbital de tres días a la Mir. Uno de los dos sistemas eléctricos alimentados por baterías de la nave espacial se desconectó, eliminando la fuente de energía de respaldo para el sistema de acoplamiento automático. Si el sistema eléctrico principal también hubiera fallado, la tripulación de la Mir habría iniciado inmediatamente un acoplamiento manual. ^{[ 2 ]}

El módulo Priroda tenía una masa de 19.700  kg, una longitud de ~12 m, un diámetro máximo de ~4,35 m y un volumen presurizado de ~66 metros cúbicos. Fue el último de los seis módulos habitables permanentes de la Mir. Priroda, al igual que Spektr, fue diseñado por RKK Energia entre mediados y finales de la década de 1980 y fue construido y ensamblado en la planta de Khrunichev entre 1989 y 1991. Los dos sistemas de propulsión del módulo incluían uno para la corrección de órbita durante el vuelo a la Mir y el encuentro con ella, y otro para el acoplamiento y la estabilización durante la fase de acoplamiento. El módulo Priroda incluía un compartimento de instrumentos sin presurizar y un compartimento para instrumentos/carga útil. ^{[ 2 ]}

El sistema de acoplamiento automático Kurs en Priroda funcionó a la perfección, al igual que el sistema eléctrico. No se presentaron problemas durante el acoplamiento del nuevo módulo el 26 de abril en el puerto -X en la parte frontal del bloque base de la Mir. ^{[ 2 ]}

El 27 de abril, desde el interior de la estación, la tripulación de la Mir 21 controló el reposicionamiento de Priroda con el brazo Lyappa hacia el puerto de acoplamiento +Z, justo enfrente del módulo Kristall. De esta forma, el complejo Mir, con sus seis módulos habitables y el Módulo de Acoplamiento, alcanzó su configuración básica final. A partir de entonces, la forma del complejo solo cambiaría temporalmente, con los acoplamientos de las naves Progress, Soyuz y el Transbordador Espacial. ^{[ 2 ]}

Debido a la preocupación por posibles fugas de dióxido de azufre del sistema de baterías defectuoso, se realizó una prueba de la atmósfera de los módulos antes de que la tripulación entrara. Una vez dentro de Priroda, la primera tarea de la tripulación fue desmontar las baterías, tapar sus conectores y colocarlas en bolsas de plástico. Las 168 baterías se colocarían posteriormente en Progress M-31 para su eliminación. Luego, la tripulación conectó las fuentes de energía de Mir a los sistemas de Priroda y solucionó los problemas de las baterías. ^{[ 2 ]}

Una nueva nave de carga Progress fue lanzada desde Baiknour el 5 de mayo y se acopló bajo el control del sistema automático Kurs en el puerto -X de la Mir el 7 de mayo. Por primera vez en la historia de la estación, todos los puertos del bloque base estuvieron ocupados simultáneamente. La tripulación comenzó a descargar la nave esa semana, además de continuar con sus experimentos científicos y la activación de Priroda. Probaron con éxito el nuevo hardware del sistema de interfaz de carga útil (MIPS) de la Mir para la transmisión de datos a tierra y reemplazaron tres baterías de níquel-cadmio en el sistema de energía de Priroda. Sin embargo, un controlador de energía del sistema falló y los controladores en tierra comenzaron a monitorear y controlar la carga de las baterías. La tripulación finalmente aisló la fuga del circuito de refrigeración en el módulo central, pero no hubo riesgo para la salud asociado con la fuga y no se programó la reparación de inmediato. ^{[ 2 ]}

Onufrienko y Usachev abandonaron la estación temprano el 20 de mayo para retirar el panel solar cooperativo de la Mir de su posición de almacenamiento en el exterior del módulo de acoplamiento en la base de Kristall. Utilizaron el nuevo brazo Strela instalado durante su actividad extravehicular (EVA) del 15 de marzo para alcanzar el panel y trasladarlo al módulo Kvant, donde colocaron sus cables en preparación para la instalación final durante su siguiente EVA. Durante la EVA de cinco horas y 20 minutos, inflaron una maqueta de aluminio y nailon de una lata de Pepsi Cola , que filmaron con la Tierra de fondo. La compañía de refrescos pagó por el procedimiento y planeaba usarlo en un anuncio de televisión. El 25 de mayo, en su tercera caminata espacial de la misión, los cosmonautas estuvieron fuera de la estación durante cinco horas y 43 minutos, completando la instalación del panel solar en Kvant. Después de realizar todas las conexiones, el panel se desplegó por orden desde el interior de la estación. ^{[ 2 ]}

Todos los miembros de la tripulación intercambiaron saludos con los astronautas a bordo del transbordador espacial Endeavour en la misión STS-77 y celebraron una conferencia con medios de comunicación estadounidenses y rusos. ^{[ 2 ]}

El 30 de mayo, Onufrienko y Usachev instalaron el escáner multiespectral optoelectrónico modular (MOMS), una cámara alemana de teledetección, en el módulo Priroda. La cámara, diseñada para recopilar datos sobre la atmósfera y el medio ambiente terrestres, ya había volado en dos misiones del transbordador espacial: la STS-7 en junio de 1983 y la STS-41B en febrero de 1984. Tras la instalación, Lucid activó el sistema mediante comando remoto desde el interior de la estación. Durante la actividad extravehicular (EVA) de cinco horas, los cosmonautas también instalaron una nueva barandilla en el Kvant-2 para facilitar los movimientos en futuras caminatas espaciales. ^{[ 2 ]}

El Experimento de Impacto de Partículas y el Experimento de Retorno de Muestras de la Mir, experimentos de ciencia espacial estadounidenses puestos en órbita dentro de Priroda, se instalaron en el exterior del módulo Kvant 2 durante una actividad extravehicular (EVA) de aproximadamente tres horas y media el 6 de junio. Los cosmonautas también reemplazaron un casete en el experimento Komza en la superficie de Spektr.

El 13 de junio, los cosmonautas pasaron más de cinco horas fuera de la Mir, instalando y desplegando una viga Rapana en la superficie del módulo Kvant como plataforma para instalar futuros experimentos en el exterior de la estación. La estructura de 5 metros se desplegó en cuatro secciones. Otra actividad durante esta actividad extravehicular fue el despliegue manual de la antena de radar Travers en el exterior de Priroda. La gran antena no se había desplegado completamente por orden desde el interior de la estación. ^{[ 2 ]}

Además de asistir a los cosmonautas durante las EVA desde el interior de la estación, Lucid continuó activando equipos, como la Instalación del Sistema de Biotecnología para estudios biotecnológicos a largo plazo y realizando experimentos como el experimento de Inmunidad Humoral para estudiar los efectos de los vuelos espaciales en el sistema inmunitario humano. La tripulación también monitorizó diversos aspectos del entorno de la nave espacial. Tomaron muestras de aire en Spektr y el módulo central utilizando el Muestreador de Aire de Sorbente Sólido (SSAS) y el Contenedor de Muestras Grab (GSC). Registraron los efectos del movimiento de la nave espacial con el equipo SAMS y comenzaron la evaluación del Soporte de Aislamiento de Microgravedad (MIM). ^{[ 2 ]}

El 12 de julio, la NASA anunció la decisión de posponer el lanzamiento de la misión STS-79 , la cuarta misión en la que el Atlantis se acoplaría a la Mir, prevista para el 31 de julio, hasta mediados de septiembre. Tras el lanzamiento de la misión STS-78, se descubrió que se había filtrado gas caliente en las juntas de los propulsores utilizados en junio. La investigación determinó que la causa más probable de la fuga fue el uso de un nuevo adhesivo y un fluido de limpieza que también se emplearon en los propulsores de la misión STS-79. Aunque se consideró que los propulsores eran seguros para volar, se decidió reemplazarlos para estudiar con mayor profundidad el fallo de la junta en J y mejorar su margen de seguridad. ^{[ 2 ]}

El 15 de julio, Lucid superó el récord de permanencia en el espacio para un astronauta estadounidense, establecido por Norm Thagard con sus 115 días en la Expedición Principal 18 de la Mir en 1996. Con el retraso de la misión STS-79, su récord de vuelo sería aún mayor de lo previsto. ^{[ 2 ]}

El equipo montó las instalaciones de Svet para el experimento de cultivo en invernadero de biología fundamental durante la última parte de julio. Una limitación temporal de energía en Kristall provocó un retraso en la primera plantación, pero se solucionó cuando los planificadores de campo indicaron al equipo que conectaran un cable de extensión a la fuente de alimentación del Spektr. El mantenimiento de la estación durante la última semana de julio incluyó la sustitución de un conjunto de válvula de vacío en el sistema de eliminación de dióxido de carbono . El 26 de julio, el equipo activó el sistema de oxígeno de reserva del 1 de agosto. ^{[ 2 ]}

El 1 de agosto a las 16:45 UTC, la Progress M-31 abandonó el puerto -X para su reentrada destructiva en la atmósfera terrestre. Lanzada el 31 de julio con suministros y hardware nuevos para los próximos experimentos de la misión Cassiopee, la Progress M-32 se acopló al puerto -X el 2 de agosto. ^{[ 2 ]}

La tripulación de la Mir 21 comenzó a preparar los experimentos para la próxima misión. También reacondicionaron el sistema girodino, manteniendo la orientación de la estación mediante el encendido de los propulsores del 5 al 7 de agosto, mientras los girodinos no estaban disponibles. ^{[ 2 ]}

Las semillas de la primera cosecha de trigo enano se plantaron en el invernadero el 5 de agosto. Se realizaron observaciones terrestres de áreas de Estados Unidos, Europa y Asia. Lucid continuó realizando experimentos, incluyendo el Experimento de Difusión de Líquidos de la Universidad de Queen (QUELD), que utiliza un horno para analizar la formación de aleaciones en el espacio, la Llama de Vela en Microgravedad (CFM), para estudiar los procesos fisicoquímicos de la combustión, la Actividad Postural Anticipatoria (POSA), para medir cómo funcionan los músculos en microgravedad, la prueba de propagación de marcos de flujo forzado para examinar las propiedades de propagación de llamas de combustibles sólidos, el Muestreador de Aire de Sorbente Sólido para Compuestos Orgánicos Volátiles para evaluar el entorno de la Mir y proporcionó datos para el desarrollo de sistemas avanzados de soporte vital y el Contador Proporcional Equivalente de Tejido (TEPC), un dispositivo de medición de dosis de radiación. ^{[ 2 ]}

El 17 de agosto, la Soyuz TM-24 fue lanzada desde Baikonur con la nueva tripulación para la Expedición Principal 22 de la Mir. Para liberar el puerto -X para el acoplamiento de la Soyuz que se aproximaba, la Progress M-32 fue desacoplada el 18 de agosto bajo control automático y trasladada a una órbita de estacionamiento. Permanecería allí hasta la partida de la Soyuz TM-23 con la tripulación de la Mir 21 de regreso a la Tierra el 2 de septiembre. La Soyuz TM-24 se acopló al puerto -X el 19 de agosto. Los recién llegados fueron el comandante Valery Korzun , el ingeniero de vuelo Alexander Kaleri y la cosmonauta investigadora Claudie Andre-Deshays de la Agencia Espacial Francesa (CNES). Andre-Deshays acompañó a la tripulación de la Mir 22 durante un programa de dos semanas de una serie de investigaciones científicas denominadas colectivamente Cassiopee. Regresaría a la Tierra con la tripulación de la Mir 21. ^{[ 2 ]}

Andre-Deshays, Korzun y Kaleri trabajaron en PHYSIOLAB, un estudio de fisiología cardiovascular , COGNILAB, pruebas de respuestas del sistema neurosensorial en microgravedad, FERTILE, estudios basados ​​en huevos para determinar el papel de la gravedad en el desarrollo embrionario , ALICE II, experimentos en dinámica de fluidos y CASTOR, análisis de dinámica estructural . ^{[ 2 ]}