Los giroscopios en la ISS

Conjunto de la Estación Espacial Internacional

La Estación Espacial Internacional es la mayor nave espacial que jamás se haya construido. Su forma es muy irregular, por lo que su centro de gravedad está rodeado de masas no equilibradas, es decir, diferentes masas, atraidas por la masa terrestre, con diferentes brazos de palanca y orientaciones. Aparte de estos efectos desorientadores de la gravedad la estación también es sensible a los efectos aerodinámicos producidos por los vientos solares y el rozamiento con los restos de gases atmosféricos.

Es por esta razón que si se dejase ir libremente la Estación Espacial Internacional no viajaría alrededor de la Tierra con la orientación debida, y esto es muy importante para que los paneles solares reciban la luz del Sol y generen electricidad, y tambien, para facilitar las maniobras de acoplamiento entre la ISS y las naves de transporte rusas Soyuz y Progress y los transbordadores norteamericanos.

Para mantener la ISS bien orientada se utilizan técnicas desarrolladas para el control de satélites. Las referencias de posición se toman respecto de la posición del Sol y determinadas estrellas. En el sector ruso se utilizan pequeños motores cohete para corregir las desviaciones respecto a la orientación correcta.

Módulo habitable Zvezda, en el sector ruso, mostrando la situación de los motores de control de orientación

En el sector estadounidense, alojados en el elemento Z1, situado en el cenit del módulo Unity, se encuentran cuatro grandes giroscopios que generan un momento angular que contrarresta la tendencia natural de la nave a desorientarse.

Giroscopio para el control de la orientación de la ISS

Estos giroscopios, construidos por L3 Communications, tienen un peso total de 272 Kg, de los que 100 Kg corresponden al volante de acero inoxidable que gira a una velocidad de 6.600 rpm, accionado por un motor eléctrico, generando un momento angular de 4.880 Newtons-metro-segundo.

Este volante de inercia está montado sobre un mecanismo Cardan de dos grados de libertad. Unos motores de control pueden orientar el eje de giro del volante, en cualquier dirección, con respecto a la ISS, según se precise reorientar la estación en un sentido o en otro.

Las dimensiones de uno de estos giroscopios son de 1,12 x 1,2 x 1,35 metros.

Conjunto de los 4 giroscopios del elemento Z1 durante su tranporte a la ISS

El sistema puede controlar la orientación de la estación en su viaje en torno a la Tierra con tan sólo dos de los cuatro giroscopios. Aparte de los cuatro giroscopios alojados en el elemento Z1, en la ISS se encuentrar almacenados dos giroscopios de recambio.