Después de más de una década de desarrollo, el nuevo cohete lunar de la NASA finalmente intentará deshacerse de los grilletes de la gravedad de la Tierra y volar al espacio.
La agencia espacial ha fijado oficialmente el 29 de agosto como fecha de lanzamiento de su misión Artemis I. Este vuelo será el comienzo de una intrincada serie de vuelos espaciales que podrían enviar humanos de regreso a la superficie de la luna, y en un camino tortuoso a Marte, por primera vez desde la última misión Apolo en 1972. Artemis I despegará desde la plataforma de lanzamiento 39B en el Centro Espacial Kennedy de la NASA cerca de Cabo Cañaveral, Florida, a las 8:33 a. m. ET, con fechas de respaldo establecidas para el 2 y 5 de septiembre.
“Estamos listos para el lanzamiento, lo cual es absolutamente excepcional. Este día ha tardado mucho en llegar”, dijo el administrador asociado de la NASA, Bob Cabana, a los periodistas durante una conferencia de prensa el 22 de agosto que siguió a la revisión de preparación para el vuelo de Artemis I.
Pero Cabana y otros se apresuraron a enfatizar que esta misión no está exenta de riesgos. Artemis I es un vuelo de prueba, un viaje de más de un millón de millas que pondrá a prueba el nuevo hardware clasificado por tripulación de la agencia espacial. Es la primera vez que el Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA volará, la primera vez que la cápsula de la tripulación de Orión sentirá el tirón de la gravedad de la luna y la primera vez que el escudo térmico de la nave experimentará una zambullida vertiginosa a través de la atmósfera terrestre. Invariablemente, no todo funcionará exactamente de acuerdo con las expectativas. Por lo tanto, no habrá humanos a bordo, eso tendrá que esperar hasta el vuelo de seguimiento de Artemis II, programado con optimismo para 2024. Pero la misión aún tendrá algunos viajes, algunas cargas científicas secundarias que ayudarán a los investigadores a comprender mejor las peculiaridades. y desafíos de explorar el espacio profundo y los entornos lunares.
“Usamos la palabra ‘exploración’ en esta discusión, y creo que a veces olvidamos qué es la exploración. Y eso es, no sabemos todas las respuestas”, dice Daniel Dumbacher, quien supervisó el desarrollo inicial del SLS mientras estaba en la NASA y ahora se desempeña como director ejecutivo del Instituto Estadounidense de Aeronáutica y Astronáutica. “Este sistema de lanzamiento nos dará la capacidad de poner humanos y equipos en el espacio que no hemos tenido en mucho tiempo”.
A pesar de los elevados objetivos de ampliar los horizontes extraterrestres de la humanidad, la NASA ha enfrentado años de críticas por su manejo del SLS y Orion. Las quejas se han centrado principalmente en los crecientes costos de desarrollo y construcción del hardware, que ahora se sabe que superan los $ 40 mil millones, que algunos críticos dicen que son una consecuencia de la forma tradicional en que la agencia ensambló la nave espacial. En lugar de trabajar con empresas comerciales más ágiles y menos costosas como SpaceX o Blue Origin, la NASA recurrió a un puñado de contratistas aeroespaciales heredados, como Boeing, Lockheed Martin y Northrop Grumman, que tienen la costumbre de ofrecer resultados que, si bien son confiables, también están atrasados y por encima del presupuesto.
“Vemos que estos dos elementos en competencia suceden a la vez ahora: SLS, que representa un modelo anterior de contratación espacial y, en contraste, los programas comerciales”, dice Teasel Muir-Harmony, historiadora y curadora de la colección Apollo en el Museo Nacional del Aire y el Espacio de la Institución Smithsonian. Esos dos campos en competencia se fusionaron un poco en abril de 2021, cuando la NASA anunció que los primeros astronautas del programa Artemis que caminaron por la luna, al menos uno de los cuales será la primera mujer en la luna, se lanzarían desde la Tierra dentro de una cápsula Orión encima de un cohete SLS pero usaría la nave espacial Starship en desarrollo de SpaceX como un módulo de aterrizaje lunar.
Sin embargo, según Muir-Harmony, el mayor impacto inmediato del programa Artemis puede no ser la renovación de los contratos aeroespaciales de la NASA, sino la inspiración que brinda a los futuros científicos, ingenieros y exploradores de todo el mundo: la llamada generación Artemis.
“Para las personas que estaban realmente interesadas y entusiasmadas con la exploración lunar con el programa Apolo, y ahora han pasado 50 años desde la última misión Apolo en diciembre de 1972, es emocionante ver este importante paso en ese proceso de regreso a la exploración lunar humana. ,» ella dice. “Y solo viendo la evolución de este programa y todos los diferentes jugadores, es un gran ejemplo de las formas en que se realiza la exploración espacial en los EE. UU.”
Llévame a la luna
En su realización más grandiosa, el programa Artemis, llamado así por la hermana de Apolo en la mitología griega, podría conducir a una nueva estación espacial en órbita alrededor de la luna llamada Gateway y puestos de avanzada en la superficie lunar donde los humanos podrían vivir y trabajar de manera segura durante períodos prolongados. Equipados con herramientas e instrumentos científicos mucho más capaces que sus predecesores de la era Apolo, los astronautas en la superficie lunar podrían realizar rápidamente nuevos descubrimientos importantes sobre el vecino más cercano de la Tierra, o aprovechar sus recursos naturales aún sin explotar. Y, por supuesto, Artemisa podría ser, en última instancia, un camino para lanzar humanos aún más lejos.
“Iremos a Marte y regresaremos a la Luna para aprender a vivir, trabajar y sobrevivir”, dijo el administrador de la NASA, Bill Nelson, durante una sesión informativa el 3 de agosto. “¿Cómo mantienes vivos a los humanos en esas condiciones hostiles? Vamos a aprender cómo usar los recursos en la luna para poder construir cosas en el futuro a medida que avanzamos”.
El SLS a menudo se anuncia como el cohete más poderoso jamás construido, proyectado para ser aún más musculoso en su forma final que el Saturno V, que llevó a los astronautas del Apolo a la superficie lunar en los años 60 y 70. Al igual que el cohete Saturno V, el escenario principal del SLS utiliza una mezcla de combustibles líquidos. Pero a diferencia de su antecesor, también se basa en un par de propulsores de cohetes sólidos para darle el empujón adicional necesario para salir del pozo de gravedad de la Tierra. El cohete de 322 pies de altura puede lanzar 59,000 libras de carga útil a la órbita lunar y más allá, lo que permite que la tripulación y la carga lleguen al espacio profundo en un solo paso, lo que minimiza el costo y el riesgo de lanzamientos repetidos.
“Cada lanzamiento es un riesgo, pase lo que pase, así que desde la perspectiva de la confiabilidad de la misión, desde la perspectiva de los costos, este sistema nos brindó la mayor flexibilidad para cumplir la mayoría de las misiones”, dice Dumbacher. El SLS también está destinado a ser capaz de lanzar astronautas a Marte, dice, en caso de que se materialice tal misión.
“La pregunta es: ¿Artemisa es una prioridad para esta nación? ¿Sentimos que debemos, como sentimos durante Apolo, llevar gente a la luna en los próximos años? pregunta Lori Garver, ex administradora adjunta de la NASA. “Si este programa se hiciera de una manera diferente a la de Apolo, realmente reduciendo los costos y realmente avanzando la tecnología y siendo reutilizable y sostenible, creo que sería emocionante”.
El SLS y Orion han sido una especie de bola y cadena para la agencia espacial desde 2010, cuando el presidente Barack Obama decidió cancelar un programa de la era de George W. Bush llamado Constellation que habría sido el sucesor del transbordador espacial. Los poderosos miembros del Congreso retrocedieron, incluido el entonces senador Nelson, como cuenta Garver en sus memorias recientes Escaping Gravity. Presionaron para que los contratos de Constellation existentes permanecieran esencialmente intactos, proporcionando fondos para las empresas aeroespaciales en sus distritos, y ordenaron que el SLS se lanzara a fines de 2016.
En cambio, llegar a la plataforma de lanzamiento llevaría más de una década y miles de millones de dólares en gastos adicionales.
“Creo que, cuando se trata de exploración espacial, es realmente importante reconocer que siempre ha estado estrechamente ligada a la política y los incentivos políticos”, dice Muir-Harmony. “Si le estamos pidiendo a los contribuyentes que lo financien, y estamos pidiendo el apoyo del Congreso y que esta sea una de las prioridades nacionales, tiene sentido que esté ligado a la política”.
Como resultado de esas maquinaciones del Congreso, el SLS es algo así como un cohete «Frankenstein», ensamblado a partir de componentes de diversas fuentes, algunos de los cuales eran de última generación hace décadas, cuando se usaban en apoyo de la flota de transbordadores espaciales de la NASA. . Boeing proporciona el núcleo y las etapas superiores del cohete, Northrop Grumman fabrica los propulsores de cohetes sólidos gemelos y Aerojet Rocketdyne construyó los motores principal y de la etapa superior, junto con los motores principal y auxiliar de la cápsula de tripulación Orion. Lockheed Martin diseñó y construyó la nave espacial Orion, que ahora tiene un precio de más de $ 8 mil millones.
Si eso suena como una gran cantidad de dinero, es porque lo es. Un informe reciente de la Oficina del Inspector General de la NASA estima que el costo total de un solo lanzamiento de SLS es de alrededor de $ 4 mil millones. Y el informe sugiere que el gasto en Artemisa podría superar los $ 90 mil millones para fines de 2025, antes de que los astronautas hayan aterrizado en la superficie lunar.
“Es un precio sustancial. Pero cuando se trata de vuelos espaciales tripulados, creo que está dentro del rango de lo que [históricamente] gastamos”, dice Muir-Harmony. “Es mucho más comparable a lo que estábamos gastando en [el] transbordador espacial. Ni siquiera se acerca a lo mismo que Apolo”.
A pesar de ser más barato que el programa Apollo, al menos hasta ahora, la presión para que Artemis entregue resultados es casi tan alta como en la década de 1960. A diferencia de entonces, cuando solo los EE. UU. y la Unión Soviética intentaban llegar a la luna, hoy en día numerosas naciones e incluso empresas privadas persiguen planes ambiciosos para los viajes lunares. Las consecuencias de una gran catástrofe que se desarrolla durante Artemis I fácilmente podrían resultar desastrosas para la NASA y el esfuerzo más amplio de los vuelos espaciales humanos financiados con fondos federales más allá de la órbita terrestre baja.
A la Luna y de regreso
Si todo va bien, el cohete SLS lanzará la cápsula Orión en un viaje de exploración al espacio de 42 días. Trazando un camino serpenteante conocido como órbita retrógrada distante, la nave espacial dará 1,5 vueltas alrededor de la luna, llegando a 60 millas de la superficie lunar llena de cráteres en su aproximación más cercana. Antes de regresar a la Tierra, Orión hará un boomerang a 40,000 millas más allá del lado lejano lunar, donde establecerá un nuevo récord de distancia. “En esta misión, Orion se aventurará más lejos de lo que jamás haya volado ninguna nave espacial construida para humanos”, dijo Nelson a los periodistas el 3 de agosto.
La órbita de prueba de Artemis I es diferente al camino que tomaría una misión tripulada. Artemis II, si vuela, será una misión mucho más corta de 10 días con hasta cuatro miembros de la tripulación a bordo. Pero a medida que Orión recorre el espacio en este vuelo inicial, los equipos probarán todos los sistemas a bordo, asegurándose de que la nave espacial pueda comunicarse con la Tierra; que sus sistemas de guiado, navegación y control están a la altura; que su sistema de propulsión pueda realizar las maniobras necesarias para mantener el rumbo; y que los sistemas de soporte vital alimentados por un módulo de servicio construido en Europa funcionen correctamente. La misión de larga duración llevará a la nave espacial al límite y potencialmente la desafiará a sobrevivir situaciones que se evitarían automáticamente si los astronautas estuvieran a bordo, pero eso es parte del plan.
“Estamos llevando el vehículo al límite, estresándolo realmente para que esté listo para la tripulación”, dijo el administrador asociado de desarrollo de sistemas de exploración de la NASA, Jim Free, durante la sesión informativa de preparación para el vuelo de Artemis I el 22 de agosto. “Es increíblemente arriesgado”.
Quizás la parte más crucial del viaje de Orión comienza cuando la nave espacial regresa desde más allá de la luna y la Tierra está nuevamente a la vista: el reingreso a la atmósfera. A medida que rodea el lado opuesto de la luna, los propulsores de Orión se dispararán y lo pondrán en curso hacia la Tierra.
“Esa es nuestra quemadura más crítica de la misión. Si algo sucede con ese y no lo ejecutamos, entonces es una pérdida de la cápsula de Orión”, dijo Rick LaBrode de la NASA, director principal de vuelo de Artemis I, durante una sesión informativa previa al vuelo el 5 de agosto. “Tenemos que hacer eso. una.»
La quema de reingreso preparará a Orión para un amerizaje en el Océano Pacífico, idealmente dentro de 50 o 60 millas náuticas de San Diego, California. puesto a prueba en un crisol ardiente de plasma incandescente formado por el calentamiento por fricción entre la cápsula y las moléculas de aire. Viajando 32 veces más rápido que la velocidad del sonido, la nave espacial se sumergirá en las capas superiores de la atmósfera, perderá parte de esa velocidad y saltará como una roca de regreso al espacio. Luego hará su último salto a la superficie del planeta, envuelto por una bola de fuego que, a 5000 grados Fahrenheit, será la mitad de caliente que la superficie del sol. Si el escudo térmico hace su trabajo, Orion aguantará el descenso y desplegará sus paracaídas. Si no es así, los gases abrasadores que se filtran en la cápsula destruirán la nave espacial justo cuando se acerca a la línea de meta del «éxito de la misión».
Autostopistas científicos
Artemis I también llevará cargas útiles científicas que ayudarán a los científicos a comprender mejor las complejidades del entorno del espacio profundo.
Orión será el hogar temporal de tres maniquíes a bordo (y de un muñeco de la oveja Shaun, proporcionado por la Agencia Espacial Europea). Uno, apodado Comandante Moonikin Campos, usa un traje espacial y sensores que medirán las fuerzas que un humano podría encontrar durante un viaje lunar. Los otros dos, llamados fantasmas, simulan torsos femeninos humanos y se utilizarán para medir la cantidad de radiación que los astronautas podrían absorber. Mientras Orión gira alrededor de la luna, la nave espacial volará mucho más allá del campo magnético protector de la Tierra, en un reino relativamente plagado de partículas cósmicas de alta energía que pueden dañar las células y el ADN. Los científicos ya saben que la radiación es dañina para los humanos y para la biología femenina en particular, por lo que uno de los fantasmas probará un chaleco especial de protección contra la radiación.
«La radiación es uno de los principales desafíos para la exploración humana más allá [de la órbita terrestre baja], razón por la cual se presta tanta atención a la comprensión del entorno de radiación hacia y en la Luna», dijo Bhavya Lal, administrador asociado de tecnología y políticas de la NASA. y estrategia, durante la sesión informativa del 3 de agosto.
También a bordo hay 10 CubeSats, experimentos científicos del tamaño de una caja de zapatos, cada uno con un peso de menos de 30 libras, que se desplegarán unas dos horas después del lanzamiento. Los objetivos de CubeSats incluyen mapear la luna, buscar fuentes de hielo de agua lunar, monitorear el clima espacial, probar propulsores de plasma y propulsión, y más. Un CubeSat, llamado NEA Scout, viajará a un asteroide cercano a la Tierra usando energía recolectada por velas solares. Otro, BioSentinel, medirá los efectos de la radiación en la levadura unicelular Saccharomyces cerevisiae. Y un tercero, OMOTENASHI, se estrellará intencionalmente en la superficie lunar. Sin embargo, en un giro inesperado, los repetidos retrasos en los lanzamientos significaron que la mitad de los CubeSats, que se cargaron en SLS el año pasado, se lanzarán con menos de las baterías completamente cargadas.
“Estas plataformas livianas nos permiten realizar investigaciones a menor costo pero con mayor riesgo. Por supuesto, ese es el punto”, dijo Lal a los periodistas. “Cuando se trata de CubeSats, el fracaso es una opción”.
Eso contrasta con el SLS y el Orion. Si no funcionan como se espera, los contornos de cualquier «Plan B» que surja entonces son turbios en el mejor de los casos.
“Este es un gran sistema: ha habido una gran inversión para llevarnos a donde estamos hoy”, dice Dumbacher. “Hay mucho en juego, y es por eso que el equipo se asegura de hacerlo bien”.
Con información de Phys.org
