Misión ARM de la NASA: si Mahoma no va a la montaña… lleva la montaña a la Luna

El principal objetivo del programa tripulado de la NASA para la próxima década parece sacado de una novela de ciencia ficción: capturar un pequeño asteroide y traerlo hasta las cercanías de la Luna (en realidad, el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Luna). Una nave Orión con astronautas se acercará posteriormente hasta la sonda ARM (Asteroid Redirect Mission) con el asteroide para traer muestras del mismo a la Tierra. O al menos, esa era la idea hasta hace unos días. Sin embargo, la NASA ha cambiado recientemente el plan original y, en vez de un pequeño asteroide, ahora la sonda ARM capturará una roca de la superficie de un asteroide de mayores dimensiones.

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La sonda ARM de la NASA capturará una roca de la superficie de un asteroide para traerlo a las cercanías de la Tierra (NASA).

El cambio de planes se veía venir teniendo en cuenta que a la NASA le estaba costando horrores encontrar un asteroide cercano (NEA) lo suficientemente pequeño para ser atrapado con una bolsa -o unas pinzas- y que pudiese ser transportado hasta la Luna antes de 2025. La Opción B se ha impuesto por tanto a la llamada Opción A, que es como se denominó en un principio a la captura de un asteroide completo.

La Opción A, ahora abandonada, pasaba por capturar un asteroide completo. En los últimos meses se había abandonado la bolsa por un esquema de pinzas gigantes (NASA).
La Opción A, ahora abandonada, pasaba por capturar un asteroide completo. En los últimos meses se había abandonado la bolsa por un sistema de pinzas gigantes (NASA).

Tampoco es que la elección del asteroide sea ahora un camino de rosas, pero al poder dirigir la sonda hacia cuerpos de mayor tamaño -y, por tanto, más fáciles de detectar- el número de candidatos ha aumentado. De hecho, ya hay cuatro identificados, un número que aumentará en los próximos años gracias a las campañas e observación de NEAs financiadas por la NASA desde observatorios terrestres. Los candidatos actuales son Itokawa (ya visitado por la sonda japonesa Hayabusa), Bennu (que será estudiado por la sonda OSIRIS-REx), 1999 JU3 (que será visitado por Hayabusa 2) y 2008 EV5. Este último, un asteroide tipo C de 400 metros, de diámetro es el favorito por el momento. Las observaciones de radares terrestres serán fundamentales para descubrir rocas de tamaño adecuado en la superficie de los asteroides candidatos.

2008 EV5 es el candidato favorito para la misión ARM (NASA).
2008 EV5 es el candidato favorito para la misión ARM. Imagen de radar (NASA).
Rocas en la superficie de algunos asteroides (NASA).
Rocas en la superficie de algunos asteroides (NASA).

Pero la Opción B tiene otras ventajas. Además de traer un trozo de un asteroide, la sonda ARM se usará también para ensayar una de las técnicas más prometedoras destinada a desviar asteroides. Hablamos, claro está, del tractor gravitatorio. De este modo, ARM se convierte de la noche a la mañana en una misión de defensa planetaria, lo que no aumenta su interés científico, pero sí el político. Y mucho. Por otro lado, algunos de los requisitos técnicos de la Opción B son menos exigentes. La sonda deberá capturar una roca con un tamaño de entre uno y cinco metros y una masa de unas cincuenta toneladas, una tarea mucha más sencilla de llevar a cabo que echarle el lazo a un asteroide de mil toneladas. Y, de paso, ya no será necesario gastar energía en frenar la rotación del asteroide. Como contrapartida, ahora la misión corre el riesgo de no encontrar rocas adecuadas en el asteroide seleccionado, o que estas se fragmenten durante el proceso de captura.

Partes de la sonda ARM (NASA).
Partes de la sonda ARM (NASA).

Dependiendo del asteroide elegido, la sonda ARM despegaría entre 2019 y 2021 mediante un Delta IV o un Atlas V, aunque no se descarta usar el SLS. La nave usará un eficaz sistema de propulsión eléctrica solar (SEP) a base de motores iónicos para poder viajar hasta el asteroide y volver a la Tierra. El sistema SEP es en realidad uno de los objetivos de la misión, ya que servirá para probar vehículos de propulsión iónica potentes cuya tecnología podría aplicarse a todo tipo de sondas espaciales o misiones tripuladas. ARM tendrá cuatro motores de efecto Hall a base de xenón alimentados por dos enormes paneles solares que generarán cuarenta kilovatios.

Tras alcanzar su objetivo, la sonda lo estudiará en detalle para buscar una roca adecuada, un proceso que durará unos 70 días. El sistema de captura también ha cambiado. En vez de usar una bolsa o unas pinzas, la sonda empleará seis estructuras plegables con forma de patas (o brazos, según se mire). Tres de estas estructuras servirán también de ‘tren de aterrizaje’ de la soda (aunque con la gravedad del asteroide el proceso de captura será más parecido a un acoplamiento que a otra cosa). Las estructuras se plegarán alrededor de la roca, capturándola para su posterior traslado en un proceso que durará una media hora. Una vez la roca esté asegurada, la sonda se alejaría otra vez de la superficie y entonces comenzaría la fase de tractor gravitatorio, que aprovechará la masa añadida de la roca del asteroide y tendrá una duración de unos seis meses. La nave usará sus motores iónicos para permanecer a una distancia fija del asteroide de tal forma que, con suficiente tiempo, la órbita del mismo se verá ligeramente desviada (en esta misión se espera que el desvío no sea significativo). En total, la sonda habrá pasado unos 400 días en las cercanías del asteroide.

Sistema de captura de la sonda ARM (NASA).
Sistema de captura de la sonda ARM (NASA).
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Sonda ARM de la Opción B con brazos plegables para capturar rocas (NASA).
La sonda con la roca (NASA).
La sonda con la roca vuelve a la Tierra (NASA).

La elección de la Opción B deja abierta la posibilidad de traer rocas de la superficie de Fobos y Deimos, lo que encajaría con los planes de la NASA para llevar a cabo misiones tripuladas a Marte -de forma indirecta, eso sí- a finales de la próxima década.

Rocas en la superficie de Fobos y Deimos (NASA).
Rocas en la superficie de Fobos y Deimos susceptibles de ser capturadas por futuras sondas (NASA).
Aplicación de la tecnología de la misión ARM en una misión a las lunas de Marte (NASA).
Aplicación de la tecnología de la misión ARM en una misión a las lunas de Marte (NASA).

Una vez que la sonda traiga la roca del asteroide hasta la Luna, lo que no ocurrirá hasta 2025 aproximadamente, una nave Orión será lanzada a su encuentro con dos astronautas en su interior en una misión de casi un mes de duración. La nave se acoplará con la parte trasera de la sonda ARM y los dos tripulantes realizarán uno o varios paseos espaciales para recoger muestras del asteroide con una masa total de varias decenas de kilogramos. Los astronautas probablemente usarán trajes MACES (Modified Advanced Crew Escape Suit) para las EVAs, un traje extravehicular derivado del famoso traje intravehicular ACES de color naranja chillón empleado en las misiones del transbordador. El MACES llevará una mochila de soporte vital (PLSS) parecida a la de los trajes extravehiculares EMU usados en la ISS, aunque la duración de los paseos espaciales con el MACES será de unas cuatro horas en vez de las seis u ocho horas de los EMU.

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Los astronautas llevarán a cabo paseos espaciales para recoger muestras del asteroide (NASA).
Simulación de un paseo espacial con trajes MACES desde la nave Orión (NASA).
Simulación de un paseo espacial con trajes MACES desde la nave Orión (NASA).
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Traje MACES usado en la misión. En configuración intravehicular para el lanzamiento y reentrada (izquierda) y en modo EVA para recuperar las muestras (NASA).
Esquema de la misión tripulada para traer muestras del asteroide (NASA).
Esquema de la misión tripulada para traer muestras del asteroide (NASA).

La misión ARM nació ante la necesidad de justificar el programa SLS/Orión de la NASA. Al carecer la agencia espacial norteamericana de un presupuesto adecuado para mandar naves tripuladas a Marte o a la superficie de la Luna, se propuso usar el SLS para enviar la Orión hasta los asteroides cercanos. No obstante, incluso esta misión resulta imposible sin importantes modificaciones (módulos especiales de misión, sistemas avanzados de soporte vital, etc.), lo que dispararía el coste de la misión. Por lo tanto, se decidió traer el asteroide hasta las cercanías en vez de mandar la nave Orión al espacio profundo.

La comunidad científica ha expresado sus dudas, cuando no su abierto rechazo, hacia la misión ARM. Aunque la sonda no tripulada ‘solamente’ costará 1250 millones de dólares (una cifra que seguramente se disparará en un futuro), la parte tripulada tendrá un coste increíblemente superior (la cifra exacta no se conoce todavía, y casi mejor que sea así). En opinión de muchos investigadores este dinero podría destinarse a la construcción de multitud de sondas de retorno de muestras de asteroides y cometas, y aun así sobraría dinero. Por otro lado, los partidarios de la iniciativa recuerdan que, a pesar de ser una sonda automática, ARM está financiada por el programa tripulado de la NASA y que si este desaparece, nada garantiza que este dinero se destine a otras misiones científicas. Y las misiones no tripuladas de retorno de muestras tampoco son nada baratas: la sonda OSIRIS-REx, que traerá a la Tierra un pedazo del asteroide Bennu, saldrá por unos 800 milloncejos, que no es poco.

Gran parte de la comunidad científica siempre se ha quejado del escaso retorno en ciencia del programa espacial tripulado. La misión ARM/Orión, aunque sea un proyecto nacido a la luz de los intereses políticos, no deja de tener a la ciencia como uno de los protagonistas fundamentales. Sí, el objetivo prioritario es darle una razón de ser al cohete SLS y a la nave Orión, pero al menos los astronautas traerán muestras de asteroides en el proceso y no se limitarán a dar vueltas a la Tierra (o a la Luna).

Vídeo de la misión ARM:

Referencias:


31 Comentarios

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GinésGinés

Sólo por el desarrollo de motores eléctricos con una potencia combinada de 40 kilowatios ya merece la pena. Aplicado a sondas al sistema solar externo podrían obtenerse prestaciones muy interesantes.

En cuanto al gasto estoy de acuerdo, el presupuesto de vuelo espacial tripulado no está directamente relacionado con el de de ciencia espacial. Ahorrar en lo uno no implica trasvasarlo a lo otro.

Santiago BaleaSantiago Balea

Ola, creo que todos deseamos se haga realidad por su interés científico. Esperemos no vaya a ser otro plan que se tenga que ir retrasando por problemas presupuestarios…

Resulta gratificante ver esos motores iónicos cada vez en más misiones.

joão paulojoão paulo

Yo prefiero traer una muestra de las lunas de Marte, ya que tal vez se trata de piezas del planeta rojo. sería importante para enfrentar la exploración de Marte, a gran retorno científico

JoanJoan

Y traer un asteroide de 400 metros a orbitar la Tierra no es pelugroso? Y si se nos acaba cayendo? (Emoticono de wasap ojiplático)

TxemaryTxemary

Nadie ha hablado de traerlo a la órbita de la Tierra, solo de la Luna (lo que en cierto modo tabíen sería orbitar la Tierra pero dejémoslo estar) y NO, no es peligroso, para nada.

Jimmy MurdokJimmy Murdok

Siempre que a no haya un hacker por ahí con una antena
que se conecte al remolcador, le cambie las coordenadas, códigos de acceso y ponga el destino a algún objetivo bien pérfido. Sería una excelente trama para un James Bond de los 70′.

OSCAR GARCIAOSCAR GARCIA

En el modo carrera no paran de salirte misiones para redirigir asteroides. Al principio cuesta pillarle el truco.

Miguel Rodríguez

La sonda ARM no deja de resultar interesante, pero creo que podría cumplir su misión y prescindirse de una misión tripulada para ir a por las muestras de la roca. Esa labor seguramente la podrían efectuar sondas automáticas que solo tienen que ir hasta el punto L2.

En definitiva, lo de lanzar una Orión a un asteroide, o fragmento suyo aparcado cerca de la Luna sigue sin entusiasmarme.

Carmelo JCarmelo J

A mí personalmente no me atrae mucho la misión del asteroide. Ciertamente se podría hacer de manera mucho más barata si fuera totalmente automática. La de deimos o fobos todavía tiene un pase. Por otro lado, no creo que el retorno científico sea especialmente importante en una misión tripulada, y me explico: A nivel directo, aunque el retorno científico de una misión tripulada sea menor, el retorno tecnológico es muchísimo mayor. Pero además del retorno tecnológico, está el factor de inspiración, que a la larga tiene un profundo efecto en la sociedad. Motiva a los niños a convertirse en científicos e ingenieros y contribuye así al desarrollo científico.

Toni B.Toni B.

Aún recuerdo haber visto en las noticias del telediario el paseo en el rover lunar. Tenía tres años. De alguna manera esa visión influenció el resto de mi vida, mi carrera peofesional y mi interés por la ciencia.
Estoy agradecido por todo lo que he podido ver estos años, misiones robóticas a Marte, imágenes espectaculares de Saturno….
Las misiones Apolo fueron una machada, y tal vez por eso vayamos a tardar cincuenta años en volver a ver algo similar. Pienso que este nuevo programa espacial sí nos puede llevar a Marte, sin prisas, con pasos más medidos. Espero poder llegar a verlo, que la ida a Marte sea la consecuencia lógica de toda una serie de objetivos intermedios y no el fin de otra carrea sin sentido.

VipondiuVipondiu

Empieza a gustarme la misión ARM, lo que no entiendo es que se proponga el Atlas o el Delta en vez del SLS, si el principal objetivo de ARM es “gastar” un par de SLS y una Orión…

La misión secundaria de demostración del tractor gravitatorio me gusta, aunque no sé hasta que punto es necesaria (la tecnología para predecir y modificar órbitas constamente y de forma automática ya existe, y es lo único que tiene que hacer un tractor gravitatorio) y la segunda parte de la misión puede hacerse automáticamente o con una misión tripulada, pero todavía falta mucho tiempo para decidirse…

Lo que no me gusta es que veo difícil arrancar un pedazo de asteroide facilmente…en el vídeo se vé una piedra ideal puesta en la posición perfecta en una zona perfectamente plana. En las imágenes de Rosetta no parece tan facil de encontrar un objetivo y arrancarlo (aunque hay muchos tipos de asteroides allí afuera y todos poseen muy poca gravedad, lo sé).

Yo pondría los millardicos en ese telescopio en órbita de Venus para buscar NEOs y ampliar al máximo el catálogo de objetivos para futuras misiones, creo que es prioritario saber qué hay allí afuera y qué peligros corremos y dejar el retorno de muestras para cuando dispongamos de una visión general más completa.
http://danielmarin.naukas.com/2011/0...asteroides/

…Y respecto al SLS, lo mismo de siempre; me encanta ese lanzador, pero a 5.000 millones la unidad como se estima, no lo quiero ver ni en pintura (Go Elon!:D).

TxemaryTxemary

TOTALMENTE de acuerdo en lo del telescopio, no solo para descubrir los que no hemos visto todavía (y no podemos ver, por cierto), si no para estudiarles mejor de cara a esta misión u otras parecidas.

TxemaryTxemary

Dani se te ha colado un “no”: “Al no carecer la agencia espacial norteamericana de un presupuesto adecuado”.

En otro orden de cosas, decir que menos da una piedra (nunca mejor dicho), espero que elijan la opción B, si encuentran un objetivo decente, la verdad es que no me convence mucho la misión a mi tampoco, pero seamos sinceros, no nos convence porque tenemos en la cabeza Marte, Marte, Marte… y más Marte, deberíamos dejar de pensar que “solo quedan 20 años para llegar al planeta rojo” porque ya llevamos así más de 40 y seguimos sin haber implementado las tecnologías necesarias para llegar. Así que si esto es lo que hay, bueno, el impulso tecnológico, sobre todo en cuanto a motores se refiere, me alegra y mucho.

NOTA para pelmas de la exploración de Mate, he dicho “implementar”, no “desarrollar” o “descubrir”.

RuneRune

Mira, yo he sido fan de la misión desde que la propuso el Keck. Eso sí, reconozco que la implementación ha sido abismal.

En mi opinión los asteroides son el futuro. La opción A habría demostrado sin ambigüedades que somos capaces de mover esas rocas de un lado a otro con cantidades razonables de propelente y tiempo, y traer lo que en el fondo son montañas de recursos a órbitas útiles para su investigación y eventual proceso. Básicamente, desarrollar las técnicas de la mitad fácil de una industria extraterrestre (me encanta que esa palabra sea la adecuada!). Y dejar un caramelo en órbita lunar para quien quiera desarrollar la otra mitad, el proceso y producción de productos (combustible, energía, materiales de fabricación).

La opción A más bien parece una misión de retorno de muestras “con esteroides”, lo cual es muy apropiado para usar la Orión, pero menos útil a larga distancia. Claro que es comprensible que una organización como la NASA dejara a un lado los conceptos más avanzados de una propuesta interesante, al fin y al cabo son conservadores como siempre (i.e: cogiendo Mars Direct y eliminando el 80% del beneficio de ISRU en las DRMs).

En fin, saber más de estas rocas es fundamental, y que el programa espacial se mueva a alguna parte (la que sea) siempre es útil. Pero como siempre, si yo fuera el jefe de la NASA… el Congreso tampoco me dejaría hacer nada realmente guay ^_^’

FERNANDO GENERALEFERNANDO GENERALE

A mi sinceramente me gustaría que se cancele esta misión así el SLS se cada sin justificativos y la NASA se propone una misión de retorno de muestras de marte o un orvitador de encelados

Rengel

Error, si se cancela el SLS el dinero no ira a misiones no tripuladas, ese fue el error de los fanaticos espaciales, pensar que al cancelarse el Space Shuttle habria dinero a monton para… misiones no tripuladas.

Jimmy MurdokJimmy Murdok

Probablemente sea cierto que el dinero no hubiera ido a sondas no tripuladas. Pero esta comparación no es muy adecuada debido a que el dinero del STS no se ha liberado sino que ha pasado al proyecto Orion y SLS.
Si este dinero se hubiera invertido en un concurso para un cohete pesado entre Boeing, LM y Space X probablemente tendríamos sobre la mesa opciones más viables económicamente.
Luego si el dinero de la Orion se hubiera invertido en por ejemplo un módulo de aterrizaje lunar/lunas de marte y/o un módulo de exploración de espacio profundo y utilizado las pequeñas y baratas naves para acceder a él desde LEO quizás se tendría una arquitectura más eficiente.

Jimmy MurdokJimmy Murdok

Ahora como que ya es muy tarde para echarse atrás y tirar a la basura todo el desarrollo y hardware. Pero con lo caras que van a ser las operaciones SLS+Orion va a quedar poco margen para desarrollar un módulo de espacio profundo y el ansiado aterrizador para Marte. Se han puesto ellos solitos la soga al cuello, con el presupuesto que tienen bien podrían haber desarrollado una arquitectura algo más eficiente.

AgüimenseAgüimense

Osea, entiendo que la opción B es llevar la sonda al asteroide, cojer una piedra del asteroide (el sistema se parece al de las maquinitas con regalo, que nunca cojes uno), despues viene y salen unos astronautas a cojer unos cachos de la piedra. Grosso modo. Y, digo yo (probablemente me equivoco) pero, ¿no podrían ahorrase los de los astronautas, que es lo más caro, según leo?. Que la sonda estuviera preparada para meter la piedra en una cápsula y cuando vuelva se ponga en órbita de la Tierra y suelte el pedrusco para que entre en la atmósfera. Eso es más barato ¿no? o es una burrada?. Saludos.

AlfonAlfon

Igualito que las maquinitas esas jajaja me imagino a los del Jhonson space center quemando los joysticks 😀
Hombre todo depende del tamaño del pedrusco, a la que mida unos metros de diámetro ya hablamos de aterrizar toneladas… pero se soluciona cogiendo uno más pequeño ^^
Es una escusa para no paralizar el programa tripulado y darle uso a la Orión ya que Marte no pinta próximo, no le des más vueltas… La Hayabusa 2 ya está yendo a por muestras para traer.
La opción A desde luego tenía mucho más valor y ciencia.

AgüimenseAgüimense

La misión de Hayabusa 2 es fascinante. Me voy a releer otra vez el artículo que hizo Daniel. La pena es que sólo coja polvo (si es que lo coje) porque si no mal recuerdo la anterior misión no se si trajo 2 ó 3 granos más pequeños que los de arena. Un saludo.

AgüimenseAgüimense

La opción A no me gusta. No me atrae la idea de mover de sus órbitas nada aunque, cómo comentan, su tamaño no supone un peligro. Sin embargo se aprendería de las capturas y traslados de asteroides que quizá, algún día necesitemos de ésas bases de estudio para desplazar uno verdaderamente peligroso. ¿no?. Un saludo.

apalankatorapalankator

Pues a mí se me ocurre que no sería tan descabellado mandar una sonda que se ancle a un asteroide de tipo M, esta sonda estará provista de paneles solares para alimentar su motor iónico, además de una fresadora para pulverizar el hierro del terreno y un molde magnetizado por electroimán que recoja este polvo para fabricar piezas que se engarcen mediante un brazo robot hasta formar una gran vela solar. Para consolidar estas piezas se podría utilizar algún aglomerante o fundirlas progresivamente con un láser, estos mecanismos alimentados por los paneles de la nave, además del mecanismo de control de las velas.
Acto seguido, navegar hasta acoplarse con un asteroide tipo S en que previamente se habrá instalado un mecanismo al estilo pero provisto de una impresora 3D que fabrique paneles solares usando silicatos, y seguir navegando hasta una órbita cercana a la tierra para que una misión tripulada monte los paneles en las velas, y ya tendremos toda la energía del mundo para lo que se quiera.
En algún sitio escribió Arthur C. Clarke que algún día el PIB de las naciones se mediría en kW/h producidos.
Que digo yo que no es una barbaridad tan gorda ¿no?

josePZjosePZ

Las células fotovoltaicas de silicio pierden efectividad cuando se calientan. A partir de los 100 C la merma es preocupante ( las naves usan células de arseniuro de galio ). Si tu sonda puede fabricar laminas de hierro muy finas, coserlas en forma de plato parabólico y usarla como vela solar, en el foco de la parábola alcanzas temperaturas impresionantes. Se puede acoplar una turbina de gas o un motor Stirling con refrigeración en la sombra de la vela, por ejemplo…

apalankatorapalankator

No sabía que las placas solares del silicio perdieran efectividad con la temperatura, muchas gracias por el apunte.
La idea sería entonces que la sonda construyera de manera autónoma la vela solar con los materiales nativos de un asteroide tipo M, a lo mejor la vela no necesitaría ser demasiado grande porque “solo” se necesitaría traerlo a L2 por ejemplo o frenarlo para que orbite la Tierra. Si no se puede producir los paneles in situ ya lo podrían subir los astronautas, fabricados en la Tierra y usar la vela como estructura para instalarlos cuando esté “estacionado” nuestro asteroide.
Parece que el cuello de botella en la exploración espacial es la cantidad de dinero que cuesta, la manera de invertir la situación es encontrar algo valioso en el espacio y la energía es una mercancía muy vendible, se podía enviar a la Tierra de alguna manera, se podría utilizar para mediante un láser conseguir más velocidad en sondas de exploración, para fabricar en el espacio productos para usarlos en otras misiones y cien cosas más.
Yo diría que la única manera de iniciar la conquista del espacio es hacerla rentable, no sé si será factible la forma que se me ha ocurrido, pero si no se encuentra alguna otra se ve difícil salir del estancamiento en que nos encontramos.

apalankatorapalankator

Ah, y además casi todas estas tecnologías se pueden ensayar en la ISS, con lo que se les da faena a los astronautas que seguro se aburren un montón allí arriba.

EduardoEduardo

Imaginemos que por esas cosas de la vida, una casualidad. El pedrusco resulta ser un diamante del tamaño de una lavadora.
La próxima misión sería a la media hora. :)

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