Trayendo muestras de Marte con la nave Red Dragon de SpaceX

Por Daniel Marín, el 19 septiembre, 2015. Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA • Sistema Solar • SpaceX ✎ 36

Hace cosa de un año surgió un proyecto para emplear la propuesta de nave Red Dragon de la empresa SpaceX en una misión de retorno de muestras (MSR) de Marte. Para tal fin la cápsula debía incluir en su interior un cohete MAV (Mars Ascent Vehicle) capaz de enviar las muestras a la Tierra. Aunque no se han producido novedades sustanciales sobre el proyecto, en las últimas semanas han aparecido varios documentos de la NASA relativos al mismo donde se perfilan ciertos puntos que no habían quedado muy claros.

Una Dragon V2 en la superficie de Marte (SpaceX).
Una Dragon V2 en la superficie de Marte (SpaceX).

Recordemos que la propuesta original Red Dragon de SpaceX se remonta a 2011 y es una modificación de la primera versión de la nave Dragon tripulada con el objetivo de aterrizar en Marte. Esta nave debía emplear únicamente retrocohetes para aterrizar en la superficie terrestre y, por casualidades de la vida, teóricamente también sería capaz de descender en Marte con varias modificaciones (entre las cuales la más importante es el uso de retropropulsión supersónica). A diferencia de lo que se suele leer por ahí, la Red Dragon no fue concebida como una nave tripulada debido a la escasa capacidad de carga útil de este vehículo. Por otro lado, la reciente propuesta de misión de retorno de muestras es un proyecto exclusivo del Centro Ames de la NASA dirigido por Andrew Gonzales en el que SpaceX no ha participado en absoluto. Para complicar las cosas todavía más, SpaceX está en estos momentos perfilando los detalles de la Red Dragon V2, basada en la nave tripulada Dragon V2, y que, como todos sabemos, presenta numerosas diferencias con la Dragon tripulada original.

Captura de pantalla 2014-03-12 a la(s) 21.07.30
Plan de la misión del Centro Ames de la NASA para recoger muestras de Marte usando una Red Dragon (NASA).

Sea como sea, los chicos del Centro Ames consideran que el uso de la Red Dragon podría abaratar la factura de la misión MSR -estimada en seis mil millones de dólares repartidos en tres misiones distintas- y reducir el número de misiones requeridas de tres a dos: el rover de 2020 para recogida de muestras y la Red Dragon con el MAV. Un cohete Falcon Heavy mandaría a Marte en 2022 una Red Dragon con una masa de unas diez toneladas fuertemente modificada dotada de un MAV de 1094 kg y un contenedor con las muestras (ERV, Earth Return Vehicle) de 202 kg. Después de emplear los motores SuperDraco para llevar a cabo una maniobra de retropropulsión supersónica (por debajo de Mach 2,5 aproximadamente) y maniobrar en la alta atmósfera marciana para controlar su trayectoria, la cápsula descendería finalmente a unos 3 m/s.

sas
Elementos de la misión de retorno de muestras marcianas usando la ‘Red Dragon V1’ (NASA).
dad
Modificaciones añadidas al compartimento presurizado de la Dragon para poder incluir el cohete MAV (NASA).
Una Red Dragon V2 durante la maniobra de retropropulsión supersónica en Marte (SpaceX).
Una Red Dragon V2 durante la maniobra de retropropulsión supersónica en Marte (SpaceX).

La Red Dragon debería llevar además un brazo robot o un equipo similar para recuperar las muestras marcianas recogidas por el rover de 2020. Recientemente la NASA ha decidido que el rover de 2020 suelte las muestras por la superficie marciana a medida que las vaya recogiendo, así que de entrada la misión con la Red Dragon requeriría la modificación de esta característica de la misión. Del mismo modo, para el éxito del proyecto sería imprescindible que el rover de 2020 estuviese activo por entonces para que fuese capaz de acercarse hasta la cápsula, un requisito tremendamente exigente.

sa
Posible mecanismo para recoger las muestras del rover de 2020 (NASA).

Una vez instaladas las muestras en el ERV, la combinación MAV/ERV, de 2,80 x 1,02 metros y unos 1300 kg, despegaría en una trayectoria hacia la Tierra que pasaría primero por una órbita de aparcamiento marciana. El esquema de misión MSR clásico de la NASA introduce en este punto una nave adicional para capturar las muestras en órbita marciana, pero la Red Dragon podrá mandar las preciadas rocas de Marte a nuestro planeta haciendo uso de la mayor carga útil de la Dragon, a su vez consecuencia del empleo del cohete pesado Falcon Heavy. El contenedor ERV no se enviaría directamente a la Tierra para evitar el riesgo de contaminación biológica -tanto de las muestras a la Tierra como al revés-, por lo que se situaría en las cercanías de la Luna. Por lo tanto, habría que introducir una tercera misión para recoger las muestras marcianas en 2025. Esta misión consistiría en una nave Dragon modificada que despegaría mediante otro Falcon Heavy. Es decir, esto significa que el número total de misiones sería en realidad el mismo que el usado en el esquema MSR clásico.

Combinación MAV/ERV (NASA).
Combinación MAV/ERV (NASA).

A pesar del revuelo que ha suscitado -como todo lo que lleva aparejado el nombre de SpaceX-, conviene repetir que esta -ya relativamente antigua- propuesta del centro Ames de la NASA no tiene una vinculación directa con los planes de la empresa de Elon Musk y que requeriría modificaciones muy profundas en un vehículo -hablo de la Red Dragon V2- cuyas características definitivas no son conocidas. En otras palabras, ¿se podría llevar a cabo una misión de este tipo? Sí, naturalmente. ¿Es probable? En absoluto. Las incógnitas asociadas son demasiado grandes. Y en el mundo de la exploración espacial las incógnitas se traducen en dinero.

Una Red Dragon V2 en órbita marciana (SpaceX).
Una Red Dragon V2 en órbita marciana (SpaceX).

Referencias:

  • Andrew A. Gonzales y Lawrence G. Lemke, Mars Sample Return Using Red Dragon, Future In-Space Operations (FISO) Telecom, 9 septiembre 2015.


36 Comentarios

  1. En cualquier caso la propuesta permite a la nasa disponer de un diseño comercial para aterrizar mayores cargas (en teoría más barato) y probar la aerocaptura y retropropulsión supersónica. Sería chulo y a SpaceX no hace falta decir lo bien que le iría. Más adelante se podría probar de fabricar fuel, ver cómo crecen tomates a 0,3g… Todo a partir del mismo aterrizador comercial. Puede ser un buen business para ambas partes.
    Puramente para la misión pienso que lo más seguro sería la existente pero con los rovers pasándose las muestras o recogerlas en bloques. Lo de recogerlas por el suelo una a una a priori me parece una burrada.

      1. El preupuesto para el Rover recolector de las muestras supongo que tiene los mismos problemas… Pero si se lían a que el Rover de 2020 se encargue de preparar muestras habrá que buscar un plan para enviarlas a la tierra.
        Ahí es donde Elon podría proponer un plan que la nasa no pueda rechazar. Digamos que el cohete de vuelta se basa en un superdraco con tobera larga y un diseño a dos etapas (no sé si el ISP da). Se podría hacer por 620 millones? 2x FH 200 m, 1x DV2 mod 200m, 1x DV2 (receptora) 120, cohete 2 etapas hipergólico basado en superdraco 100m.

        1. Es que ese es el problema. Esta misión con la Red Dragon requeriría numerosos cambios al diseño de la nave, lo que significa un montón de dinero. Creo que nadie sabe cuánto podrá costar algo así, ni la NASA ni Musk. Y mucho dinero significa más posibilidades de retraso. Recordemos que para que esta misión tenga éxito el rover de 2020 debe seguir funcionando y eso es tensar mucho las cosas. Por contra, el plan MSR original no requiere que el rover funcione y tienes la flexibilidad de lanzar las dos misiones requeridas casi cuando quieras, lo que además permite también repartir los gastos de forma más cómoda. Otra cosa es que se proponga una misión parecida para ensayar con la NASA tecnologías de retropropulsión y esas cosas, que, como dices, sería una oportunidad para la agencia y SpaceX.

  2. Otra propuesta más.personalmente pienso que todo esto no es más que una manera de Space X de hacerse publicidad. El viaje a Marte es fascinante y todo lo que tenga que ver con ello siempre dará que hablar y ya sabeís » lo importante es que hablen de tí aunque sea mal».

    1. Nada que ver, si lees el artículo veras que es una propuesta del centro ames de la nasa que no sale de SpaceX. Eso sí, fueron muy rápidos en sacar estos foto montajes tan chulos en tiempo récord justo después de la propuesta.

    1. en mi opinión sería mejor detonar las armas nucleares en los volvanes dormidos de la región de Tharsis (donde está el monte olimpo) para que liberen gases a la atmósfera y la hagan más espesa y se requerirían menos armas nucleares que utilizarlas enlos polos para lograr el calentamiento del planeta.

    2. Vamos a ver. Esto es, por poner un símil, como cuando se te rompe la tele y, antes de comprarte otra, la pegas una patada a ver qué pasa. Lo mismo se arregla y la ves, o lo mismo se queda como estaba. Hacer experimentos de éste tipo aquí en la Tierra es una aberración, porque lo mismo te cargas el planeta donde vives ( seguramente). Pero hacerlo en un sitio como Marte, que a día de hoy es un erial ( a no ser que a medio plazo se demuestre lo contrario), pues oye lo mismo hasta lo terraformas y no tienes mucho que perder. Eso sí, habría que valorar y estudiar mucho la situación y los posibles resultados, no vaya a ser que te cargues el planeta definitivamente. Pero lo dicho, poco tendrías que perder. Al fin y al cabo no vivimos allí.

    3. Terraformar Marte, bombas atómicas en los polos para generar una atmósfera….. Se habrá vuelto loco Musk? Es ridículo desde todo punto de vista. Es mucho mejor empezar por casa ya que los sistemas de mantenimiento vital de la astronave Tierra están en una situación crítica.
      Apliquemos presupuesto y ciencia para salvar a nuestro planeta y dejemos las aventuras planetarias ( y los recursos para afrontar esos desafíos) para otro momento.

    4. Me sorprende que muchos medios de comunicacion le esten atribuyendo la idea como si el la hubiera inventado. Esa idea tiene decadas y hasta la nombran en la trilogia marciana de Kim Stanley Robinson.

    5. Bueno, quizás Elon Musk sepa mas que nosostros y resulta que el curiosity encontró vida en Marte. Entonces tiene sentido que el primer paso para terraformarla sea exterminar toda la vida marciana con algunas bombas atómicas

  3. Es mucho mas fascinante y emprendedor el adaptarse a las condiciones de Marte, poniendo a prueba el intelecto humano, que no adaptar Marte a las caracteristicas del intelecto humano. No me extraña q los ETs sigan escondidos de nosotros.

    1. Habló Snowden el otro día con Neil deGrasse Tyson y estoy totalmente de acuerdo con él. Cualquier ETI que se precie de serlo encripta y esteganografa todas sus comunicaciones, haciéndolas virtualmente indistinguibles del ruído de fondo.

      Yo siempre pensé que la tal paradoja de Fermi (para él, como todas las paradojas) en realidad ocultaba como todas estas boutades una carga ideológica de cojones, estilo, hablen ustedes a gritos (no los ETI, otros humanos) que así nosotros ponemos bien la oreja (no, nosotros a gritos no hablamos, somos tímidos).

      Y si tienen noticia de nosotros, efectivamente deben considerarnos en el atraso (mental y físico) más impresionante.

      1. Un punto interesante, ese.
        Mas ¿para qué tomarse la molestia?
        El problema del Contacto Extraterrestre sigue siendo la distancia: hasta para intercambiar información, considerando que el límite es la velocidad de la luz, operamos en el rango de décadas hasta milenios.
        Y qué me importa lo que me diga mi vecino a cien años de distancia: para cuando venga la respuesta, en mi universo local ya es hecho consumado.
        Con el mismo criterio, creo que si hay ETs no tienen noticias de nosotros aún (joder, cualquier emisión codificada como mucho tiene 100 años) o la respuesta viene en camino, sea cual fuere.
        Quizás sea Silencio, simplemente.
        Y perdón pero eso de que somos los tontos, perdedores o patanes de la Galaxia ya me tiene cansado: francamente, me parece una postura bastante estúpida. SOMOS, más allá de todo lo hecho, bueno o malo; mas no creo que nos demos cuenta de esto hasta que aparezcan Otros con su propio Ying y Yang.

        Saludos

        1. Estás en una trampa cultural. Nuestra civilización es muy cortoplacista (como lo evidencian los múltiples problemas que tenemos, ni somos capaces de estabilizar nuestra población y no digamos la gestión del planeta), una ETI avanzada obviamente hará planes para milenios. Para ellos comunicaciones de siglos son tan normales como para el comercio del siglo XVII que los barcos de Asia tarden año y medio. También es bastante posible que exista una especie de Wikipedia de acceso restringido, lo que Carl Sagan llamó la enciclopedia galáctica. Una vez más que entre consulta y respuesta pasen 600 años es un problema para *nosotros*, para nuestra forma de organizarnos. La civilización que más ha durado de la que tenemos registros es la egipcia, en su fase más «castiza» 20 siglos que se dice pronto, más o menos. Podían pensar y lo hacían con plazos bastante más espectaculares que los que tenemos hoy en día. En general hay corto, medio y largo plazo. Largo plazo es por ejemplo lo que ha durado el sistema-mundo capitalista (desde ~1500 a lo que le quede, se habla de 2-4 generaciones más), pues bien, una ETI tiene que gestionar eso de una pieza. Para nosotros, largo plazo es que yo lo llegue a ver.

          ¿Bonito reto, eh? Esto no se arregla despilfarrando 5,5 MuchiWatt. Esto es como todo, información y organización.

          Poder y sabiduría nunca han ido de la mano en los registros históricos. El día que empiecen a ir saldremos de la prehistoria, esto es de Marx, creo.

          1. «Trampa cultural»… interesante.
            Considerando que no tenemos ninguna idea de lo que puede ser una Civilización Extraterrestre REAL, toda estimación puede ser Trampa Cultural.
            Por ejemplo, suponer que es «obviamente avanzada».
            Hablas de Tiempo. Para durar en el Tiempo una Civilización creo necesita ser también libre en el Espacio, no atarse a un planeta.
            Hablas de despilfarros cuando para estar a la Escala de las Estrellas hay que barajar al menos tanta Energía como ellas.
            Esto es un Reto que pasa también por otros conceptos, palabras y verbos.
            Mas, por sobre todo, aceptar que se aferra un@ a memes que terminan viejos y pueden no servir.
            Respeto muchísimo al Carl Sagan que disfruté al leer «Cosmos». Mas eso sucedió cuando tenía 15 años. Han pasado 30. Sagan ya no está y MUCHAS de sus visiones YA QUEDAN CORTAS.

            A buscar nuevas. O crearlas.
            Saludos.

  4. No creo que le pueda pasar nada al planeta total marte recibido atraves de su historia miles de impactos de cometas y asteroides muchos mas fuertes que lo que pudieramos tirarle y sigue indemne.
    asi que unas bombas en sus polos no serian de peligro

    1. jajaja, pero no lo quería destruir!! quería hacer una atmósfera pasajera que en unos cuantos años se llevara el viento solar…
      lo me tirarle con un cometa desviando su órbita me gusta… dudo que sirva de algo, pero me gusta… jejeje

      1. Marte no es la Tierra y no puede retener una atmósfera respirable. Lo de terraformar es la versión «flash gordon» de ver canales en Marte o selvas en Venus. Cuando un sueño se desvanece se inventa otro. Pero da igual, cuando os deis cuenta de la imposibilidad de terraformar nada, os inventaréis otra tontería.

        1. A ver, Daniel, imposible no es. No es práctico, pero tampoco es imposible. Nos son adecuadas determinadas condiciones, y en vez de «terraformar» la Tierra, ponemos en nuestra casa calefacción, climatizador, deshumidificador, iluminación, etcétera. Pero no cambiamos la Tª o la iluminación en el planeta entero, sino solamente donde estamos (más eficiente). Lo mismo será para Marte.

          1. Terraformación según la wikipedia son los «procesos orientados a la intervención de un planeta, satélite natural u otro cuerpo celeste para recrear en éste las condiciones óptimas para la vida terrestre, a saber, una atmósfera y temperatura adecuadas, y la presencia de agua líquida.» En Marte no podrías tener la presión atmosférica adecuada, por ejemplo. ¿Alguien ha hablado de terraformar la Luna? Eso no cuela ni con el más crédulo, pero con Marte parece que sí… Si te refieres a vivir en hábitats aislados del exterior, claro que es posible, pero obviamente eso no es terraformar Marte.

        2. Este es un tema que me interesa mucho.

          ¿Tienes algunos números para justificar lo que dices de la imposibilidad, o se trata de una intuición?

          ¿Podrías dar un ejemplo, o poner un hiperenlace a algún lugar donde se discuta el tema con estimaciones y cálculos?

          1. Puff, sería largo de explicar, y no, no tengo cálculos ni modelos que lo justifiquen. De modo telegráfico sería lo siguiente: relación directa entre gravedad (masa) del planeta o satélite y peso molecular de los gases que puede retener (que no escapan al espacio exterior). Conocimiento de prácticamente todos los planetas del sistema solar y satélites y la presencia de atmósferas, que corroboran el punto anterior (Júpiter, Saturno Urano y Neptuno retienen H2 y He. Marte, Tierra y Venus no, Mercurio no tiene atmósfera, Plutón tiene una atmósfera muy tenue de gases más pesados que el H2 y el He) . Cuerpos poco masivos tienen atmósferas poco densas (poca presión atmosférica), o densas pero de gases no respirables de alto pm (Titán 94% N2, pm N2: 28 u, a una temperatura de casi -180 ºC, también hay CH4 pm 16 u, pero en este caso creo que influye la temperatura para que sea retenido). Si quieres una atmósfera con O2 (pm 32 u) a 14 ºC (temperatura media de la atmósfera terrstre) creo que necesitas una masa mayor que la de Marte. Si además quieres la presión parcial de O2 terrestre a nivel del mar (159 mm Hg), muy probablemente necesitas la masa de la Tierra.

          2. Daniel, sin más cálculos parece un poco arriesgado afirmar tajantemente que es imposible terraformar Marte.

            Al mecanismo de pérdida que mencionas, la «evaporación» (si se me permite el abuso del término), dependiente de la distribución de velocidades de las moléculas en las capas superiores de la atmósfera (a su vez dependiente de la temperatura) y la fuerza del campo gravitatorio, yo añadiría los efectos del viento y presión de radiación solares.

            Pero estos mecanismos de pérdida no son instantaneos. Sería muy interesante calcular la tasa de pérdida para una temperatura razonable (intermedia entre la terrestre y marciana actual) y varias composiciones y presiones parciales. Esa tasa nos diría cuanto gas habría que volcar anualmente a la atmósfera para mantener un equilibrio dinámico (y si es o no humanamente posible).

            Por cierto, que una atmósfera de otros gases a una presión razonable, por ejemplo CO2 a 0.25 bar, aunque no fuera respirable tendría muchas ventajas (principalmente pasar de trajes espaciales a respiradores y ropa de abrigo), y el peso molecular del CO2 lo hace más fácil de retener (y parece ser razonablemente abundante en los casquetes polares marcianos, e incorporado al terreno).

            No se si a Daniel Marin le parecerá interesante pero lo dejo como sugerencia para un post.

  5. La influencia del viento solar, radiación etc también hay que tenerla en cuenta, claro, no lo mencioné porque como dije me expliqué de forma «telegráfica». Estoy de acuerdo en que sería interesante una entrada del blog sobre este tema, me uno a la petición.

Deja un comentario

Por Daniel Marín, publicado el 19 septiembre, 2015
Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA • Sistema Solar • SpaceX