Mandar una misión tripulada a un asteroide cercano es una de las posibilidades que estudia la NASA desde que en 2003 el presidente Bush propusiera la VSE (Vision for Space Exploration), iniciativa que desembocaría en el Programa Constellation. Pese a que Constellation tenía por objetivo volver a la Luna, los lanzadores y naves de este programa podían ser usados a largo plazo para la exploración de otros cuerpos del Sistema Solar. Por un lado, la nave que debía sustituir al transbordador espacial, la cápsula Orión, tenía capacidad para realizar viajes interplanetarios. Igualmente, el cohete gigante Ares V hubiese permitido el lanzamiento de importantes cantidades de carga útil que posibilitarían la construcción de grandes naves interplanetarias.

No obstante, el Programa Constellation pronto se enfrentó a enormes problemas en forma de sobrecostes y retrasos que lastraron su desarrollo. Ante una cancelación inminente, la Comisión Augustine se creó el año pasado con el fin de buscar alternativas viables para el Constellation o, al menos, para la exploración tripulada del espacio. Pero los resultados de la Comisión fueron demoledores: simplemente la NASA no tiene dinero para llevar a cabo ningún programa de exploración a medio plazo. En cualquier caso, el estudio de asteroides cercanos se perfiló como uno de los objetivos más asequibles más allá de la órbita terrestre (BEO, Beyond Earth Orbit), siempre y cuando se aumentase el presupuesto de la agencia espacial estadounidense.

Sin embargo, en febrero de este año la NASA sufrió una convulsión sin precedentes: la administración Obama decidió cancelar el programa Constellation por completo, incluyendo los lanzadores Ares I y Ares V, así como la nave Orión. La iniciativa privada sería la encargada a partir de ahora de asegurar el acceso tripulado al espacio en los Estados Unidos. Como era previsible, esta decisión -que prácticamente supone el desmantelamiento del programa espacial tripulado de los EEUU- ha encontrado gran resistencia en el seno de la misma NASA y entre los políticos representantes de estados con fuerte presencia de la industria aeroespacial. Tras arduos debates, los opositores a la nueva política espacial han logrado imponer la resurrección parcial de la nave Orión como vehículo de emergencia para la ISS y que se abra el debate -una vez más- sobre la conveniencia de desarrollar un lanzador pesado basado en el transbordador (SD HLV, Shuttle-Derived Heavy Launch Vehicle). La Casa Blanca y el administrador Bolden han hablado en repetidas ocasiones sobre la posibilidad de realizar una misión tripulada a un asteroide, entre otros proyectos BEO, aunque sin lanzador pesado y un aumento del presupuesto esto no es más que retórica vacía.

El caso es que visitar un asteroide cercano con la cápsula Orión resulta técnica y económicamente posible, ¿pero cómo se realizaría una misión de este tipo? En un principio se pensó utilizar la fuerza bruta del Ares V para lanzar en una trayectoria de escape una Orión con un hábitat orbital basado en el módulo lunar Altair. Pero con el Altair cancelado, la realización de una misión de estas características es más compleja, ya que la Orión no puede llevarla a cabo en solitario. En este sentido, uno de los proyectos más interesantes es el realizado por Lockheed-Martin -contratista principal de la Orión- donde se estudia la posibilidad de explorar un asteroide cercano. La misión, denominada Plymouth Rock, utilizaría dos naves Orión sin necesidad de hábitats externos. Se trata de un concepto que ya fue sugerido en 2007, pero Lockheed-Martin sigue insistiendo en él de cara a una posible resurrección de los planes de exploración BEO por parte de Estados Unidos.

Plymouth Rock: explorando un asteroide cercano con dos naves Orión (Lockheed-Martin).

La característica más llamativa de Plymouth Rock comparada con otras propuestas similares es que tendría una tripulación de sólo dos astronautas para aprovechar al máximo la masa útil de la misión. La duración máxima del viaje sería de siete meses, ya que éste es el tiempo que la Orión puede permanecer en órbita sin cambios drásticos en su diseño. Además, de este modo se limitarían los peligros de la exposición a la radiación interplanetaria y los impactos de micrometeoritos.

Evidentemente, lo más importante en una misión de este tipo es el objetivo. Los asteroides elegidos deberían ser NEOs (Near-Earth Objects) con órbitas muy similares a la terrestre con el fin de minimizar la energía (Delta-V) necesaria para realizar maniobras orbitales, lo que se traduce en una menor cantidad de combustible. También deberían poseer un tamaño muy pequeño (5-50 metros) para eliminar los efectos de la pequeña gravedad del asteroide (menos de una millonésima de g) en el diseño de la misión y reducir el gasto de combustible en el acercamiento. Al fin y al cabo, más que un aterrizaje, una misión a un asteroide sería un acoplamiento.

Órbita de un asteroide candidato comparada con la de la Tierra (Lockheed-Martin).

Con estas limitaciones en mente, podemos hacer una lista con los requisitos orbitales para la elección del asteroide a visitar:

• El semieje mayor de su órbita debe medir entre 0,9 y 1,1 UA.
• La excentricidad de la órbita debe tener un valor máximo de 0,125.
• La posición del asteroide en su órbita respecto a la Tierra en el momento de la misión debe ser tal que favorezca un tiempo mínimo de vuelo y poca Delta-V.
• Inclinación del plano orbital de menos de 5º con respecto a la eclíptica. Este es el factor más importante, ya que las maniobras de cambio de plano son las más exigentes en Delta-V. De hecho, el estudio considera que el límite para misiones tripuladas probablemente debería estar en 2º.

En concreto, todo asteroide que se acerque a la Tierra a menos de 20 millones de km con una velocidad relativa inferior a 2,5 km/s sería un candidato potencialmente interesante. Debemos tener en cuenta que a la hora de diseñar una misión de este tipo, reducir la velocidad relativa es más importante que la distancia mínima. Si elaboramos una gráfica con posibles candidatos, obtendremos algo así:

Asteroides cercanos que podrían ser visitados por una nave Orión antes de 2030 (Lockheed-Martin).

Como vemos, existen 15 asteroides que podrían ser visitados por una misión tripulada entre 2015 y 2030. El número de candidatos idóneos es relativamente limitado, aunque hay que tener en cuenta que continuamente se están descubriendo nuevos NEOs, algunos de los cuales podrían ser visitados por misiones tripuladas. Según algunas estimaciones, el número de NEOs de unos 10 metros de diámetro candidatos para misiones tripuladas sería de varios centenares. Otro problema es que los parámetros orbitales de estos pequeños cuerpos no son en absoluto estables y varían enormemente con el tiempo debido a las perturbaciones gravitatorias, especialmente aquellas generadas por la proximidad con nuestro planeta. En todo caso, los ocho candidatos más prometedores son:

Lista de ocho asteroides cercanos accesibles (Lockheed-Martin).

2000 SG344, un asteroide de 30-45 metros, es el objetivo más prometedor para este tipo de misión. 1999 AO10, un cuerpo de 60-70 m que se ha propuesto en repetidas ocasiones como objetivo para misiones tripuladas BEO, quedaría fuera de las posibilidades de Plymouth Rock, aunque podría ser explorado por otros proyectos. 2003 YN107 es otro candidato ideal, pero lamentablemente el encuentro más favorable sólo podría tener lugar en 2064. Por tanto, las misiones más favorables serían:

• 2008 HU4 (7-10 metros de diámetro) en 2016. Demasiado pronto.
• 1991 VG (6-9 m) en 2017. Muy favorable, pero desgraciadamente, aún persisten dudas sobre la naturaleza de este asteroide. Podría tratarse la etapa superior de un antiguo cohete.
• 2008 EA9 (8-12 m) en 2019, probablemente la más atrayente desde el punto de vista político y técnico a corto plazo.
• 2007 UN12 (5-8 m) en 2020.
• 2008 JL24 (4-5 m) en 2026.
• 2006 RH120 (4-5 m) en 2028.
• 2000 SG344 (35-40 m) en 2029. Sería una de las misiones más fáciles de llevar a cabo y con gran interés científico, pero habría que esperar casi 20 años.

Lista de posibles misiones tripuladas a un asteroide (Lockheed-Martin).

Teniendo en cuenta que la mayoría de candidatos son más bien rocas que apenas superan los cinco metros de diámetro, las misiones más interesantes serían la visita de 2008 EA9 (8-12 metros), con una duración de 195 días, y 2000 SG344 (35-40 metros), de 145 días. La misión de 2008 EA9 debería llevarse a cabo en 2019, quizás demasiado pronto para que esté listo un lanzador pesado. Por contra, la misión de 2000 SG344 tendría lugar en 2029, dentro de casi dos décadas.

Esquema de misión al asteroide 2008 EA9 (Lockheed-Martin).

Esquema de misión al asteroide 2000 SG344 (Lockheed-Martin).

Sea cual sea el objetivo elegido, para poder llegar a uno de estos asteroides es preciso alcanzar antes la velocidad de escape terrestre (unos 11 km/s), lo que implicaría el uso de alguna etapa superior similar a la EDS del Programa Constellation. Una vez en el espacio profundo, la nave debería ser capaz de realizar maniobras con una Delta-V total de 1,5 km/s. Un solo vehículo Orión no posee esta capacidad, motivo por el cual Lockheed-Martin ha incluido una segunda nave en la arquitectura Plymouth Rock. Los dos vehículos se denominarían Primary Orion y Supplemental Orion, respectivamente. Esta segunda nave duplicaría el volumen habitable hasta los 20 m³ y aumentaría la redundancia de sistemas críticos durante la misión.

Nave Orión con el sistema de escape LAS (Lockheed-Martin).

El viaje hasta el objetivo tendría una duración aproximada de tres meses, dependiendo del asteroide elegido. Una vez «acoplados» al asteroide, la tripulación exploraría el pequeño mundo durante cinco días. El número de EVAs estaría limitado a dos (como mucho cuatro) debido a la necesidad de transportar las reservas de aire para represurizar la cápsula después de cada paseo espacial. Durante las EVAs, realizadas desde la Supplemental Orion, la nave permanecería a una distancia mínima de 50-100 m. La Supplemental Orion sería descartada después de haber agotado sus reservas de combustible. Entonces se iniciaría el viaje de retorno, de otros tres meses de duración, en la Primary Orion, la cual regresaría a la Tierra con unos 100 kg de muestras -mucho más que cualquier misión no tripulada-, reentrando a 11,1-11,7 km/s. Algunos detalles de la misión pueden cambiar según el objetivo y varios parámetros técnicos, como por ejemplo la capacidad propulsiva de la Orión, que puede variar entre 990 m/s y 1,12 km/s según sea lanzada con los tanques parcialmente llenos (en el caso de despegar a bordo del difunto Ares I) o no.

Esquema de misión «Plymouth Rock» (Lockheed-Martin).

Requisitos del sistema de soporte vital (Lockheed-Martin).

También se estudia la posibilidad de sustituir la cápsula redundante de la Supplemental Orion por un módulo de misión basado en los empleados en la ISS. Naturalmente, esto aumentaría el presupuesto del proyecto, pero es una idea muy sugerente. Este módulo duplicaría el espacio habitable y facilitaría las EVAs en el asteroide. Para misiones a algunos cuerpos especialmente cercanos, se podría incluso aumentar a tres el número de tripulantes gracias a este módulo.

Variante de la Orión para vuelos interplanetarios con un módulo de misión (Lockheed-Martin).

El punto débil de Plymouth Rock es más que obvio: tras la cancelación del Ares V, es imposible realizar esta misión con los lanzadores actualmente en servicio. Por supuesto, un hipotético SD HLV podría ocupar el lugar del Ares V para lanzar la etapa EDS y la Supplemental Orion. Por otro lado, una misión tripulada a un asteroide es uno de los pocos proyectos que actualmente permiten justificar el desarrollo de un SD HLV, por lo que el futuro de cualquier misión BEO pasa por la construcción de un lanzador pesado y viceversa.

Una misión a un asteroide serviría para profundizar nuestro conocimiento sobre estas reliquias de la formación del Sistema Solar y permitiría evaluar más detalladamente el peligro potencial que presentan para nuestra civilización. No en vano, el riesgo de colisión de un NEO con la Tierra es muy bajo, pero en absoluto despreciable. Otra cuestión sería si es posible realizar este estudio de forma más económica y rápida usando misiones no tripuladas.

Desde el punto de vista de la exploración tripulada del espacio, estudiar un asteroide supondría realizar el primer viaje más allá de la órbita terrestre desde 1972. Una misión de este tipo permitiría refinar además las tecnologías relacionadas con la protección de radiación o el soporte vital, esenciales para planificar un viaje a Marte.

Pero, por encima de todo, el estudio de asteroides cercanos parece ser la última esperanza de la exploración tripulada del espacio. Un objetivo muy modesto cuando lo comparamos con viajes a Marte o a otros planetas, sin duda, pero al menos se trata de un objetivo realista. ¿Veremos un ser humano visitando un nuevo mundo sesenta años después del Apolo 11?

Explorando asteroides en las próximas décadas (Lockheed-Martin).