La forma más extraña de viajar a la Luna

Por Daniel Marín, el 16 febrero, 2011. Categoría(s): Apolo • Astronáutica • Cohetes • NASA • sondasesp ✎ 15

En 1961, el presidente Kennedy embarcó a los Estados Unidos en una de las mayores aventuras de la Humanidad: viajar a la Luna. El problema era cómo lograrlo, porque sólo un cohete monstruoso sería capaz de lanzar la carga útil necesaria para poder llegar hasta nuestro satélite. Varios grupos trabajaron para encontrar el diseño óptimo del nuevo lanzador lunar, denominado Nova. Entre las numerosas propuestas, la más descabellada fue sin duda la del JPL (Jet Propulsion Laboratory), consistente en un cohete gigante de combustible sólido.


Maqueta de un cohete Nova gigante de combustible sólido (NASA).

Para los que no vean nada extraño en esta idea, debemos recordar que los cohetes de combustible sólido son muy poco eficientes (tienen un impulso específico muy bajo) y poco seguros, ya que su empuje apenas se puede modificar una vez encendidos. De hecho, se puede decir que la astronáutica como ciencia moderna nació cuando se relegaron los tradicionales cohetes de combustible sólido (pólvora y derivados) a un segundo plano en favor de los lanzadores que hacían uso de combustible líquidos, más versátiles y eficientes, aunque mucho más complejos y costosos. Precisamente sería la enorme complejidad asociada a un cohete Nova de combustible líquido lo que impulsaría al JPL a realizar esta propuesta. Las empresas Boeing Company y Space Technologies Laboratories estudiarían en agosto de 1961 la viabilidad de este diseño por encargo del Comité Golovin de la NASA.


Alunizando mediante el método del ascenso directo (NASA).

En 1961 se suponía que los astronautas viajarían a la Luna mediante lo que se suele denominar un ascenso directo, es decir, la nave viajaría directamente desde la superficie terrestre a la lunar, sin acoplamientos intermedios. Este método competía con el EOR (Earth Orbit Redezvous), que consistía en acoplar varias partes de la nave en órbita baja antes de partir hacia la Luna. El método EOR permitía usar cohetes mucho más pequeños, pero las incertidumbres teóricas asociadas a los acoplamientos en órbita baja provocaron que la NASA se decantase por el ascenso directo casi desde el primer momento. Curiosamente, en la URSS el método EOR gozó de mucha mayor popularidad que en los EEUU, y eso a pesar de que en 1961 los soviéticos disfrutaban de una clara ventaja en materia de lanzadores.


Distintos métodos para alcanzar la Luna: directo, EOR y LOR (NASA).

En cualquier caso, el «monstruo del JPL» debía ser capaz de colocar 70 toneladas en una trayectoria de escape lunar, esto es, acelerar la carga hasta alcanzar los 11 km/s. El único inconveniente es que, como ya hemos comentado, el combustible sólido es extremadamente poco eficiente, lo que implica que es necesario un vehículo más grande para poner en órbita la misma carga útil. Por eso, con el fin de alcanzar las prestaciones de esta misión, el Nova de combustible sólido usaría cuatro etapas (frente a las tres del Saturno V). Además, tendría una masa al lanzamiento superior a las 14000 toneladas y una capacidad en órbita baja de 250 toneladas (el Saturno V no llegaba a las 120 toneladas).


El Nova de combustible sólido (derecha) comparado con un cohete de combustible líquido (izquierda) y el monumento a Washington (centro, de 170 m de altura) (NASA).


Otra comparación entre diseños de combustible sólido y líquido (NASA).


Características del cohete Nova de combustible sólido (NASA).

Para montar este leviatán, se decidió que lo mejor sería construir una rampa flotante en Cabo Cañaveral, algo que ya se había considerado en otros diseños. El cohete estaría formado por la unión varias unidades de combustible sólido denominadas «Tipo A» y «Tipo B». Siete unidades Tipo A, más grandes, se unirían para formar la primera etapa. La segunda fase nacería de la unión de tres unidades Tipo A. Por contra, la tercera etapa estaría compuesta por seis unidades Tipo B, mientras que la cuarta etapa sería una única unidad de Tipo B. Las tres primeras etapas se usarían para alcanzar la órbita baja, mientras que la cuarta pondría la carga útil en una trayectoria translunar.


El Nova de combustible sólido se montaría sobre el agua (NASA). 


Montaje del lanzador a partir de las distintas unidades (NASA).


Los dos tipos de motores, A y B (NASA).



Esquema de las instalaciones requeridas en Cabo Cañaveral (NASA).


Interesante gráfica de 1961 donde se comparan las tasas de éxito de los cohetes de combustible sólido (gráfica superior) y líquidos (inferior). Vemos como en esa época los cohetes de combustible líquido tenían una importante propensión a fallar en sus primeras misiones (NASA).

La nave Apolo, que aún no se había terminado de concretar, se posaría en la superficie lunar usando combustibles sólidos o hipergólicos con una tripulación de tres personas. En esta etapa del programa, aún no se había planteado la necesidad de construir un módulo lunar. 


Propuesta de diseño de la compañía Convair para la nave Apolo de 1961 de ascenso directo (NASA).


Cúmulo de cohetes de combustible sólido usados para lanzar el satélite Explorer (NASA).



Diseños más refinados de cohetes Nova con etapas de combustible sólido (NASA).

Aunque se seguirían estudiando durante algún tiempo propuestas que usaban etapas de combustible sólido, finalmente sería seleccionado el diseño del grupo liderado por Wernher von Braun, del Centro Marshall de la NASA. El Nova de von Braun usaba combustible líquido y era más modesto que otros diseños, pero aún así se trataba de una bestia con ocho motores F-1 en su primera etapa y capaz de levantar más de 150 toneladas en órbita baja. Sin embargo, von Braun trabajó también en los Saturn C-3, C-4 y C-5, cada uno con tres, cuatro y cinco motores F-1 respectivamente. Poco después, la NASA anunciaría su intención de emplear el método LOR (Lunar Orbit Rendezvous) para las misiones Apolo, lo que permitiría usar un cohete menos potente. El lanzador seleccionado, el Saturn C-5, sería bautizado oficialmente como Saturn V y terminaría siendo casi tan potente como algunas propuestas del Nova.


El Nova de von Braun comparado con el Saturn C-4 y C-5 (NASA).

Pero lo que más llama la atención de este y otros conceptos similares es el espíritu de ambición y superación de la época. Aquí estamos en 1961, cuando el cohete más potente de los EEUU apenas podía lanzar un puñado de toneladas en órbita baja, y unos tipos discuten seriamente sobre la posibilidad de construir y lanzar un vehículo espacial gigante en menos de cuatro años. Increíble. Algo me dice que ese espíritu no volverá jamás.

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15 Comentarios

  1. Genial post, Dani…excepto por la frase final. [:-(] Espero que no, amigo, el espíritu de ambición y superación existe (aún) en nuestra época, frenado eso sí por intereses políticos y de muchos tipos, pero existe. Seamos optimistas, sembremos el amor por el conocimiento, a la ciencia y la exploración espacial, y algún día -espero que lo veamos- diremos que no estabamos equivocados. Algún día.

    Saludos

  2. Estoy con el comentario anterior. Tal vez ahora mismo no tengamos ese espiritu, pero te aseguro que eso es inherente al ser humano: superarse. tiempo al tiempo 😉

  3. Ese espíritu está ahí pero adormecido por la opulencia. Volverá y lo hará, como siempre, ligado a acontecimientos que no gustarán a nadie. Lo que Melville en Moby Dick llamó momentos de fuerte emoción.

  4. Buen día Daniel y gente que pasa por el blog!.
    Genial post como todos, la verdad es que a mi también me deprime tu comentario final más que nada porque tiene mucho de cierto.
    En su día, para ir a la Luna se corrieron muchos riesgos que hoy en día son impensables: la reacción posterior al accidente del Apolo 1 hoy en día hubiera sido paralizar inmediatamente la producción de CSM’s, cancelar el programa Apolo en su conjunto y congelando el presupuesto de la NASA durante los siguientes 3 años planteandose volver a realizar vuelos tripulados quizás en 5 años. Despúes del Apolo 13 pensar en lanzar una nueva nave a la Luna solo 9 meses despúes de un accidente de ese calibre?!, impensable!!!.
    Despúes de Apolo 1 los vuelos solo se paralizaron 18 meses; despúes de Apolo 13, apenas 9 meses!; en contraste despúes del Challenger 32 meses sin vuelos y despúes de STS 107, 29 meses… y los Apolo iban a la Luna mientras los transbordadores apenas si alcanzan la órbita baja.
    Correr riesgos, ahí está la clave, vivimos en una sociedad que ya no corre riesgos para alcanzar sus sueños, en una sociedad que ya no mira hacia arriba a las estrellas porque todo mundo tiene la cabeza agachada mirando hacia abajo a la pantalla de un teléfono móvil.
    Nuevamente insisto con algo que puse la primera vez que comenté aquí: «El futuro fue hace 40 años»…

  5. @Dani, precisamente me dedico a la Seguridad y he de decirte que nada es imposible. Puede que difícil sí, y caro también, pero no imposible. Sigo con mi optimismo, no sé si realista, pero sigo…

    Y que lo leamos en este blog.

    Saludos

  6. La verdad que la propuesta del cohete de motores sólidos es bastante original 😉 que época aquella en que la imaginación era el límite… a cambio, hoy el límite tiene 3 palabras: Dinero y Políticos

  7. tm-el programa apolo ,como sabeis,era fruto de la gerra fria,carrera armamentistica y tecnologica. demostrar, que sistema politico y social era mejor. ahora ya no tienen prisa en demostrar nada a nadie. y las maquinas cada dia lo hacen mejor y mucho mas barato,por ejemplo en marte,en titan. un saludo.

  8. @Ube: seguramente, tienes razón. hace falta una época de fuertes cambios para impulsar la exploración espacial. «Hay que despertar al durmiente» 😉

    @Dani: dije lo de la seguridad para picarte, jeje.

    De todas formas, comparto la opinión de José Alfredo. Hoy sería impensable una vuelta a la normalidad tan rápida como la que tuvo lugar después del Apolo 1 y el Apolo 13.

    Pero seamos optimistas y, que como dice Dani, podamos contar en este blog la llegada del hombre a…a algún lado, que ya me conformo con casi cualquier cosa 😉

    Un saludo.

  9. Um… siento ser pesimista, pero el único espírito que reina hoy en día es el de la depredación… Todo es poco para el capital, nada es suficiente para «los mercados»… todas las empresas miran el lucro, por encima de todas las cosas.

    Y la exploración espacial no es ajena a esto.La NASA está parsitada por miridas de empresas y su único fin parece ser el seguir garantizando ingentes cantidades de dinero para sus contratistas. ¿Planes serios? ¿Pragmatismo?… ¿Qué es eso? Consultores del mundo, pasen y cogan el dinero que quieran, pagamos bien, lo único que tienen que presentar son Powerpoints molones y efectistas… casi todo es paja, humo. La aparente falta de rumbo de la NASA se entiende desde un punto de vista… el de la caterva de empresas que viven a su costa y que a golpe de propuesta, presentación, maquetas y modelos se llevan una pasta gansa.

    Resumiendo… la depredación, el drenaje de recursos, el lucro…

    O tempora, o mores!

    Saludos a todos.

  10. No soy de alma optimista Daniel pero tambien digo lo de el futuro fue hace 40 años, vivimos en una epoca rara la exploración aeroespacial parece dormida y carente de objetivos «tan solo hay que ver a la Nasa hoy en dia no para de dar vueltas sobre si misma para centrarse en un objetivo tangible» ojala me equivoque pero me temo que esos tiempos tan gloriosos no volveran jamas, muchas cosas tendrian que cambiar para ello demasiadas tal vez……Aunque no seamos tan negativos hay unos posibles 1.326 candidatos como planetas y los que vendran.

    1. Interesante entrada en este blog, me llama la atención como 2012 parece algo antiguo…. algunos que apenas entraban a la secundaria ya deben estar cerca de terminar sus estudios universitarios….

      Y bueno… con StarShip de SpaceX, el objetivo no es la Luna, es Marte y sin acoplamientos…. en Órbita…

      Solo un SuperBooster… y un StarShip en el top… Ahora no falta pasión, lo que faltará dentro de poco es recoger la basura en órbita, como la etapa 2 del Falcon9 que se va a estrellar contra la Luna en 2 meses….

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Por Daniel Marín, publicado el 16 febrero, 2011
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