Viajando a la Luna con un módulo lunar reutilizable

Por Daniel Marín, el 5 diciembre, 2011. Categoría(s): Astronáutica • Luna • NASA • sondasesp ✎ 22

A veces parece que nos faltan ideas nuevas para explorar el Sistema Solar o, peor aún, que no tenemos una estrategia clara que nos diga cuál debe ser el siguiente destino de la Humanidad. Pero no es así. Usando la ISS como plataforma de montaje se podría ensamblar una nave de espacio profundo que usase propulsión solar eléctrica (iónica) y depósitos orbitales de combustible. Para ahorrar energía, se pueden usar los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna o Tierra-Sol (dependiendo de nuestro objetivo). No es que esto sea nada nuevo en sí. El concepto de depósitos de combustible orbitales y el uso de los puntos de Lagrange como base para explorar el espacio se remonta a los años 60, pero lo que quiero destacar es que las ideas están ahí.

Un módulo lunar reutilizable para explorar la Luna (Boeing).

En cuanto a los objetivos de la exploración tripulada del espacio, el ISECG (International Space Exploration Coordination Group) -formado por las principales agencias espaciales del planeta- ha publicado este mismo año el informe titulado The Global Exploration Roadmap donde se detallan las posibles estrategias de exploración. En este punto el informe es claro. Con los presupuestos y tecnologías actuales, sólo tenemos dos opciones: pasar primero por los asteroides cercanos y la Luna antes de llegar a Marte o, por el contrario, ir en primer lugar a la Luna, luego a los asteroides y por último al planeta rojo.

Opciones para la exploración tripulada del espacio según el ISECG (ISECG).

Nave de espacio profundo situada en los Puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna (arriba). Sistema de propulsión iónico para situar la nave en los puntos de Lagrange (NASA).

La Luna sigue ocupando por tanto un lugar privilegiado en las estrategias de exploración, pero desgraciadamente hoy por hoy no existe ningún plan para poner un hombre en su superficie tras la cancelación del Programa Constellation de la NASA y su módulo lunar Altair. Se da la paradoja de que la NASA ha aprobado el desarrollo del cohete pesado SLS y planea realizar misiones a la Luna con la nave Orión/MPCV, pero obviamente sin un módulo lunar nunca podremos tocar la superficie de nuestro satélite otra vez.

Para solucionar este dilema, Boeing -contratista principal del SLS- ha propuesto el módulo lunar reutilizable RLL (Re-usable Lunar Lander) que podría volar con el SLS en la próxima década. La nueva nave sería mucho más pequeña que el monstruoso Altair. En vez de las 45 toneladas que debía alcanzar este vehículo, el nuevo módulo tendría capacidad para dos astronautas y una masa de 15 toneladas (7 toneladas sin combustible) en la superficie lunar.


RLL (Re-usable Lunar Lander) (Boeing).

Características de RLL (Boeing).
El difunto módulo lunar Altair del Programa Constellation (NASA).

RLL podría ser lanzado junto con la Orión en el SLS de 130 toneladas, aunque se necesitaría otro lanzamiento como mínimo para situar toda la infraestructura en EML-1 (Boeing).

El RLL no usaría los combustibles hipergólicos del LM del Apolo ni los combustibles criogénicos del Altair, sino metano y oxígeno líquido. Estaría basado en los puntos de Lagrange L1 o L2 del sistema Tierra-Luna (EML1 y EML2), donde se encontraría también una estación de espacio profundo y, si hicieran falta, depósitos de combustible. Cierto es que hay un truco y es que no todo el RLL sería reutilizable. El frenado en órbita lunar y la mayor parte del descenso propulsado hasta la superficie lo realizaría una etapa de descenso criogénica que se separaría poco antes del alunizaje. O lo que es lo mismo, RLL realizaría una maniobra muy parecida a la del LK del programa lunar soviético N1-L3. Esta etapa superior (crasher stage) estaría basada en la etapa superior del Delta IV Heavy y vendría en tres variedades para misiones a la órbita baja, a la Luna o a los asteroides. Esta etapa también sería la encargada de situar al RLL en la trayectoria hacia la Luna.

RLL acoplado a su etapa de descenso criogénica se acerca a la estación en EML-1 (Boeing).
Etapa de descenso del RLL (Boeing).

Maniobra de alunizaje del RLL usando la etapa de descenso (Boeing).

Una vez situada una nave Orión/MPCV en el punto EML-1 (con o sin estación de espacio profundo), se podría realizar una misión lunar de aterrizaje con otro lanzamiento del SLS de 130 toneladas. Para ello, se lanzaría al RLL sin la cápsula Orión con la etapa de descenso dotada de paneles solares y un tanque adicional de metano para transferir combustible al módulo lunar durante el viaje a la Luna. El RLL y su etapa de descenso se acoplarían a la estación de espacio profundo situada en el EML-1 (o, en su defecto, a una nave Orión), donde la tripulación accedería al módulo lunar. Al volver de la superficie de la Luna, los astronautas pasarían otra vez a la estación, donde regresarían a la Tierra usando la Orión. El RLL se podría usar varias veces usando este sistema. A cambio, habría que transportar el combustible del RLL y la etapa de descenso hasta el EML-1, usando quizás propulsión iónica o un lanzamiento del SLS. Lo importantes es que esta arquitectura no depende en principio del SLS, ya que se podría llevar a cabo una misión lunar sin este lanzador (a cambio de añadir muchos más lanzamientos, eso sí).

Lanzamiento de un SLS con el RLL y la etapa de descenso (Boeing).

Configuración del RLL con su etapa de descenso criogénica (Boeing).

Versiones de carga del RLL serían capaces de situar unas 8 toneladas de carga en la superficie lunar, incluyendo posibles hábitats para aumentar la duración de las expediciones. Por otro lado, y dejando volar un poco la imaginación, este módulo podría emplearse en misiones a Marte añadiendo una segunda etapa de ascenso. En este caso, el metano podría extraerse de la atmósfera marciana, lo que permitiría aumentar la masa útil del vehículo.

Un RLL de carga en la Luna (Boeing).

Un posible RML (Re-usable Mars Lander).

El RLL es una magnífica idea, pero no olvidemos que depende del desarrollo de una estación espacial de espacio profundo situada en EML-1 y, en menor medida, del SLS. En caso de usar el SLS, habría que realizar más de un lanzamiento para llevar a cabo una misión de alunizaje, algo difícil de justificar si lo comparamos con el Apolo. Sinceramente, veo poco probable que algo así salga adelante a corto plazo, pero es un objetivo que la NASA debería considerar ahora que está buscando aplicaciones para su SLS.

Referencias:



22 Comentarios

  1. Los motores iónicos para vuelos tripulados a Marte son inviables, no se conoce nada para producir energia eléctrica con poco peso ; por otra parte un viaje con propulsión química dura mas de dos años y requiere una nave de mucha masa. Que nadie espere un vuelo a Marte antes de 40 o 50 años.
    Tendremos que dominar las reacciones de fusión nuclear en la Tierra primero (el ITER está en construcción ) y en futuro lejano idear una manera de propulsarse con plasma acelerado .

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Por Daniel Marín, publicado el 5 diciembre, 2011
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