Cómo planea la NASA capturar un asteroide para traerlo a la Luna

El pasado abril se hizo pública la última estrategia de la NASA para reactivar su programa espacial tripulado. La agencia espacial norteamericana pretende capturar un pequeño asteroide y traerlo hasta la órbita lunar de forma automática. Posteriormente, una misión tripulada usando la futura nave Orión lo examinará de cerca y traerá una muestra del mismo. Fantástico, ¿pero cómo piensan hacerlo?

Diseño de la sonda ARM para capturar un asteroide (Mazanek et al.).

La misión, conocida como ARM (Asteroid Retrieval Mission), consiste en una sonda de 17995 kg equipada con una especie de bolsa para capturar el asteroide. La nave estará dotada de un sistema de propulsión eléctrica con una potencia de 50 kW para llegar hasta él. Aunque el año pasado pudimos ver un diseño preliminar del grupo KISS -no ese grupo Kiss, sino el Keck Institute for Space Studies-, ahora se van perfilando los detalles de la misma. La nave empleará cuatro propulsores de efecto Hall con una potencia de 10 kW cada uno y con un impulso específico de 3000 segundos. Como propelente se usarán doce toneladas gas xenón y el empuje total del sistema de propulsión será de apenas un newton. Para complementar al sistema de propulsión eléctrico (SEP), la sonda llevará ocho propulsores de 200 N cada uno a base de propelentes hipergólicos (tetróxido de dinitrógeno y MMH) para maniobras orbitales. Este sistema es clave, ya que será el encargado de hacer girar la nave y sincronizarla con la rotación del asteroide. Cada panel solar tendrá un diámetro de diez metros y un área de 70 metros cuadrados. La insistencia en usar propulsión eléctrica no es casual. Gracias al sistema SEP, la sonda podrá tener una masa al lanzamiento de apenas 18 toneladas. De no usar propulsión eléctrica, la sonda tendría una masa inicial de entre 200 y 300 toneladas (!). (Definitivamente, la propulsión eléctrica es la clave para la exploración del Sistema Solar, pero ese es otro tema.)

Ventajas de usar propulsión eléctrica con respecto a la masa de la sonda ARM (Mazanek et al.).

La misión tendrá una duración de entre seis y diez años. Tras despegar a bordo de un lanzador Atlas V 551 a principios de la década siguiente, la sonda sobrevolará la Luna para aumentar su velocidad y tras varios años usando el sistema de propulsión eléctrico llegará hasta el pedrusco en cuestión. Y es que el asteroide tendrá un diámetro no superior a los siete metros. En un periodo de 90 días, la sonda estudiará el asteroide, analizará su periodo de rotación y procederá a capturarlo mediante una bolsa desplegable y un conjunto de cinchas metálicas. Previamente deberá igualar su rotación a la del asteroide y, una vez capturado, eliminarla. La nave emprenderá el camino de vuelta y antes de 2030 quedará situada en una órbita de halo en el punto L2 de Lagrange del sistema Tierra-Luna sobre la cara oculta de nuestro satélite. Después, en una fecha aún por determinar, una nave Orión con astronautas a bordo despegará mediante el futuro cohete SLS y se dirigirá al asteroide, donde recogerá algunas muestras para traerlas a la Tierra.

Esquema de la misión (Mazanek et al.).
Propuestas para capturar el asteroide (Mazanek et al.).

El gran problema de este plan es que todavía no se ha descubierto ningún asteroide que cumpla con los requisitos para ser capturado. Y, obviamente, es un problema gordo. De entre los posibles candidatos destaca 2000 SG344. Su órbita es tan accesible desde la Tierra (se requiere muy poca Delta-V) que podría ser capturado a pesar de tener una masa de siete toneladas. Claro que si 2000 SG344 es en realidad un oscuro asteroide carbonáceo de tipo C bien podría tener un diámetro de 90 metros y una masa superior a las ochocientas mil toneladas, así que sólo podríamos capturar un ‘pedacito’. El siguiente candidato más favorable en términos orbitales es 2006 RH120, de tan ‘sólo’ 1200 toneladas, pero huelga decir que no sabemos nada sobre él… ni sobre ninguno de los otros, ya que estamos. Podrían ser demasiado grandes o no tener la composición adecuada -lo ideal es que sean asteroides carbonáceos-, entre otras incógnitas. Ahora mismo, la falta de un candidato adecuado es el principal cuello de botella del proyecto. Si la misión ARM quiere salir adelante, primero debe encontrar un objetivo que esté a la altura. Porque otro problema son las fechas. Simplemente no cuadran. La NASA desearía tener un asteroide sobre la Luna alrededor de 2025, pero -y hasta que no se descubra un objetivo mejor- la mayoría de modelos contempla una fecha de retorno próxima a 2030. ¿Logrará sobrevivir el programa SLS-Orión hasta esa fecha sin la ‘excusa’ de la misión ARM? Resulta poco probable.

Posibles candidatos -con sus masas- para ARM (Mazanek et al.).

A nadie se le escapa que la sonda ARM no es más que un intento de la NASA por dar una justificación científica al programa tripulado Orión-SLS, pero se trata de la primera iniciativa original para salir más allá de la órbita baja terrestre que hemos visto en muchos años. Hasta la fecha, las propuestas de la NASA para usar el SLS pasaban por repetir una y otra vez la misión Apolo 8 de 1968. La misión ARM es un soplo de aire fresco muy necesario, lo que no implica que su éxito esté garantizado. Más bien lo contrario. Los científicos la ven como un futuro pozo sin fondo presupuestario en el que la NASA volcará casi todo el ya escaso presupuesto destinado a la exploración planetaria, mientras que los partidarios del programa tripulado la ven como una excusa muy endeble para justificar el programa SLS. ¿Logrará la NASA salirse con la suya y traer un asteroide hasta la Luna?

Referencias:



27 Comentarios

  1. claro que la llevaran a cabo. Que otra cosa puede ya hacer la NASA? Los gobiernos por llegar tienen q asegurar la supremacia cientifica. Y este es el unico reto realista. Sin competencia es esto o desaparecer!… Que? China? No! Al paso q van, sacaran hombres de LEO dentro de 20 años, solo para ponerse a la altura del EU de 1968

  2. Pues ojala lo cancelen es una misión carente de cualquier sentido…..Espero que senadores Estadounidenses con dos dedos de frente lo paren en seco, queda obvio que alguien en la Nasa ha perdido el norte con esta sonda.

    1. Carente de sentido no, no mola tanto como marte pero es mucho mas sencilla y factible, marcando el inicio de la minería espacial, el pedrusco ya se queda ahi para ir trabajando , probar robots sobre él y empezar a procesar materiales desde el exterior, algo clave a largo plazo. Y l2 con el tiempo se irá convirtiendo en un puerto espacial.
      Eso si, Zubrin no estará muy contento.

    1. Yo pienso como tu, este es el camino real, lo otro es andar mareando la perdiz para entretener al personal. Si logramos abastecernos hya fuera …tenemos mucho camino logrado.

  3. Pues a mi me parece una M de proyecto. Se podría hacer un millón de veces mas sencillo cogiendo un pedacito del mismo (o un pedrusco) y trayendolo a la tierra sin tener que enviar a 3 tipos a la cara oculta de la Luna a hacerlo. Que se ahorren la pasta para otro rover o para estudiar las lunas de Saturno.

    1. El problema es que esa mierda(llegar a un pedrusco aunque sea trayendolo previamente al patio trasero y decir «casa») supone un hito tecnológico que, una vez realizado, abre una cantidad de posibilidades mucho mayor. El objetivo de la misión es mas la tecnología que envuelve el proyecto que la muestra misma.

      Con este proyecto en el futuro podría pensarse en enviar este tipo de sondas por todo el sistema para automatizar la recogida de muestras de tamaño medio. Tardarían años pero mas tardaríamos nosotros en llegar.

      Si llegamos a L2, podemos repetirlo mas veces, incluso establecernos allí. Y es que una base en L2 es mucho mas viable en el tiempo que la ISS actual, que gasta gran parte de sus provisiones en permanecer en órbita.

      Y por favor bendito, a ver si nos quitamos la costumbre de tener módulos de usar y tirar por el valor de cientos de millones cada uno. Hasta de chatarra valdrían su peso en oro si se dejan «aparcados en un punto de Lagrange» después de terminar su vida útil.

  4. Madre mía estamos hablando para el 2030 ¡¡ y desde el 2017 hasta esa fecha que vamos a hacer con un cohete y una nave ?? nada. Yo lo vería factible dentro de un programa de vuelos pero por ahora solo hay ese y eso es muy poca cosa.
    Los japoneses sin tanta tontería van a traer antes con su hayabusa 2 una muestra, una misión tripulada no merece ese viajecito a una roca de 7 metros por dios si fuese 200, 500, o 1 km a lo mejor.

    Saludos jorge m.g.

  5. O sea que la NASA va tardar mínimo 10 años en capturar aún no sabe qué para no sabe cuándo enviar unos astronautas a traer muestras de sabe Dios qué minerales!!

    Creo que es más fácil y barato esperar a que nos caiga un asteroide antes… En todo caso, la ARM tendría el respaldo directo de Obama si la rebautizaran como MSK (Mission to Search for Kryptonite) 😉

  6. Creo que si se aplicara ésta tecnología para protección del planeta contra colisiones tendría mucho más futuro e interés. Además está todavía pendiente la exploración de la luna Europa y ni hablar de JWST que nomas ya no se ha sabido nada al respecto sobre su avance. Efectivamente hay proyectos mucho más productivos en materia de ciencia que traer un pedruzco incierto con un objetivo todavía más incierto. ¿Mandar gente fuera de órbita baja? Realmente sin un objetivo claro, es mejor que se trabaje en el turismo espacial.
    Aunque siendo más críticos, preferiría gastar el dinero en misiones de cualquier tipo aunque sean repeticiones del Apollo que en fabricar pistolitas y tonterías militares que solo benefician a quienes venden guerra. Pero la realidad no es así.

    1. Claro que no! Que mas daría por ver una Burán 2.0 o un viaje a Marte! El santo grial del orgullo de un explorador al conquistar el otros mundos. Pero la realidad, como ya dije, se gastan el dinero en estupidas pistolitas y cohetes que no benefician a nadie (deja vu!) y el miserable presupuesto que dejan hay que administrarlo muy bien. Lo que quiero denotar es que con ese presupuesto limitado es posible realizar objetivos con más relevancia y con más fundamento. En resumen, como se ha planteado una y otra vez, no hay un objetivo claro que organize y enfoque los esfuerzos de la NASA. Otra historia sería que el asteroide a tratar y deshuasar fuera de relevancia, por ejemplo que fuera estructuralmente relevante por las capas de material que afirmaran las teorías de formación del sistema solar y que una sonda no es capaz de analizar con ese detalle. Pero están inventando una solución para un problema que aún no se plantea!!!

  7. La NASA es incapaz de traer muestras de Marte, a pesar del evidente interés que tendría poder examinarlas en un laboratorio. No es creíble que la NASA vaya a poder trasladar un asteroide a la órbita terrestre y luego enviar una misión tripulada para traer muestras del mismo. Me inclino por pensar que la NASA sirve a otros intereses, quizás del Departamento de Defensa. No es ningún secreto que el Pentágono suma a su asignación presupuestaria parte de la asignación para el Departamento de Energía (armas nucleares), Seguridad Nacional, Inteligencia, Contraterrorismo, etc. En 2011 entre el 20 y el 50 % del presupuesto para la NASA fue dedicado a aplicaciones militares (sobre todo satélites).

    Esta nueva misión -ARM- me suena a eso. De hecho lo que la NASA pide son 100 millones para desarrollar varias ‘tecnologías asociadas’ a la misión, no para la misión en sí.

    1. No es que la NASA sea incapaz de traer muestras de Marte, lo puede hacer, pero supongo les conviene mas enviar un laboratorio y examinarlas alla con todo el material a disposicion y las regiones de interes, que traer solo algunas muestras y que incluso les saldria mas caro hacer todo un lanzamiento desde alla para unas muestras.

      Saludos!

    2. Miguel, una sonda automática realiza unos pocos experimentos, en condiciones realmente precarias. Un laboratorio terrestre dispone de muchos más recursos, condiciones bajo control y múltiples posibilidades de experimentación.

      Yo creo que la NASA tiene nivel tecnológico para enviar una misión automática que tome y traiga muestras de Marte. Pero hoy por hoy no dispone ni de los medios ni del presupuesto para desarrollar esos medios. Sinceramente, creo que los últimos gobiernos de EEUU no tienen interés en la exploración científica del espacio, sólo en su dominio estratégico-militar.

      Como nos contó ya Daniel, “los científicos norteamericanos a través del National Research Council identificaron en su momento una sonda para el retorno de muestras marcianas como la misión prioritaria desde el punto de vista científico” (http://danielmarin.blogspot.com.es/2012/10/la-exploracion-de-marte-despues-de.html). Por eso a mí esta misión de la NASA me parece orientada -como tantas otras- a fines ‘no confesables’ ante la comunidad científica.

  8. Me parece un poco inocente decir que sera el inicio de la minería espacial. Me refiero, 10 años para conseguir una muestra grande para 2030, ¿y después que? 10 años mas para desarrollar tecnologías derivadas de la investigación del asteroide que terminara encerrado en laboratorios muestras espera presupuesto por parte del congreso, en lugar de hacerse millones de sortijas de «material estelar» (sea con el metal o una piedra directamente encapsulada en vidrio para una gema)y venderlos a xx dolares (¿quien no quisiera tener una?) Ese siempre ha sido el punto débil de la NASA: depender solo de los impuestos para elaborar sus proyectos.

    Pasaran al menos 20 o 30 años luego del envío de la misión tripulada al asteroide cuando se empiece a hacer algo de minería espacial, lo que sera a pequeña escala. Es bueno que las cosas no se precipiten, pero tampoco tanto.

    EL modelo de minería espacial propuesto por Gerard O’Neill es mas que lógico, tanto que me convenció de la importancia de las misiones a los punto Lagrange, pero no al estilo de la NASA y el resto de las agencias, o sea, la filosofía de «cambiar un neumático con pinzas de manicura».

    Y por ultimo, los políticos dirán «¿para que minería espacial si hay recursos en la tierra?» y tienen perfectamente la razón, porque la minería espacial seria lógica si se usara el material directamente en el espacio, pero la población espacial siempre siempre es de 6 a 9 personas en ciertos momentos.

  9. Se me hace extraño que no hayas entendido bien la mision Daniel. El objetivo es lanzar la sonda en 2017-2020, capturar el asteroide en 2019-2021, traerlo en 2020-2021 y explorarlo en 2022-2024. Se ah dicho tantas veces.

    1. La he entendido muy bien, Daniel. Es más, en este mismo blog ya he puesto esas fechas en varias ocasiones. El problema es que una cosa es la fantasía y otra la realidad. Cuando se planteó la misión esas eran las fechas originales, pero a medida que se ha ido concretando la NASA ha tenido que aceptar varias limitaciones, incluida la falta de un asteroide candidato. Si te molestas en leer el documento de la referencia verás las fechas que maneja la NASA actualmente, que son las que he puesto en la entrada (no me las he inventado yo, como comprenderás).

      Saludos.

  10. El objetivo es simple, nuevos problemas, nuevos retos «descabellados» ==> nuevos conocimientos, nuevas tecnologías, nuevas armas y que ningún otro país lo tiene o tendrá, supremacía pura y dura.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 12 junio, 2013
Categoría(s): ✓ Astronáutica • NASA • Sistema Solar • sondasesp