El plan de Rusia para poner cosmonautas sobre la Luna a partir de 2030

Por Daniel Marín, el 21 julio, 2017. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Luna • Rusia ✎ 63

Aunque desconocido por muchos, el objetivo declarado de Roscosmos a largo plazo es llevar a cabo misiones tripuladas a la Luna. Primero a la órbita lunar usando la nave Federatsia y luego a la superficie. Los planes para alcanzar la superficie quedan todavía muy lejos en el tiempo, pero siempre es interesante estudiar cómo se puede viajar a nuestro satélite usando recursos relativamente modestos. La última versión de este proyecto la pudimos ver hace dos años, pero desde entonces ha llovido bastante en el sector espacial ruso.

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Un módulo lunar tripulado ruso (Koroliov TV).

De acuerdo con el esquema original de Roscosmos la misión lunar se llevaría a cabo con cuatro lanzamientos del cohete Angará A5V, la versión pesada del Angará capaz de situar 35 toneladas en órbita baja (LEO) frente a las 25 toneladas del A5 de serie. Los primeros dos lanzamientos tenían que poner en LEO el módulo lunar y una etapa propulsiva. El conjunto partiría hacia la Luna y se situaría en órbita lunar. Posteriormente otros dos lanzamientos colocarían en órbita la nave tripulada Federatsia y otra etapa propulsiva, que partiría hacia la Luna y se acoplaría con el módulo lunar. Es decir, sería un plan del tipo EOR-LOR (Earth Orbit Rendezvous-Lunar Orbit Rendezvous).

Nave tripulada Federatsia (PTK-NP) (RKK Energía).
Nave tripulada Federatsia (PTK-NP) (RKK Energía).
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Planes lunares rusos en 2015 antes de la cancelación del Angará A5P (RKK Energía).

Esto era hasta ahora. El nuevo plan lunar lo hemos podido avistar en el festival aeroespacial MAKS 2017 que se celebra estos días en Moscú por cortesía de la empresa RKK Energía, fabricante de las naves Soyuz y la futura Federatsia (PTK-NP). ¿Y en qué consiste? Pues ahora poner cosmonautas sobre la Luna requerirá seis lanzamientos en vez de cuatro. La diferencia es que todos los elementos se ensamblarán en LEO, por lo que estamos ante un plan de tipo EOR exclusivamente (recordemos que Apolo era LOR). El cohete Angará A5V ha sido pospuesto de forma indefinida por Roscosmos, pero sigue presente en los proyectos lunares a partir de 2025-2030 (para entonces Rusia espera tener suficiente dinero para financiar este vector), al menos hasta que se concrete el futuro del siempre cambiante y confuso programa del lanzador pesado ruso.

La principal novedad, además del número de lanzamientos, es que, como vimos hace poco, la nave tripulada Federatsia ya no será lanzada por el Angará A5P desde Vostochni, sino mediante el nuevo Soyuz 5 desde Baikonur. Este lanzador, que no es otra cosa que un Zenit 100% ruso, también se denominará Sunkar de acuerdo con el programa de cooperación entre Rusia y Kazajistán. El Soyuz-5/Sunkar (antes conocido como Féniks) debe despegar por primera vez en 2022, mientras que la primera misión tripulada con la Federatsia a bordo tendrá lugar en 2024. Las misiones a la órbita lunar tendrían lugar a partir de 2025 y los vuelos a la superficie lunar después de 2030.

Cohete Sunkar/Soyuz 5/Féniks (izquierda) y el Falcon 9 (Novosti Kosmonavtiki).
Cohete Sunkar/Soyuz 5/Féniks (izquierda) y el Falcon 9 (Novosti Kosmonavtiki).

Según el plan lunar de RKK Energía, para alcanzar la Luna primero se pondría en LEO el módulo lunar (LVPK) de dos etapas y 34 toneladas usando un Angará A5V. Luego se le acoplaría en órbita baja una etapa Blok-DM de queroseno y oxígeno líquido. Otros dos lanzamientos del A5V situarían en LEO tanques de oxígeno líquido complementarios que se acoplarían al complejo. Luego se uniría la nave Federatsia, de 16-20 toneladas y con cuatro cosmonautas, lanzada con el Soyuz-5/Sunkar y un último lanzamiento del A5V colocaría una etapa propulsiva criogénica de gran tamaño (hidrógeno y oxígeno líquidos). Esta etapa situaría el conjunto en una trayectoria hacia la Luna y, una vez, cumplida su misión, se separaría junto con los dos tanques de oxígeno líquido. La etapa Blok-DM se encendería para colocar a la nave Federatsia y al módulo LVPK en órbita lunar y posteriormente se separaría. A partir de aquí el esquema de la misión seguiría un guion similar al del programa Apolo. Lo gracioso es que este complejo lunar montado en órbita terrestre recuerda vagamente al ‘tren lunar’ de los primeros proyectos de misiones lunares concebidos por Serguéi Koroliov en los años 60 usando elementos de las Vostok y, posteriormente, Soyuz.

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Actual plan de RKK Energía presentado en el MAKS 2017 para poner un cosmonauta en la Luna. Se necesitarán seis lanzamientos: 5 del Angará A5V y uno del Soyuz-5 con la Federatsia (RKK Energía).

La parte novedosa del proyecto es que evita los problemas de otros planes similares al lanzar el hidrógeno líquido dentro de una única etapa en la última misión. Me explico. El principal inconveniente de los planes EOR es que para sacar el máximo provecho al lanzador se debe usar propulsión criogénica, pero desgraciadamente es muy, pero que muy difícil, mantener el hidrógeno en estado líquido durante mucho tiempo por culpa del aumento de la temperatura, lo que entra en conflicto directo con la necesidad de montar el complejo lunar en órbita terrestre a lo largo varios meses. La solución en el proyecto anterior era mandar primero el módulo lunar hacia nuestro satélite para no esperar, pero te arriesgas a que el vehículo no se encuentre en buenas condiciones cuando llegue la Federatsia con la tripulación. Este nuevo esquema soluciona el problema lanzando primero el oxígeno líquido —que también es complicado de mantener en estado líquido, pero no tanto como el hidrógeno— y manda todo el hidrógeno en el último lanzamiento, así que no hay necesidad de usar complejos sistemas de enfriamiento activos y pasivos. Eso sí, habría que implementar un nuevo sistema de refrigeración a gas para mantener el oxígeno líquido en las etapas.

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El complejo lunar una vez ensamblado en órbita terrestre. Estaría formado (de izqda. a dcha.) por una etapa propulsiva con hidrógeno, dos etapas con el oxígeno, una etapa Blok-DM, el módulo lunar y la nave tripulada Federatsia (RKK Energía).

Los seis lanzamientos de este plan se producirían a intervalos de un mes aproximadamente —un calendario relativamente optimista— y, atención, el convoy lunar se ensamblaría en la estación espacial (la ISS o la estación totalmente rusa). El plan depende de elementos existentes (la etapa Blok-DM), actualmente en diseño (Federatsia y Sunkar), por concretar en el futuro (Angará A5V) y otros totalmente nuevos (módulo lunar, tanques de oxígeno y etapa superior criogénica). Si finalmente se construye un lanzador pesado (STK), el plan podría reducirse a solo tres lanzamientos (dos del lanzador pesado y otro del Soyuz-5 con la Federatsia). Por cierto, y hablando del rey de Roma, la última novedad con este superlanzador es que, como ya sabíamos, estará basado en el Soyuz-5/Sunkar y que tendrá dos versiones: una que empleará tres bloques Soyuz-5 como primera etapa y otra cinco. En un alarde de originalidad estas dos variantes han sido bautizadas provisionalmente como Energía-3 y Energía-5 y tendrán una capacidad de carga en LEO de 70 y 100 toneladas respectivamente. Para las dos versiones se contemplan a su vez dos variantes, una con etapas superiores de kerolox y otras criogénicas.

Cohetes rusos en uso o planificados (izquierda) y planeados (derecha). De izquierda a derecha: Soyuz-2, Angará A5P (cancelado), Angará A5 (en servicio) con la etapa superior criogénica KVTK (no construida), Soyuz-5/Sunkar, Angará A5V (pospuesto), Energía-5 de kerolox, Energía-5 criogénico y dos lanzadores de metalox, el último de ellos recuperable (Bolshoi/Novosti Kosmonavtiki).
Cohetes rusos en uso o planificados (izquierda) y planeados (derecha). De izquierda a derecha: Soyuz-2, Soyuz-2.1v, Angará 1.2, Angará A5, Soyuz-5/Sunkar, Angará A5 con etapa KVTK, Angará A5V, Energía-3, pequeño lanzador de metano reutilizable, Energía-5 y lanzador alado reutilizable (Bolshoi/Novosti Kosmonavtiki).
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Posibles diseños del futuro lanzador pesado Energía-5 con cinco bloques con motores RD-171 en la primera etapa llevando a la nave Federatsia (Bloshoi /Novosti Kosmonavtiki).

Antes de que nadie lo diga, sí, el plan es por el momento un simple brindis al Sol. Pero el que al menos exista y cuente con el respaldo de RKK Energía y Roscosmos es algo a tener en cuenta. Realmente el objetivo no declarado de Roscosmos es en estos momentos participar en el proyecto de estación espacial internacional (Deep Space Gateway) alrededor de la Luna liderado por la NASA. Y las tecnologías y lanzadores de este plan de aterrizaje lunar puede que nunca se usen en una misión lunar rusa, pero sí en este proyecto.

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Una nave Federatsia acoplada a un modulo lunar (Koroliov TV).

Referencias:

  • http://tass.ru/kosmos/4423827
  • http://users.livejournal.com/—lin—/410669.html


63 Comentarios

  1. Lo que me parecería más razonable es retomar la idea del «Tren lunar» de Koroliov, aunque sea temporalmente de cara a vender el programa espacial ruso, basado en la utilización de un mayor número de modulos más pequeños basados en la Soyuz y la Progress (en un concepto similar a la estación BM de RKK Energía (https://danielmarin.naukas.com/2014/05/26/una-mini-estacion-espacial-rusa/)) o en módulos inflables (https://danielmarin.naukas.com/2016/07/23/mas-detalles-del-modulo-inflable-para-la-estacion-espacial-rusa/), de naves tripuladas Soyuz-MS y no tripuladas Progress-MS (a la espera de que entren en servicio la Federatsia (PTK-NP) y el Soyuz-5); de etapas superiores y propulsivas y aterrizadores basados en la etapa Volga, más barata y producida por una de las pocas empresas aeroespaciales que cumple sus plazos (RKTs Progress, fabricante, a su vez, de los lanzadores Soyuz); y lanzados por la familia Soyuz (en este caso los Soyuz 2-1a, 2-1b y 2-1v; utilizando las rampas de lanzamiento en Vostochny, Baikonur o Kourou (en asociación con la ESA y su base lunar) y las estaciones seguimiento en tierra de Crimea (recientemente reincorporada a la red), Primorsky Krai y Moscú; además de las de Cebreros, Redu, Nueva Norcia, Kourou, Maspalomas, Villafranca, Kiruna, Santa Maria, Malargüe, Malindi, Santiago y Svaldbard o Goldstone, Robledo de Chavela y canberra (en asociación con la ESA y su base lunar (https://danielmarin.naukas.com/2016/01/08/no-la-esa-no-va-a-poner-una-base-en-la-luna-en-2030/) o la NASA y su estación Gateway (https://danielmarin.naukas.com/2016/11/11/trump-y-la-estacion-espacial-lunar-internacional/)).

    Lo que sería una versión de lo presentado en la entrada más compartimentado, asequible, y retroalimentado y accesorio al desarrollo de los programas OPSEK, «base lunar europea» y Gateway para Rusia; en la dinamica de la estacion Gateway de tamaño reducido que RKK Energía y Boeing (https://danielmarin.naukas.com/2016/06/01/como-seria-una-estacion-lunar-ruso-americana/) proponen para relanzar la estación orbital lunar conjunta.

    Además, dada las situación del programa espacial ruso, carente de una familia de lanzadores pesados y superpesados operativos Angara o Féniks, por el momento; de un presupuesto suficiente y necesario para este proyecto, y de una infraestructura existente, mantenida y funcional para el mismo. Sería conveniente que ya que hacen un «powerpointinismo» constante, como todos los demás del sector; este sea lo más realista posible.

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Por Daniel Marín, publicado el 21 julio, 2017
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