La sonda india Vikram de la misión Chandrayaan 2 se estrella en la Luna

Por Daniel Marín, el 7 septiembre, 2019. Categoría(s): Astronáutica • India • Luna • Sistema Solar ✎ 110

Finalmente, India no ha podido convertirse en la cuarta nación que aterriza en la Luna de forma suave. El 6 de septiembre de 2019 alrededor de las 20:20 UTC la agencia espacial india ISRO perdió el contacto con la sonda Vikram cuando estaba a tan solo 2,1 kilómetros de altura de la superficie. Muy probablemente la sonda y el pequeño rover Pragyan se estrellaron poco después contra el suelo. El descenso había comenzado a las 20:10 UTC aproximadamente cuando la sonda estaba orbitando la Luna a una altura de 30 kilómetros. El descenso propulsado debía tener una duración de unos 15 minutos. Durante los diez primeros minutos los cuatro motores funcionaron al 100% de empuje para frenar la sonda y luego, a 7,4 kilómetros de altura, comenzó la fase de frenado suave con solo dos motores. En esta fase la sonda seguía descendiendo con una inclinación de 50º con respecto a la vertical mientras el ordenador evaluaba los datos del altímetro láser LIDAR y las imágenes de la zona de aterrizaje para guiar la sonda hacia una zona adecuada.

Recreación de Vikram alunizando (ISRO).

A los 2 kilómetros de altura Vikram debía comenzar la fase final de alunizaje en la que iría reduciendo su inclinación hasta quedar totalmente vertical y estática a unos cien metros de altura. La sonda tenía que flotar brevemente a esta altura para evaluar las características del terreno antes de iniciar el descenso final, una técnica parecida a la empleada por las sondas Chang’e chinas. El contacto con el suelo debía haberse producido a una velocidad de unos 7,2 km/h. Pero no pudo ser. Justo cuando debía comenzar la fase final del descenso se pudo observar como Vikram se desviaba claramente de si trayectoria según la telemetría. Además, parece ser que la sonda comenzó a dar tumbos, algo que, evidentemente, solo puede acabar mal en la fase final de un descenso a la superficie de otro mundo.

El aterrizador Vikram y el rover Pragyan antes del lanzamiento (ISRO).
Orbitador y sonda Vikram de la misión Chandrayaan 2 (ISRO).
Elementos de la misión Chandrayaan 2 (ISRO).
Secuencia del descenao (ISRO).

El fallo de Vikram ha causado cierta confusión en los medios porque esta sonda formaba parte de la misión Chandrayaan 2. Y, aunque el aterrizador se ha perdido, el orbitador sigue funcionando perfectamente alrededor de la Luna. La misión Chandrayaan 2 fue lanzada el 22 de julio de 2019 a las 09:13 UTC mediante un cohete GSLV Mk III M1 que despegó desde la rampa SLP del centro espacial Satish Dhawan, en la isla de Sriharikota (India). La sonda, formada por el orbitador y el aterrizador Vikram, quedó situada en una órbita inicial altamente elíptica de 169,7 x 45.475 kilómetros y 21,37º. En los 23 días siguientes el sistema de propulsión del orbitador se encendió en seis ocasiones para elevar el apogeo de la órbita cada vez más hasta que el 13 de agosto la nave quedó situada en una trayectoria hacia la Luna (en realidad era una órbita elíptica con un apogeo de 400 000 kilómetros). Por fin, el 20 de agosto a las 03:30 UTC la sonda Chandrayaan 2 quedó situada en una órbita lunar inicial altamente elíptica de 114 x 18072 kilómetros y 87,8º de inclinación gracias, una vez más, al motor del orbitador. Tras cuatro encendidos adicionales, el 1 de septiembre Chandrayaan 2 alcanzó una órbita circular de 127 x 119 kilómetros. El 2 de septiembre la sonda Vikram se separó del orbitador y durante los dos días siguientes encendió sus motores en dos ocasiones para reducir el periastro de su órbita hasta los 30 kilómetros.

Zona de aterrizaje de Vikram (ISRO).
Trayectoria de descenso de Vikram (ISRO).
Trayectoria de descenso final. Se observa claramente como Vikram se desvió de la trayectoria planeada (en rojo) a 2 km de altura (ISRO).
Kailasavadivoo Sivan, el jefe de ISRO, abatido tras las malas noticias (ISRO).
El centro de control de la misión de ISRO en Byalalu, cerca de Bangalore (ISRO).

Chandrayaan 2 —«nave lunar 2» en sánscrito— tenía una masa al lanzamiento de 3877 kg (la masa del orbitador era de 2379 kg y la de Vikram de 1471 kg). Vikram llevaba también el pequeño rover Pragyan —«sabiduría» en sánscrito—, de 27 kg. Pragyan tenía unas dimensiones de 0,9 x 0,75 x 0,85 metros y seis ruedas que le hubieran permitido moverse a una velocidad de 1 centímetro por segundo con el fin de recorrer  medio kilómetro aproximadamente. Su panel solar era capaz de generar unos 50 vatios. El nombre de Vikram viene de Vikram A. Sarabhai, uno de los padres del programa espacial indio. El orbitador Chandrayaan 2 tiene unas dimensiones de 3,2 x 5,8 x 2,1 metros y está dotado de un panel solar que genera un mínimo de mil vatios de potencia. Su misión científica durará un año aproximadamente. El orbitador lleva siete instrumentos científicos, mientras que Vikram estaba dotado de cámaras, una sonda de Langmuir denominada RAMBHA para estudiar la ionosfera lunar, el instrumento ChaSTE para estudiar el gradiente térmico de la superficie lunar y el sismómetro LISA. También llevaba el retrorreflector láser LRA de la NASA para medir la distancia de la Luna a la Tierra mediante instrumentos terrestres. Por su parte, el rover Pragyan incorporaba un espectrómetro APXS y el espectroscopio láser LIBS.

Trayectoria de Chandrayaan 2 a la Luna (ISRO).
Imagen de la cara oculta de la Luna tomada por la cámara TMC-2 del orbitador de Chandrayaan 2 (ISRO).
Recreación de Vikram y Pragyan en la Luna (ISRO).

Vikram debía alunizar a unos 350 kilómetros del polo sur lunar, entre los cráteres Manzinus C y Simpelius N (70,9º sur, 22,7º este). Esta iba a ser la primera vez que una nave alunizaba en las regiones antárticas de nuestro satélite. La misión ha tenido un coste total de 140 millones de dólares, una cifra muy modesta teniendo en cuenta la complejidad y lo ambicioso de la misión. Para ISRO la pérdida de Vikram supone un duro golpe después de llevar cerca de una década desarrollando esta misión. Recordemos que originalmente Chandrayaan 2 fue concebida como una misión conjunta entre India y Rusia. India debía suministrar un orbitador y el rover, mientras que Rusia participaría con la sonda de descenso. Los desencuentros entre los dos países provocaron que India decidiese sacar adelante el proyecto en solitario.

Características de Vikram (ISRO).
Instrumentos de Vikram (ISRO).
Características del rover Pragyan (ISRO).

Pese a que suele ponerse como excusa que alcanzar la superficie lunar es difícil, el fallo de Vikram es especialmente sangrante porque se trata de una sonda mucho más compleja que la Beresheet israelí, que se estrelló contra la Luna el pasado abril. Al fin y al cabo, India es una potencia espacial madura que ya ha sido capaz de situar dos sondas en órbita lunar y una en órbita de Marte. Por otra parte, y aunque es cierto que Vikram juega en una liga inferior a las sondas chinas Chang’e 3 y 4, diseñadas para sobrevivir años en la superficie de la Luna gracias al uso de RTGs y RHUs con plutonio-238 de origen ruso (Vikram solo iba a funcionar durante dos semanas, o sea, lo que viene siendo el día lunar), la comparación con el rival asiático es inevitable. China es la única nación que ha logrado alunizar en la Luna a la primera y, además, en estos momentos la sonda Chang’e 4 y su rover Yutu 2 están activos en la cara oculta de la Luna. ISRO no tiene por ahora planes firmes para lanzar otra sonda como Vikram, aunque ISRO ha propuesto toda una serie de sondas lunares para los próximos años. Habrá que ver cómo afecta este fallo al incipiente programa espacial lunar de India.

Vikram y el rover Pragyan (ISRO).
Chandrayaan 2 (Vikram y el orbitador) antes del lanzamiento (ISRO).
La Tierra vista por la cámara de Vikram de camino a la Luna (ISRO).


110 Comentarios

  1. Una triste prueba más de lo difícil que es aterrizar en un mundo sin aerofrenado.

    Una solución loca, intentando hacer del litofrenado una ventaja:
    ¿Se podría alunizar con cierta suavidad dejando caer un ancla con un cable fino y largo (p.ej.: 1 km)? Quizá se podría descolgar una parte del cable líbremente hasta tocar el suelo y el resto soltarlo haciendo resistencia con un freno que disipe parte de la energía cinética que pierde la nave.

    1. El calor del freno se podría transferir a agua que saldría a mucha temperatura por una tobera dirigida hacia abajo, para reforzar la frenada y controlar el descenso.

      1. No termino de comprender el concepto.
        El ancla estaría viajando a la misma velocidad que el vehiculo así que más que dejarlo caer, se la debería lanzar con propulsión.
        Pero sí, no logro visualizar la idea ni sé si la comprendo.

        1. Tienes razón, habría que lanzar el ancla, más que dejarla caer. Pero una vez en el suelo, frenaría la nave por el rozamiento con el suelo. Y si queda fija, un freno en la nave limitaría la velocidad a que se suelta el resto del cable, y suavizaría el descenso.

          1. Me gusta tu idea. Gracias por compartirla. No se me había ocurrido nunca nada igual. Un ancla que tuviera uno de esos mecanismos por las que llegada cierta fuerza de tensión, se relajara la sujeción.

            No obstante, me gustaría saber qué hace tan diferente el no tener atmósfera, para que haya estos accidentes. Habría que resolverlo en algún momento.

    2. Aparte de lo dicho por Roberto, yo lo veo así:
      El ancla se engancha en el suelo.
      El cable de tensa.
      La nave, viajando hacia adelante, empieza a precipitarse hacia el suelo a toda velocidad por las leyes de la mecánica, hasta que el cable queda paralelo al suelo.
      Es decir, lo único que hemos conseguido es incrementar la velocidad a la que nos estrellamos.

      Parece uno de los planes del Coyote.

      1. No había visto el problema, pero no deja de ser ingenioso. Creo que sí, que el ancla empujaría al suelo la nave. Intento pensar en por qué, imaginando el vector de la fuerza de rozamiento, pero tengo problemas para imaginarlo.

      2. Parte de la energía cinética se libraría a través del rozamiento con el suelo y el freno. Sería como el coyote arañando las paredes del barranco mientras cae.

        1. A mi me da que el factor más importante es el rozamiento del ancla con el suelo lunar. El vector rozamiento tendría 2 componentes : la horizontal, que es la que queremos reducir y la vertical que nos llevaría al suelo en poco tiempo. También es que depende de la trayectoria de llegada. Si es perpendicular a la superficie, el ancla no nos sirve. Si fuera paralela, seguramente la velocidad del vehículo seguramente será alta y la componente horizontal, sería mucho más grande que la vertical que nos acerca a la superficie. Podría servir para ahorrar combustible. Pero para que funcionara, quizás habría que impulsar hacia arriba ligeramente, para compensar la componente vertical del rozamiento. Pero vamos … no lo tengo claro. Demasiada complicación, si al final tienes que usar un motor para evitar el choque violento. Si un motor te sirve para aterrizar, y puedes usar un sistema combinado motor + ancla, aunque se ahorre energía, sería más complicado, desde mi punto de vista y eso, la simplicidad, tiene prioridad sobre ahorrarse combustible.

          1. Tienes razón, es demasiada complicación.

            La velocidad que mantiene la sonda en órbita es la horizontal. Supongo que cuando hay atmósfera, el escudo térmico es lo que más reduce esa velocidad, y luego los paracaidas terminan de parar la sonda y evitar que se acelere en la caida. Si no hay atmósfera hay que frenar a costa de combustible y a la vez mantener la orientación. Eso creo que es lo que hace más peligroso aterrizar sin atmósfera.

            Estaría bien encontrar una forma de frenar usando algún recurso local.

            Quizá cuando colonicemos la Luna se haga alguna pista de aterrizaje, o no…

  2. Ok.
    El impulso lineal que llevaría el vehículo entiendo que generaría un tirón muy importante. El carretel del super cable debería tener bastante capacidad para poder ir regulando el frenado. Sino, el tirón desgarraría el cable, el vehículo, y/o lo haría precipitarse al suelo como un latigazo.
    Tambien creo que este sistema, por la robustez necesaria, sería muy pesado.
    Creo que no tiene ventajas comparado con retrocohetes.
    Pero no sé. Soy informático así que mis conclusiones son las de un aficionado.
    Pero esto de tirar ideas y evaluarlas es un excelente ejercicio. Así se logran los avances.
    Con el primer cohete no se llegó a la luna. Ni al órbita baja 🤣🤣🤣🤣🤣

      1. Gracias por las respuestas.

        Si que sería difícil que funcionara y más que mejorara el sistema actual. Pero es divertido buscar soluciones. P.ej. si en vez de un acla tradicional se pone una red al final del cable bajaría el peso y el tirón sería menos brusco.

        Los retrocohetes también tienen sus pegas: Hay que llevar masa de propelentes, hay que controlarlos con rapidez en una situación, el descenso, con muchos imprevistos en poco tiempo, para mantener la nave en una orientación estable…

        1. Leyendo tu idea del ancla, se me a venido a la cabeza otra idea qué pensaréis que es más descabellada, y si sé posiciona el módulo de aterrizaje en una trayectoria de descenso completame horizontal al suelo lunar, el módulo se deslizaria tomando tierra cómo lo hacen los hidroaviones, sé que el diseño sería completamente distinto de los aterrizadores con sus cuatro patas, y colocando dos retrocohetes contra el avance para frenar el aterrizador, no sé si ya se a estudiado el tema pero es una idea, saludos

          1. Creo que eso es precísamente lo que se hace hasta ahora, a suficiente altura para salvar las irregularidades del terreno. Cuando la velocidad es lo bastante baja se baja casi en vertical a un lugar llano.

          2. Se hace eso, menos lo de patinar sobre el suelo duro e irregular de la Luna. Creo que se estrellaría la nave al momento.
            Mi idea es que un cable que tocara el suelo se desenrrollara en la nave bajo el control de un freno. El freno se calentaría con la energía de la frenada, como lo hace el escudo térmico cuando se aterriza con aerofrenado. Quizá se podría liberar parte de ese calor calentando un gas para que se expulse en sentido contrario a la marcha, reforzando así la frenada y enfriando el freno del cable.

          3. Aterrizar sobre patines no era la idea, el ejemplo del hidroavión era para visualizar el concepto, el módulo de descenso-aterrizador comenzaría a descender desde la altitud más baja posible y se deslizaría sobre su panza, (término ultra técnico), la idea no es aterrizar verticalmente si no de manera horizontal a la menor velocidad posible, con el hardware y el software adecuados pienso que sería factible.
            A la idea del cable yo le añadiría una vez que estuviera fijado y anclado al suelo un desplazamiento lateral al módulo de descenso, así no caería si no que descendería “planeando” girando , frenando el cable y los retrocohetes harían el resto

      1. Ha no ser que al abrir la rampa del Vikram, pudiera hacer de contrapeso empujando la sonda a su posición original…la gravedad lunar es 1/6 que la terrestre y quizás este rampa tiene fuerza suficiente para si tiene contacto con el regolito poder empujar el lander y que caiga de pie, de nuevo…

        Veremos pero yo tengo esperanzas…

        1. El rover guiándose por las ilustraciones puede además que estuviera volcado dentro de la Vikram, así que quizás no sirviera de nada eso. No quiero ser gafe, pero no pinta bien.

  3. Es una gran pena, pero la India no debe bajar los brazos.
    Si estuviera en su lugar, me pondría inmediatamente en campaña para replicar la misión (orbitador, lander y rover) para intentarlo nuevamente, pues todo el desarrollo ya está hecho (debería costar mucho menos que la fallida), y la gente está capacitada en su construcción y en su empleo.
    Naturalmente, incorporaría las (seguramente menores, pero imprescindibles) modificaciones que surjan del análisis del accidente (¿será solo software, o se requerirá algo más?).
    En definitiva: autorizaría ya mismo la misión II, una réplica necesaria para no perder el desarrollo, el equipo humano, el camino trazado, y el objetivo final propuesto.

  4. PUEDE INTERESAR:

    Quisiera destacar la “Salyut-7 india” estrenada como preparación moral para el público de cara a la Chandrayaan-2: la película “Operación Mangal” (https://www.youtube.com/watch?v=q10nfS9V090), estrenada el 15 de agosto de 2019 y que narra de forma épica la concepción y el lanzamiento de la sonda india Mars Orbiter Mission (MOM) o Mangalyaan en 2013 (https://danielmarin.naukas.com/2013/11/05/la-india-lanza-la-sonda-marciana-mangalyaan-pslv-c25/).

    1. ¡Impresionante!
      Uno de los mayores misterios es como se formaron los agujeros negros gigantes que como este, supongo, están en el centro de las galaxias. Cualquier noticia que contribuya a explicarlos es importante.

    1. La verdad es que sí hubiera sido espectacular. Ojalá no pase mucho tiempo antes de que finalmente puedan celebrarlo con todos los objetivos cumplidos. Que no haya aterrizado correctamente el rover, no significa que toda la misión no haya valido la pena o sea parte de un éxito. Está el orbitador que es un éxito. Y el lanzamiento y probablemente infinitos detalles más que por supuesto no tengo ni idea.

      Al final lo que hace grande a India, no es que hubiera podido aterrizar el rover, sino que estuvo 10 años desarrollando tecnología espacial que ahora está en sus manos y no de Europa, EEUU, China o Rusia.

  5. aterrizar con éxito en otro mundo es una tarea en extremo muy compleja/difícil. Por supuesto “todos” deseábamos que tuviera éxito la India en su intento, pero bueno eso no quita para nada el merito hecho por los científicos, e ingenieros y demás gente que esta detrás de un proyecto tan ambicioso como este. La clave del éxito es hacer de un fracaso un éxito, y eso se logra con perseverancia, “si nos caemos, solo queda levantarnos, hasta que aprendamos a caminar”.
    Ya con la experiencia se ira madurando en esto de los aterrizajes, no por nada la tasa de éxitos de Rover’s la NASA en Marte es tan imprecable recientemente, al principio ellos junto con la Unión Soviética comenzaron con grandes intentos fallidos, pero eso hace aun mas grande cuando se logra algo.

    1. El mismo orbitador Chandrayaan-2 tiene una cámara de la mayor resolución que se ha colocado en órbita lunar hasta la fecha, capaz de resolver características de solo 0.3 metros de ancho.

        1. Vaya, después de leer mucho el blog , y me animo a participar en los comentarios, veo que en la siguiente noticia de 2k-18b aparece otro nick igual, bueno sabrán diferenciar a un espaciotrastornado de otro que no lo es, saludos

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