Cómo poner una mujer en la Luna en 2024: cambios en la arquitectura del programa Artemisa de la NASA

Por Daniel Marín, el 19 mayo, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Luna • NASA ✎ 246

El programa Artemisa de la NASA nació oficialmente en 2019 con el objetivo de situar dos astronautas —al menos uno de ellos mujer— en 2024. Los elementos principales del programa serían el cohete gigante SLS y la nave tripulada Orión. Desde un principio se intentó fusionar este nuevo plan con el ya existente de la estación lunar Gateway, pero el magro presupuesto asignado y el poco tiempo disponible, por no hablar de los ya familiares retrasos y escándalos presupuestarios alrededor del proyecto SLS, han conspirado para imponer su agenda. La NASA sigue manteniendo 2024 como fecha objetivo por mandato de la Casa Blanca —hasta que la realidad vuelva a imponerse—, pero recientemente ha cambiado la estructura del plan.

Dos astronautas de la NASA en el polo sur lunar en 2024 durante la misión Artemisa 3 (NASA).

Estos cambios vienen de la mano de Doug Loverro, el flamante administrador asociado de la NASA a cargo del programa espacial tripulado que sustituye al veterano Bill Gerstenmaier, quien, en un giro de los acontecimientos digno de una serie de Netflix, está en nómina de SpaceX desde el pasado febrero. Gerstenmaier se enfrentó en repetidas ocasiones con el actual administrador de la NASA Jim Bridenstine por culpa del rumbo que estaba tomando el programa Artemisa y este le fulminó el pasado julio (técnicamente fue sustituido por el ex astronauta Ken Bowersox, que ocupó el puesto de Gerstenmaier de forma interina hasta que Loverro juró el cargo). De entrada, se confirma que se prescindirá de la estación lunar Gateway para la primera misión de alunizaje, la Artemisa 3 (antes de 2019 conocida como EM-3 o Exploration Mission 3). Por tanto, la nave Orión con los dos astronautas se acoplará directamente al módulo lunar HLS (Human Landing System) en una órbita NRHO (Near-Rectilinear Halo Orbit) alrededor de la Luna.

Recientes cambios al programa Artemisa (en verde) (NASA).
Un calendario de Artemisa de hace pocos meses (NASA).
La nave Orión de la misión Artemisa 1 con su módulo de servicio europeo (NASA).

El calendario del programa Artemisa queda así de la siguiente forma: a finales de 2021 debe despegar la misión Artemisa 1 mediante un SLS Block 1, la versión del cohete SLS más ligera con una etapa superior ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) y con capacidad para colocar 70 toneladas en LEO. La nave Orión de Artemisa 1 viajará sin tripulación alrededor de la Luna. No seguirá una trayectoria de retorno libre como el Apolo 13 o las misiones soviéticas 7K-L1, sino que se aproximará a la Luna dos veces siguiendo una órbita de tipo DRO (Distant Retrograde Orbit). En 2022 o a principios de 2023 despegará la misión Artemisa 2 mediante otro SLS Block 1. Esta misión será la primera tripulada del programa y seguirá una trayectoria de retorno libre alrededor de la Luna. Por primera vez desde 1972 veremos a seres humanos abandonar la órbita baja. Loverro ha señalado que están estudiando añadir una simulación de aproximación —sin acoplarse— con la estación Gateway en esta misión, aunque no ha dado detalles de cómo piensan hacerlo (probablemente se usará la etapa superior ICPS para las maniobras o algún otro satélite de menor tamaño).

Esquema de la misión no tripulada Artemis 1 según lo planeado en 2019 (NASA).
Fases de la misión Artemisa 2, la primera tripulada del programa (NASA).
Fases provisionales de la misión Artemisa 3, el primer alunizaje (NASA).
Cohete SLS Block 1 con la nave Orión (David Willis / https://twitter.com/ThePrimalDino/).

Por fin, en 2024, despegará la misión Artemisa 3 para realizar el primer alunizaje del programa. La nave Orión con dos astronautas se acoplará al módulo lunar en órbita alrededor de la Luna (la órbita NRHO sigue siendo la favorita, pero hasta este punto está siendo revisado). Todavía no sabemos cómo será ese módulo lunar, aunque la NASA seleccionó el pasado abril tres empresas con el objetivo de comenzar a subvencionar el desarrollo de este vehículo: Blue Origin, SpaceX y Dynetics. Según el módulo lunar elegido y la arquitectura final, es posible que este módulo sea lanzado mediante un SLS Block 1B, la versión del SLS con la etapa superior EUS (Exploration Upper Stage) que le permite situar hasta 105 toneladas en LEO. Huelga decir que es muy poco probable que el SLS Block 1B y su torre de lanzamiento para la rampa 39B del Centro Espacial Kennedy estén listos en esa fecha.

Esquema de alunizaje para la misión Artemisa 3 usando el módulo lunar de Blue Origin, formado por tres elementos (Blue Origin).
Si la «Lunaship» de SpaceX es el módulo lunar elegido, el acoplamiento con la nave Orión en órbita lunar se verá «simpático» (David Willis / https://twitter.com/ThePrimalDino/).

La propuesta de módulo lunar de SpaceX es, no cabe duda, la más llamativa, aunque también es la que tiene menos papeletas para ser aprobada por la NASA para Artemisa 3. La «Lunaship» o «Starship Moon» es una versión de la Starship diseñada para Artemisa sin escudo térmico y dotada de propulsores RCS adicionales para el aterrizaje, además de una escotilla de acoplamiento andrógina. Requerirá unos cuatro vuelos de recarga de combustible en órbita terrestre por parte de otra Starship para situarse en órbita lunar, acoplarse con la Orión, alunizar con carga y tripulación, despegar desde la Luna, volver a acoplarse con la Orión y regresar a la Tierra sin tripulación y sin reentrar (si no es necesario regresar a la Tierra o se reduce la masa de la carga útil en la superficie lunar se puede reducir el número vuelos de carga requeridos por misión). Esta arquitectura es un tanto compleja, por decir algo, pero si se llega a hacer realidad seríamos testigos de una curiosa estampa —o ridícula, según se mire—: una muy, muy pequeña, en comparación, nave Orión acoplada a la enorme Lunaship.

La «Lunaship» comparada con la Starship «normal» y la de carga, además del Super Heavy y la Crew Dragon (Dale Rutherford / https://twitter.com/Dtrford/).
La Lunaship y la Orión acopladas (David Willis / https://twitter.com/ThePrimalDino/).

A partir de Artemisa 3 las siguientes misiones tripuladas harían uso de la estación Gateway. Pero Gateway también ha sufrido cambios. Los dos primeros elementos de la estación, el módulo propulsivo PPE (Power and Propulsion Element) y el módulo presurizado HALO (Habitation and Logistics Outpost) se han fusionado. En vez de ser lanzados por separado usando dos vectores comerciales, ahora se empleará un único lanzador, lo que reduce mucho las opciones (Falcon Heavy, New Glenn o SLS), ya que el PPE, construido por la empresa Maxar, tiene una masa de 6 toneladas y el HALO, de Northrop-Grumman, alcanza las 8 toneladas. Recordemos que, originalmente, el PPE fue concebido para ser lanzado con una nave Orión en una de las primeras misiones del programa. La fusión de los dos elementos tiene la ventaja de que ya no será necesario equipar al HALO con un módulo de servicio con propulsión y paneles solares para llevarlo hasta la Luna. Según este nuevo plan, el nuevo PPE+HALO despegará en noviembre de 2023 y tardara entre nueve y diez meses en llegar a la Luna. Tampoco es que haya mucha prisa, porque Gateway no será usada hasta 2025 o 2026 en la misión Artemisa 4. Más allá de esa fecha, el resto de socios internacionales de Gateway —Europa, Japón, Canadá y Rusia— lanzarán elementos de la estación para completarla antes de 2030 (hace poco se ha especulado con que el brazo robot canadiense podría viajar a bordo de una nave de carga Dragon XL de SpaceX).

La miniesatción Gateway prevista para 2024 con el módulo PPE y el módulo presurizado HALO (además de una nave de carga). Ahora los dos elementos se lanzarán conjuntamente (NASA).
La nueva configuración de los dos módulos Gateway, que se lanzarán conjuntamente (NASA/nasaspaceflight.com).
El programa Artemisa adaptado para misiones a Marte más allá de 2030 (fantasía de la NASA) (NASA).

Por tanto, como vemos, la NASA ha decidido desligar el programa Gateway de la misión de alunizaje Artemisa 3 con el objetivo de cumplir el poco realista calendario del mandato presidencial. Imaginamos que en los próximos meses, cuando sea evidente la imposibilidad de alunizar en 2024, la fecha de alunizaje se retrase. Al fin y al cabo, el plan original del vicepresidente Pence del año pasado era realizar el primer alunizaje en 2028, pero pocos meses después decidió acelerar el proceso por motivos políticos.

Una (o dos) de estas mujeres deberá volar en la misión Artemisa 3 de 2024 (NASA).

Referencias:

  • https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/loverro_nac-open-session_2020_final2.pdf


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