El asteroide artificial 2020 SO: el regreso de la etapa Centaur de la misión Surveyor 2

Por Daniel Marín, el 29 noviembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Luna • NASA ✎ 83

El 20 de septiembre de 1966 la NASA lanzó a la Luna la sonda Surveyor 2 en la misión Atlas-Centaur 7. El cohete despegó desde la rampa 36A de Cabo Cañaveral y la segunda etapa Centaur D se encargó de poner la sonda en una trayectoria hacia nuestro satélite. Poco después, la Centaur se perdió en el espacio. La creíamos perdida para siempre, pero parece que este año ha vuelto a las cercanías de la Tierra para convertirse en un satélite temporal de nuestro planeta. El pasado septiembre, el telescopio Pan-STARRS, situado en la isla de Maui (Hawái) y famoso por descubrir numerosos asteroides cercanos a la Tierra (NEOs), hizo un nuevo descubrimiento: el asteroide 2020 SO. Como la mayoría de este tipo de descubrimientos, se trataba de un pequeño asteroide de unos pocos metros de diámetro que, dejando a un lado la posibilidad de que chocase contra la Tierra en un futuro próximo, no presentaba mayor interés. Pero el análisis de su órbita hizo que pronto llamase la atención. 2020 SO giraba alrededor del Sol en una órbita prácticamente similar a la de la Tierra. Este tipo de órbita es muy poco probable para un asteroide debido a su enorme inestabilidad, ya que la gravedad de nuestro planeta desplazaría un objeto así muy rápidamente (solo sería algo más estable si un asteroide estuviese situado en uno de los puntos de Lagrange L3, L4 o L5 de la órbita de la Tierra, pero alcanzar esos puntos es harto complicado).

Lanzamiento de la misión Atlas-Centaur 7 con la sonda Surveyor 2 (NASA).

Por la experiencia de casos similares, los expertos dedujeron que la explicación más sencilla era que se tratase de un objeto artificial. No en vano, ya se han detectado varias naves y partes de lanzadores lanzados hace décadas. Debido a su órbita, lo más probable es que 2020 SO estuviese ligado a alguna misión lunar. A diferencia de lo que mucha gente cree, las trayectorias de vuelo hacia la Luna no suelen ser hiperbólicas, sino que en su inmensa mayoría son órbitas muy elípticas. Pero, eso sí, la diferencia en términos energéticos con una trayectoria real de escape con respecto a la Tierra es casi despreciable, por lo que cualquier perturbación gravitatoria —normalmente cortesía de la Luna— permite que estos objetos acaben en una trayectoria de escape hiperbólica con respecto a la Tierra con una velocidad residual en el infinito de casi cero. O sea, una órbita solar prácticamente igual a la de la Tierra.

Órbita del asteroide 2020 SO (NASA).

Pero una cosa es suponer que se trata de un objeto artificial y otra muy distinta es identificar cuál es. Como hemos visto en el caso de la etapa de ascenso del módulo lunar Snoopy del Apolo 10, no es sencillo saber de qué objeto se trata. Otros cuerpos, como la tercera etapa S-IVB del cohete Saturno V de la misión Apolo 12, se han podido identificar mejor gracias a su gran tamaño. En el caso de 2020 SO, las observaciones apuntaban a que el asteroide debía tener un tamaño de unos ocho metros, muy pequeño para ser una etapa S-IVB, que tenían más de 17 metros de longitud y 6,6 metros de diámetro. La búsqueda de posibles candidatos por parte de expertos como Davide Farnocchia del JPL dio como resultado que 2020 SO probablemente sea en realidad la etapa Centaur que lanzó la sonda Surveyor 2, aunque hay que subrayar que no es seguro que se trate de este objeto. Las leyes de la mecánica celeste se convierten en un infierno caótico no lineal cuando hay más de dos cuerpos implicados.

Partes de una sonda Surveyor (NASA).
Cohete Atlas-Centaur 7 (NASA).

Suponiendo que sea así, recordemos que la Surveyor 2 fue lanzada por la misión Atlas-Centaur 7 —que, a pesar de su nombre, fue la segunda misión Atlas-Centaur operativa— mediante el vehículo Atlas-LV3C Centaur-D. El Atlas-LV3C Centaur-D empleaba una primera etapa basada en el misil balístico intercontinental Atlas de queroseno y oxígeno líquido y una segunda etapa Centaur D de 9 metros de longitud y 3 metros de diámetro, un tamaño que se adecúa mejor a las dimensiones estimadas de 2020 SO. Las Surveyor eran, junto con las Ranger y las Lunar Orbiter, las sondas que debían allanar el camino a las misiones tripuladas Apolo. Al fin y al cabo, cuando Kennedy propuso en 1961 que la NASA debían mandar una misión tripulada a la Luna antes de 1970 conocíamos menos la Luna de lo que hoy conocemos a Marte. La Surveyor 2 tenía previsto alunizar en la zona de Sinus Medii tras el éxito de la Surveyor 1, que el 2 de junio de 1966 se había convertido en la primera sonda estadounidense que alunizó de forma suave, unos seis meses después de que la Luna 9 (Ye-6 nº 13) soviética hiciese lo propio. No obstante, un día después del lanzamiento la Surveyor 2 comenzó a dar tumbos por culpa de un propulsor defectuoso y el 22 de septiembre se perdió el contacto con la nave. Al día siguiente chocó contra la Luna en las cercanías del cráter Copérnico a una velocidad de 2,6 km/s, dejando un bonito y fresco cráter en la superficie lunar.

La etapa Centaur-D que lanzó la Surveyor 2 (NASA).
Etapa Centaur de la Surveyor 2 (NASA).

Por otro lado, conviene recordar que la etapa Centaur es uno de los grandes héroes silenciosos del programa espacial de EE.UU. Esta etapa criogénica a base de hidrógeno y oxígeno líquidos ha lanzado gran parte de las sondas espaciales estadounidenses. Actualmente se emplea con el cohete Atlas V y continuará su larga carrera durante las próximas décadas como etapa superior del cohete Vulcan. La etapa Centaur nació en 1957 gracias a una propuesta de la fuerza aérea estadounidense (USAF) y la empresa General Dynamics/Convair. La decidida apuesta por propelentes criogénicos, una decisión muy arriesgada para la época, resultaría decisiva a la hora de garantizar los éxitos espaciales estadounidenses de las décadas posteriores. Tan importante como la etapa en sí fue el diseño y desarrollo del motor RL10 a cargo de Pratt and Whitney Aircraft. Este motor sirvió como primer paso en el desarrollo del más potente J-2, un motor que se usaría en las etapas S-II y S-IVB de los cohetes Saturno y que, por tanto, resultaría clave para el éxito del programa Apolo.

Una etapa Centaur. Se aprecian los dos motores RL10 (NASA).
Motor RL10 (NASA).

El hidrógeno es el combustible químico más eficiente de todos los que se pueden usar de forma segura (eso deja fuera a los motores a base de flúor y sus variantes), pero trabajar con él es una pesadilla por las bajísimas temperaturas que requiere y por su desagradable tendencia a fugarse por todos lados (por algo es la molécula más pequeña). Usarlo en una primera o segunda etapa es difícil, pero emplearlo en una etapa superior que debe encenderse varias veces, incluso en ingravidez, era a finales de los 50 un gran desafío tecnológico. Tras la creación de la NASA en 1958, el 1 de julio de 1959 la NASA pasó a controlar el desarrollo del programa Centaur. El primer vuelo de una Centaur tuvo lugar el 8 de mayo de 1962, un año más tarde de lo previsto, pero la etapa explotó 54 segundos después del despegue. El resultado es que se llevó a cabo en el centro Lewis de la NASA un programa de choque para poner a prueba la Centaur con el fin de eliminar los defectos de diseño de la etapa. No sería hasta el 27 de noviembre de 1963 cuando el sistema Atlas-Centaur realizó su primer vuelo exitoso. La primera versión operativa de la etapa Centaur se denominaría Centaur D.

Fases del lanzamiento de la misión Atlas-Centaur 7 con la Surveyor 2 (NASA).
Trayectoria prevista de la Surveyor 2 a la Luna (NASA).

En los años 70 la etapa Centaur se combinó con el lanzador Titán III de la USAF para lanzar sondas espaciales tan míticas como las Viking y las Voyager. La marca Centaur era tan exitosa y popular que la nueva etapa criogénica diseñada para ser usada con el transbordador espacial llevaría su nombre pese a tener un diseño bastante diferente. Esta etapa Centaur G/Centaur G-Prime tenía que haber lanzado a las sondas Magallanes, Ulises o Galileo, entre otras pero el accidente del Challenger provocó que algunas cabezas pensantes de la NASA se cuestionasen la sensatez de meter un cohete lleno de toneladas de hidrógeno en la bodega de carga de una nave tripulada y, como resultado, la Centaur G fue cancelada y sustituida por la etapa superior de combustible sólida IUS, mucho menos eficiente, pero más segura (un cambio que a su vez provocó que la sonda Galileo no pudiese viajar directamente a Júpiter). Una versión de la Centaur se usaría en el cohete Titán IV de la USAF, desarrollado por los militares precisamente para paliar la cancelación de las misiones del shuttle desde Vandenberg, una variante que lanzaría la sonda Cassini-Huygens en 1997. Con un poco de suerte, el año que viene la Centaur del Atlas V lanzará la primera nave Starliner tripulada, una nueva hazaña en la larga carrera de esta etapa.

Etapa Centaur D-1 de los años 70 (NASA).
Evolución de la etapa Centaur hasta los años 90 (NASA).
Recreación de una etapa Centaur G lanzando la sonda Galileo (NASA).

Sea como sea, el caso es que 2020 SO está ahora cerca de nuestro planeta. Desde noviembre de este año hasta marzo de 2021 será un satélite temporal de la Tierra y trazará dos órbitas antes de volver a escapar de la gravedad terrestre. El 1 de diciembre pasará a unos 50 000 kilómetros de la Tierra, la distancia mínima que alcanzará en esta nueva fase de su periplo. Durante estos días los observatorios terrestres aprovecharán para analizar el espectro de este asteroide peculiar, lo que permitirá confirmar que se trata de una vieja reliquia de la carrera lunar.

La etapa Centaur de un Atlas V actual (ULA).

Referencias:

  • https://www.nasa.gov/feature/jpl/earth-may-have-captured-a-1960s-era-rocket-booster
  • https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2020-216
  • https://www.lpl.arizona.edu/sites/default/files/sic/surveyor/Surveyor_II_NASA-TechnicalReport32-1086.pdf
  • https://www1.grc.nasa.gov/wp-content/uploads/Centaur-Launches-1962-2012.pdf


83 Comentarios

    1. La etapa Centaur desde luego es mítica. Quienes la desarrollaron, si queda alguno vivo, deben o debían de estar más sur orgullosos de ella.

      Hay planes además de desarrollar variante(s) con más motores.

  1. Muy agradecido por la riqueza y detalle del artículo. Ahora a esperar a los astrónomos si consiguen una buena imagen del supuesto asteroide. ?Hasta que punto merecería la pena desviarlo a una órbita más accesible? Podría servir para ampliar el conocimiento del efecto del espacio sobre los materiales, por ejemplo.

  2. Magnífica entrada, como siempre. Podríamos definir este caso como de “arqueología astronáutica” 🙂

    Eso sí, me ha llamado la atención este párrafo de Daniel:

    ” A diferencia de lo que mucha gente cree, las trayectorias de vuelo hacia la Luna no suelen ser hiperbólicas, sino que en su inmensa mayoría son órbitas muy elípticas”

    Supongo que Daniel se refería a los espaciotrastornados, porque el grueso de la gente simplemente desconoce la cuestión y a lo sumo se creen que en el espacio se vuela en línea recta…

      1. Notaste HG que Daniel se salió con otro de sus típicos artículos pro soviéticos como el que acabamos de leer?…Este mucho «sesgado» no va a aprender nunca mas!…🤣🤣🤣👍👍👍
        Saludos a tutti desde la Patagonia!
        Willy K.

      1. Como dice HG, la “arqueología astronáutica” es sumamente interesante!…Estas entradas históricas son para disfrutar «a tope»… (creo que español peninsular se dice así…)

        1. Correcto lo de «a tope», Guillermo 😉

          Por si te son útiles, ahí van algunas expresiones y «palabros» de este lado del charco que significan más o menos lo mismo:

          – «mogollón» => «Estas entradas históricas son para disfrutar mogollón»
          – «chachi piruli» => «Estas entradas históricas son chachi piruli»
          – «molar mazo» => «Estas entradas históricas molan mazo»
          – «cojonudas» => «Estas entradas históricas son cojonudas»
          – «hostia» => «Estas entradas históricas son la hostia»

          Si es que la riqueza de nuestro idioma común no tiene parangón 🙂

          1. Muchas Gracias HG!👏👏👏
            Me gustan mucho las cuestiones lingüísticas y la forma en que las personas usan el lenguaje…
            Sabiendo que los participantes del foro vienen de distintos lugares del mundo hispanparlante suelo usar el lenguaje mas «neutro» posible para que se pueda entender lo que trato de decir y ahorrarme (salvo que me dirija directamente a un participante argentino) la jerga argentina, que te pido que me creas, es bastante alejada de la lengua castellana peninsular y centroamericana… (lo último es un eufemismo por decir que por aquí prácticamente hablamos «otra» lengua

          2. …se cortó la internet por un temporal de viento y lluvia y rayos y esas cosas atmosféricas y técnicas…

            Estaba diciendo:

            …lengua castellana muy influenciada por la inmigración italiana y por la influencia cultural que viene de yanquilandia… Se diría ya que es la lengua «argentina» que alguna vez supo ser castellana. Pero lo dejo ahí para no complicar a todo el mundo con mis obsesiones y mis «rollos» digamos «culturales»…
            Qué estén todos con salud y con algún plan personal constructivo!
            Willy K.

  3. Buen artículo histórico!! Para el relax en la previa de la etapa de descenso de la Chang’e 5.

    Centauro, el caballito de batalla de la NASA. Y ahora que será la etapa final de impulso de la Starliner, creo que deberían llamarla «Alfa» asi les queda «Alfa-Centauro» Starliner me parece un poco frío. ☺

    1. Creo que están basadas en los tanques de aluminio de la segunda etapa del Delta IV (Boeing) en lugar de las finísimas placas de acero de la Centaur (ULA)

  4. Fascinante. Esta etapa tiene una historia detrás enorme, digna de der recordada por muchos aunque no se haga, lleve dando guerra desde los albores de la exploración espacial, algo que ningún otro elemento ha hecho (salvo las torres de lanzamiento y un poco pillado por los pelos, el LC-39 A se parece hoy a lo que fue con el Saturno como un huevo a un elefante)
    Seria muy interesante desde el punto de vista de la ingeniería capturar esa etapa y observar en que estado se halla, una lástima que no se hará.

    1. Este honor se lo lleva de calle primero el Semyorka (Soyuz rocket), luego la capsula Soyuz y en tercer lugar pondría a la Centaur (aunque más antigua que la cápsula, es un componente menos trascendental (debatible)).
      Que el cohete que puso en órbita al Sputnik ponga astronautas en órbita 65 años después siendo fiable y competitivo económicamente es brutal. Sin tener en cuenta que es el más molón de todos (sobretodo el pack tripulado).

      1. La verdad es que veo sustanciales diferencias entre el semyorka original y el actual. Obviando el hecho de lo diferentes que son internamente.
        La Soyuz si compro que son más similares pero la Centaur es más antigua por más de una década así que no de ahí ahí andan.

  5. Tuve una noche muy larga. Para relajar y con permiso del «Venerable», maticemos (y entretengámonos) con de todo un poco…

    * Alfa-lfa Centauro (enmienda de la enmienda). Policarpo debe de sentir un cosquilleo especial con esta entrada.

    * «…que se trata de una vieja reliquia de la carrera lunar»: que hermosa frase y cuánto significado detrás, tan sólo 54 años después.

    * Cohete reutilizable…, muy buena Pochi.

    * 28/11/64: En Cabo Cañaveral la NASA lanza la sonda Mariner 4 hacia Marte.

    * Concurso:
    Una cerveza de otro planeta, «Blue Moon».

    ‘Sacá la mejor foto del último eclipse de Luna del
    29 al 30 de noviembre’.
    Garantizada: mucha cerveza y grandes premios para los ganadores (especial para algunos espaciotrastornados de este Blog).

    https://elplanetaurbano.com/2020/11/concurso-abierto-saca-la-mejor-foto-de-la-luna-y-gana-cervezas-y-otros-premios-increibles/

    * 28/11/20: David Prowse, el Darth Vader original, muere a los 85 años.

    * 25/11/20: se va de este mundo el muy querido «barrilete cósmico», bautizado así por el relator Hugo Morales después del increíble gol que le hizo a los ingleses. Imposible no mencionarlo.

    * Como se hicieron varios comentarios sobre arqueología, en clave de humor, ahí va:

    https://www.elmundotoday.com/2020/11/un-arqueologo-considera-que-el-hueco-en-el-que-ha-aparcado-el-coche-es-el-mayor-descubrimiento-de-toda-su-carrera/

    ¡Un gran Diciembre y fin de años para todos!

    1. Si quereis ver a David Prowse…..Es el «cachas» que en La Naranja Mecánica está con el escritor después de que Alex le dejara paralitico tras una bonita sesión de ultraviolencia.

    1. Si bellísimo!! Lo estoy siguiendo por Twitter. No soy usuario de esta red social pero aprendo rápido ☺

      Hace rato se me escapo un posteo bajo otro email con el mismo gif. Quedó pendiente de moderación. Ufff!!

        1. Elon hablo de una versión especial, mínimo peso, sin header tanks, sin escudo y sin patas. Se pone en órbita con la sonda como carga, se reposta en LEO y se lanza a donde haga falta. Una vez agota todo su combustible se separa y deja a la sonda a su bola. Lo de sonda es un decir, le podría meter unos 9 km/s a una carga de unas 30 toneladas, o 10 km/s a una de unas 10 toneladas.

          1. Pues hombre, la Starship de carga normal. Puedes subir una sonda a LEO con dos etapas, entre 100 y 150 toneladas o lo que quepa en la cofia. Y ahi ya dependes de las capacidadesd e la sonda y su primera etapa. Pero vamos, con 100 toneladas de carga a LEO la sonda puede ser muy pero que muy gorda.

  6. Enhorabuena por el artículo. Siempre en la línea de informarnos e instruirnos en materia espacial.
    También felicitarte por tu contribución al desarrollo del video sobre el síndrome Kessler en el canal de YouTube de Quantum Fracture.

  7. Otra etapa superior poco conocida pero fundamental en la carrera espacial estadounidense es la Agena, importante en desarrollo de satélites espía y otros, además del proyecto Gemini.

        1. Por lo que tengo entendido en el Raptor ya no tuvo la misma influencia.
          La foto con el Taycan me ha sacado una sonrisa. Por lo demás han sido muy caballeros.

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