Acoplamiento en órbita lunar de la misión Chang’e 5 para trasladar las muestras de la superficie

Por Daniel Marín, el 6 diciembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • China • Luna ✎ 83

La misión Chang’e 5 ha completado con éxito la fase más crítica de su misión: el acoplamiento en órbita lunar entre la etapa de ascenso y el orbitador. Se trata del primer acoplamiento en órbita lunar desde la misión Apolo 17 en 1972, lo que convierte a China en la segunda nación tras Estados Unidos en lograr semejante proeza tecnológica (la Unión Soviética nunca tuvo la oportunidad de poner en práctica los acoplamientos en órbita lunar de su programa N1-L3). Además es el primer acoplamiento totalmente automático que se lleva a cabo alrededor de la Luna. La etapa de ascenso había despegado el 3 de diciembre a las 15:10 UTC con entre 2 y 3 kilogramos de muestras lunares. Una vez en órbita, la etapa desplegó sus paneles solares y comenzó a llevar a cabo una serie de cuatro maniobras para igualar su órbita con la del orbitador, que estaba esperando desde que ambas naves se separaron el 28 de noviembre. A las 18:14 UTC del 5 de diciembre de 2020 dio comienzo la fase final de la aproximación con las dos naves a 5 kilómetros de distancia. Esta fase se desarrolló lentamente mientras los dos vehículos maniobraban de forma totalmente automática.

La etapa de ascenso con las muestras con la Tierra al fondo vista desde el orbitador (CNSA/CLEP).

Además del punto inicial de 5 kilómetros, la aproximación de la etapa de ascenso se detuvo en otras dos ocasiones, a 140 y a 20 metros de distancia, para comprobar que todo estaba transcurriendo según lo previsto y para permitir que el acoplamiento tuviese lugar sobre la cara visible de la Luna con el fin de garantizar las comunicaciones directas con la Tierra sin necesidad de usar el satélite retransmisor Queqiao (recordemos que el periodo en una órbita lunar baja es de unas dos horas). A cien metros de distancia se activó el radar de alta precisión con el objetivo de guiar el acoplamiento final (el transpondedor de la etapa de ascenso ha sido equipado con una cubierta especial para evitar que el polvo lunar pudiera afectarle), que también contó con la ayuda de navegación óptica, una tecnología usada en los acoplamientos de naves Shenzhou y Tianzhou. Finalmente, tres pinzas situadas en el módulo orbital se cerraron alrededor de las tres barras de la etapa de ascenso, asegurando el acoplamiento a las 21:42 UTC. Es la primera vez que se usa este novedoso sistema de acoplamiento (salvo que se haya ensayado en alguna misión militar secreta), un sistema que permite una unión en firme con un error inicial relativamente grande y, al mismo tiempo, es muy ligero y deja libre el hueco central para el traslado del cilindro con las muestras. Durante la maniobra, el orbitador grabó la etapa de ascenso aproximándose con la Tierra de fondo, una imagen ciertamente impresionante y que, una vez más, recuerda al programa Apolo.

Distintas paradas antes del acoplamiento final (CLEP).
Acoplamiento de la etapa de ascenso y el módulo orbital (CNSA).
La etapa de ascenso y el orbitador acoplados (CNSA/CLEP).

El cilindro en sí se trasladó desde la etapa de ascenso a la cápsula de retorno usando un sistema un tanto complejo, pero fiable, que solo permite el movimiento hacia «adelante» —o sea, hacia la cápsula— e incluye dos «tapas» que deben abrirse y sellarse adecuadamente, una en la etapa de ascenso y otra en la cápsula de retorno. El traslado se completó a las 22:12 UTC (llama la atención la poca diferencia entre las horas previstas y las reales en casi todos los eventos de esta misión, una señal de que, hasta ahora, todo ha salido a la perfección). El cilindro contiene en su interior las muestras obtenidas por el taladro de la etapa de descenso —un contenedor en el que se ha enrollado una bolsa de kevlar de unos dos metros de longitud— y regolito y pequeñas rocas recogidas de la superficie por el brazo robot de la sonda.

Sistema de pinzas y barras para acoplar la etapa de ascenso y el módulo orbital (Weibo).
Las barras de captura de la etapa de ascenso. En el centro, el hueco para las muestras (CNSA).
Otro detalle del sistema de acoplamiento con pinzas y barras (Weibo).
Detalle del sistema de pinzas (Xinhua).

Así concluye la que sin duda era la fase más compleja de la sonda Chang’e 5. Independientemente del resultado final de la misión, la tecnología espacial china ha logrado alcanzar una madurez que hasta hace pocos años parecía imposible. No olvidemos que el país lanzó su primera sonda, la modesta Chang’e 1, en 2007, es decir, hace tan solo trece años. Orbitar la Luna es algo que han hecho muchos países, pero la complejidad y ambición de la misión Chang’e 5 está al alcance de pocas potencias espaciales. De hecho, la NASA jamás ha llevado a cabo una misión no tripulada a la Luna tan compleja (no cabe duda de que podría hacerlo, pero el caso es que no lo ha hecho, a pesar de ser una de las prioridades de la comunidad científica).

La cápsula de retorno antes del lanzamiento (Xinhua).

Separación de la etapa de ascenso con el sistema de acoplamiento (CNSA/CLEP).

La etapa de ascenso se retiró del orbitador a las 04:35 UTC del 6 de diciembre, llevándose con ella el sistema de acoplamiento situado sobre la cápsula de retorno. La etapa probablemente chocará con la Luna dentro de poco por culpa del campo gravitatorio irregular de nuestro satélite, a no ser que el control de tierra decida hacer ‘algo’ con ella. El orbitador con la cápsula pondrá rumbo a la Tierra dentro de unos días tras realizar dos encendidos con su motor de 3000 newton de empuje (uno para situar la sonda en una órbita elíptica y otro para hacer la inyección transterrestre). La cápsula de retorno realizará una reentrada doble en la atmósfera —skip reentry— para aumentar la precisión del aterrizaje (y reducir la aceleración de la entrada, aunque esto en una misión no tripulada es irrelevante). La cápsula, una versión en miniatura de la cápsula tripulada Shenzhou, seguirá una trayectoria desde el océano Índico hasta Mongolia Interior, donde, con suerte, aterrizará el 16 de diciembre con las primeras muestras de la Luna en 44 años. Esta fase de la misión no es sencilla, pero ya fue probada con éxito en 2014 con la reentrada de la Chang’e 5 T1.

Recreación del módulo orbital de la Chang’e 5 con la cápsula con las muestras volviendo a la Tierra (Weibo).
Diferencias entre una cápsula tripulada Shenzhou (izquierda) y la de la Chang’e 5 T1, similar a la que lleva la Chang’e 5 (Eureka).
Maniobra de doble reentrada que realizará la cápsula con las muestras (CCTV).

La técnica de recogida de muestras lunares de la Chang’e 5 es extremadamente compleja, sobre todo si la comparamos con las sondas soviéticas Ye-8-5, que viajaban directamente a la Tierra sin pasar por la órbita lunar. A cambio, este sistema garantiza que se puedan traer muestras de cualquier lugar de la Luna, incluida la cara oculta y los polos, mientras que las Ye-8-5 solo podían recoger muestras de una pequeña zona oriental del satélite. Además sirve para poner a prueba la tecnología que se usará en la misión de retorno de muestras de Marte y, en menor medida —aunque parezca paradójico— la que se empleará en una misión tripulada. De todas formas, no nos adelantemos. Hasta que aterrice la cápsula todavía pueden pasar muchas cosas.

Fases de la misión Chang’e 5.
La Chang’e 5 en la superficie lunar vista por la LRO de la NASA (NASA).
La bandera china desplegada por la etapa de descenso en la superficie lunar (CNSA).


83 Comentarios

  1. Llevaba algun tiempo sin pasarme por aquí puesto que tenia mi trastorno espacial contenido , pero me alegra ver que daniel y su blog, y algunos de sus buenos usuarios sigan en plena forma. El mejor sitio para alimentar nuestro apetito espacial :D!
    Espero con ansias nuevas apasionantes noticias de chinos, rusos, europeos o cualquier otra potencia espacial que nos brinde nuevos sueños!

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