La Chang’e 5 regresa a la Tierra con muestras de la Luna

Por Daniel Marín, el 17 diciembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • China • Luna • Sistema Solar ✎ 160

El día de hoy será recordado como uno de los más importantes en la historia del programa espacial chino. La cápsula de retorno de la misión Chang’e 5 ha aterrizado con éxito hoy día 16 de diciembre de 2020 a las 17:59 UTC en Siziwang (Región Autónoma de Mongolia Interior). Dentro lleva más de 2 kg de muestras lunares. China es ya oficialmente el tercer país tras Estados Unidos y la Unión Soviética que ha logrado traer muestras de la Luna a la Tierra, aunque es el primero que lo ha conseguido en los últimos 44 años. La cápsula de retorno (返回器, fǎnhuí qì) se separó del módulo orbital (轨道器, guǐdào qì) a 5000 kilómetros de distancia de la Tierra y el módulo utilizó posteriormente sus motores para realizar una maniobra con el fin de evitar reentrar en la atmósfera terrestre. A las 17:33 UTC la cápsula entró en la atmósfera a 120 kilómetros de altura con una velocidad de 11,2 km/s sobre el océano Índico, frente a las costas de Somalia. La cápsula realizó una compleja reentrada doble —skip reentry— similar a la efectuada por las misiones lunares Apolo y las naves 7K-L1 soviéticas. Tras descender hasta los 60 kilómetros de altura, la cápsula volvió a subir por encima de los cien kilómetros mientras sobrevolaba el Himalaya para luego  entrar otra vez en la atmósfera, esta vez a unos 8 km/s. A diez kilómetros de altura la cápsula desplegó su paracaídas de 50 metros cuadrados y descendió suavemente en medio de la noche a la vista de los helicópteros del equipo de rescate, que la alcanzaron pocos minutos después de aterrizar en medio de la nieve.

La cápsula de la Chang’e 5 en medio de un paisaje nocturno nevado. Casi pareciese que está en la Luna (CNSA/CLEP).

La cápsula siguió prácticamente la misma trayectoria que en 2014 efectuó la sonda Chang’e 5-T1, algo normal teniendo en cuenta que esta misión fue concebida para ensayar precisamente esta maniobra de cara a la Chang’e 5. La reentrada doble sirve para reducir la aceleración experimentada por la cápsula, de ahí que fuera empleada en los programas lunares tripulados estadounidense y soviético, pero en una misión automática su principal ventaja es que permite controlar con bastante precisión el lugar de descenso. Y, efectivamente, la cápsula aterrizó en la zona prevista. Su reentrada fue monitorizada por la estación de la ESA en Maspalomas (Gran Canaria) y por las estaciones de tierra chinas situadas en Namibia y Karachi (Pakistán). Durante la reentrada la cápsula usó sus propulsores para cambiar la posición del centro de gravedad del vehículo, modificando así la sustentación generada con el objetivo de alcanzar la zona de aterrizaje prevista. Tras comprobar que no estaba dañada, que los mecanismos pirotécnicos estaban asegurados y que no presentaba fuga de propergoles, la cápsula será trasladada en avión a Pekín, donde se extraerán las muestras en un ambiente estéril.

Recreación del módulo orbital de la Chang’e 5 con la cápsula con las muestras volviendo a la Tierra (Weibo).
La cápsula antes del lanzamiento (Xinhua).
Maniobra de doble reentrada (CNSA).
Descenso de la cápsula (Weibo).
Trayectoria de reentrada (CCTV).
La cápsula en tierra (CNSA).

https://twitter.com/Eurekablog/status/1339278100752965633?s=20

La sonda Chang’e 5 había despegado desde el centro espacial de Wenchang mediante un cohete Larga Marcha CZ-5 el pasado 23 de noviembre de 2020 a las 20:30 UTC. Fue la segunda sonda china que usó el cohete más potente del programa espacial chino, tras la Tianwen 1 a Marte, también lanzada este año. Después de dos correcciones de su trayectoria, la sonda se colocó en órbita lunar el 28 de noviembre a las 12:58 UTC. El 29 de noviembre el segmento de aterrizaje de la sonda se separó del segmento orbital y  alunizó con éxito el 1 de diciembre a las 15:11 UTC en la región del Mons Rümker del Oceanus Procellarum. La sonda comenzó inmediatamente a recoger muestras, primero usando el taladro para alcanzar 2,5 metros de profundidad y luego mediante un brazo robot para recoger regolito y rocas superficiales seleccionados por el control de la misión a través de las cámaras de la nave. Las muestras fueron depositadas en un contenedor cilíndrico situado en la etapa de ascenso. El 3 de diciembre a las 15:10 UTC la etapa de ascenso despegó desde la superficie lunar usando la etapa de descenso como plataforma de lanzamiento y se colocó en órbita lunar. Era la primera vez desde la misión soviética Luna 24 en 1976 que un artefacto despegaba desde la Luna y la primera vez desde el Apolo 17 en 1972 que se alcanzaba la órbita lunar desde la superficie. Después de dos días de maniobras orbitales, el 5 de diciembre a las 21:42 UTC la etapa de ascenso se acopló automáticamente con el módulo orbital y las muestras fueron transferidas a la cápsula, una operación que se completó a las 22:12 UTC. Se completaba así el primer acoplamiento automático de la historia en órbita lunar.

Vista de una de las patas de la Chang’e 5 en la superficie lunar (Xinhua).
Panorámica de la zona de alunizaje con el color calibrado. La colina Louville Omega se ve en el horizonte (CNSA/Mattias Malmer /@3Dmattias).
La bandera china desplegada en la etapa de descenso (CNSA).

La etapa de ascenso se separó del módulo orbital el 6 de diciembre a las 04:35 UTC, llevándose con ella el sistema de acoplamiento y dejando expuesta la cápsula de retorno. El control de tierra estrelló deliberadamente la etapa de ascenso contra la superficie lunar el 7 de diciembre a las 23:30 UTC para evitar que pudiera interferir con futuras misiones lunares (el lugar del impacto fue longitud 0º y latitud 30º sur). Del mismo modo, la etapa de descenso dejó de funcionar al comenzar la noche lunar, como estaba previsto. El 12 de diciembre a las 01:54 UTC el orbitador realizó la primera maniobra para abandonar la órbita lunar, situándose en una órbita elíptica, pero manteniendo un apoastro de 200 kilómetros. Finalmente, el 13 de diciembre a las 01:51 UTC  el módulo orbital realizó el segundo encendido transterrestre (TEI-2) con su motor principal y puso rumbo a la Tierra. El 14 de diciembre a las 03:13 UTC llevó a cabo su primera corrección de la trayectoria de regreso mediante un encendido de dos propulsores de 25 N durante 28 segundos, mientras que la segunda corrección la llevó a cabo el día 16 a las 01:15 UTC y tuvo una duración de 8 segundos (no fue necesario realizar un tercer encendido que estaba previsto).

La etapa de ascenso con las muestras con la Tierra al fondo vista desde el orbitador (CNSA/CLEP).
Recreación de la separación de la etapa de ascenso (CNSA/CLEP).
El módulo orbital pone rumbo a la Tierra (CNSA/CLEP).
Trayectoria de regreso (CNSA).

Con este aterrizaje exitoso concluye la misión automática más compleja jamás llevada a cabo para explorar la Luna. China ha logrado realizar el primer acoplamiento totalmente automático en órbita lunar, un hito que ni siquiera la URSS pudo conseguir con su ambicioso programa lunar. La Chang’e 5 es la primera misión de la tercera fase del Programa de Exploración Lunar de China (CLEP), una fase que pasa por lanzar sondas pesadas a la Luna mediante cohetes Larga Marcha CZ-5. Un plan que tiene sus propios tiempos y que se desarrolla sin prisas, pero que busca la colaboración internacional. En 2023 China enviará al polo sur de la Luna la Chang’e 7, una sonda compleja basada en el diseño de la Chang’e 5 que incluirá un orbitador, un satélite retransmisor, un rover y un «saltador». En 2024 despegará la Chang’e 6 —sí, la Chang’e 7 se lanzará antes que la Chang’e 6— para traer muestras de la cara oculta o del polo sur lunar y en 2028, o quizá antes, despegará la Chang’e 8, una variante de la Chang’e 7 que será el primer elemento de una base lunar automática. Estas misiones contarán con la colaboración de varios países (por ejemplo, Francia). Por otro lado, no olvidemos que los planes chinos de misiones tripuladas a la Luna siguen adelante, lentamente, pero sin pausa.

Elementos de la sonda Chang’e 7 (CNES/https://www.weibo.com/5616492130).
asa
Elementos de las Chang’e ‘polares’: Chang’e 7 y, quizás, Chang’e 8 (CNSA).

Desde el punto de vista científico, las muestras de la zona de Mons Rümker permitirán datar mejor los últimos dos mil millones de años de historia de la Luna y, por extensión, de todo el sistema solar. Por este motivo, una misión de retorno de muestras de una zona joven de la Luna era desde hace décadas una prioridad para la comunidad científica. Pero lo más importante es que, tras esta misión, el programa espacial chino entra en una nueva fase de madurez tecnológica. Aunque aún está muy lejos de los programas de NASA o ESA, el programa espacial de exploración del sistema solar del gigante asiático ha adelantado por la derecha al de otras potencias espaciales veteranas como Rusia, India o Japón. Todo un logro si tenemos en cuenta que la primera sonda espacial china, la Chang’e 1, fue lanzada hace tan solo trece años.

Contribución de las estaciones europeas a la misión (ESA).
La cápsula en tierra (CNSA).
Transporte de la cápsula (CNSA).


160 Comentarios

  1. La estación de Maspalomas no es de la ESA, es propiedad y está controlada, mantenida y operada por el INTA. Da soporte a muchas misiones, algunas de la ESA.

    En Chang’e 5, ha sido la ESA la que ha contratado el servicio al INTA para (junto con sus antenas de kourou y Malargüe) completar la cobertura de la Administración Espacial Nacional China

    1. Lo sé FLavio (vivo en Gran Canaria) pero si aparece así es:
      1: por simplificar.
      2: porque así lo menciona la propia ESA en sus comunicados de prensa: https://twitter.com/esaoperations/status/1339146747646537729?s=20 , que ya he visto que alguien del INTA les daría un tirón de orejas, porque los han corregido todos 😉

      De todas formas, lo cambio. Y ya que estamos, estaría bien que la estación de Maspalomas se preocupase un poquito por proyectar su imagen y divulgar sus actividades en vez de estar de espaldas a la realidad canaria. Lo digo como consejo.

  2. CARLOS DEMARIA dice:
    22 diciembre, 2020 a las 6:01 am
    ME IMAGINO QUE TOMARÁN LAS PRECAUCIONES SANITARIAS, PARA EVITAR QUE TRAIGAN ALGÚN VIRUS EXTRAÑO????? Y TAMBIÉN ESPERO QUE LOS CHINOS INFORMEN QUE EL MATERIAL QUE TRAJIERON SEA DE UTILIDAD PARA LA HUMANIDAD.
    EL HELIO 3.
    En 1986, científicos del Instituto de Tecnología de Fusión de la Universidad de Wisconsin estimaban que el suelo lunar contiene un millón de toneladas de helio-3 (3He), un material que podría emplearse como combustible para producir energía por fusión nuclear. Según el estudio, las cuentas salían: la energía producida sería 250 veces mayor que la necesaria para extraer este recurso de la Luna y transportarlo hasta la Tierra, donde las reservas lunares de helio-3 abastecerían las necesidades humanas durante siglos.

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Por Daniel Marín, publicado el 17 diciembre, 2020
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