Cómo aterrizaría en Marte una nave tripulada de la NASA

Por Daniel Marín, el 24 diciembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA ✎ 141

Todos sabemos cómo piensa SpaceX aterrizar una nave tripulada en Marte: usando la Starship. Es decir, se usaría un sistema de retropropulsión supersónica, un área en el que la empresa de Elon Musk tiene amplia experiencia gracias a la retuilización Falcon 9. Pero hay que decidir la forma de la nave. Y es que aterrizar en Marte es especialmente complejo. Por un lado, tienes una atmósfera, lo que obliga a utilizar un escudo térmico si no quieres quedar achicharrado. Pero esta atmósfera es tan tenue que no basta con desplegar paracaídas para que tu velocidad terminal sea sensiblemente inferior a la de un ladrillo en caída libre. Es necesario añadir otros sistemas de frenado, como retrocohetes o airbags. Cualquiera que haya seguido la odisea de las sondas marcianas conoce este problema de sobra, que se ha saldado con varios litofrenados épicos como el de Schiaparelli o Mars Polar Lander. Pero una nave tripulada, debido a sus grandes dimensiones, lleva este desafío a una nueva dimensión. De hecho, la NASA lleva cuatro años decidiendo qué método de aterrizaje es el mejor y todavía no lo tiene muy claro.

Una nave con un escudo térmico hinchable (HIAD) entra en la atmósfera marciana (NASA).

Aunque la administración Trump volvió a colocar a la Luna en el foco del programa tripulado en detrimento de Marte, el planeta rojo sigue siendo un objetivo para la NASA. Un objetivo a largo plazo y sin un presupuesto concreto, eso sí. Pero un objetivo al fin y al cabo, así que hay que estar preparados. Como decíamos, una nave tripulada es mucho más grande que una sonda espacial. Los paracaídas no son una buena opción debido a la complejidad adicional que representan y lo mejor es emplear retropropulsión supersónica. Puesto que es necesario usar cohetes sí o sí en la etapa final, ¿por qué no emplearlos desde el principio para frenar y de esta forma nos ahorramos introducir más sistemas? Ahora bien, hay que decidir la forma de la nave (en términos técnicos, la idea se basa en reducir el coeficiente balístico del vehículo durante la reentrada). Y este es el punto que la NASA no tiene claro. La Starship puede generar un poco de sustentación gracias a su forma y controlar así la trayectoria de descenso con sus superficies aerodinámicas. El inconveniente, como es bien conocido, es que la nave debe realizar una crítica maniobra final —back flip— para pasar en el último momento de posición horizontal a vertical y aterrizar.

Los dos diseños de vehículos de aterrizaje marciano elegidos por la NASA: cuerpo sustentador o nave con escudo térmico hinchable (NASA).

La NASA también cree desde hace décadas que una nave con forma de cuerpo sustentador es buena idea, aunque apuesta por un sistema de retrocohetes colocados de tal forma que el vehículo aterrice en horizontal, sin necesidad de llevar a cabo la maniobra back flip. Una alternativa es llevar este diseño hasta las últimas consecuencias y utilizar una forma de cápsula, más sencilla. Otra alternativa distinta es emplear un escudo térmico desplegable. Esta opción tiene dos variantes: un escudo térmico rígido desplegable, denominado ADEPT (Adaptive Deployable Entry and Placement Technology) o un escudo térmico hinchable, conocido como HIAD (Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator). En definitiva, estamos ante cuatro sistemas distintos. ¿Cuál escoger? Los requisitos de la NASA es que cualquiera de estos sistemas debe ser capaz de colocar 20 toneladas en la superficie marciana. Esta es la masa mínima de un vehículo de ascenso o MAV (Mars Ascent Vehicle), que debe llevar la tripulación desde la superficie hasta la órbita marciana (estamos hablando de naves que no tienen por qué ser reutilizables). A partir de ahí, se diseña el resto del vehículo.

Los cuatro diseños originales de hace cuatro años (NASA).
Última iteración del diseño de nave tripulada tipo cápsula, con forma de Soyuz (NASA).

Después de estos cuatro años, la NASA no ha logrado elegir un sistema finalista, aunque ha reducido los candidatos a dos: el cuerpo sustentador de aterrizaje horizontal y el escudo térmico hinchable. La cápsula ha sido descartada a pesar de su sencillez porque para aterrizar requiere prácticamente el doble de combustible que el cuerpo sustentador rígido y no ofrece tanto control a la hora de elegir la trayectoria de descenso. En cuanto al escudo térmico desplegable, se favorece el diseño hinchable HIAD, pero no se descarta totalmente el rígido ADEPT. La ventaja de los escudos térmicos desplegables es que permiten una nave espacial compacta sin las restricciones aerodinámicas de un cuerpo sustentador rígido, una configuración ideal para llevar carga a la superficie marciana como módulos para una estación o el MAV. Por contra, encontrar espacio para este tipo de carga dentro del cuerpo sustentador rígido es mucho más complicado. Vale la pena señalar que la NASA ha experimentado en los últimos años con prototipos de escudos inflables de tipo HIAD, pero el diseño ADEPT o el del cuerpo sustentador siguen muy verdes. Estos diseños de referencia para naves tripuladas usarían ocho motores de metano y oxígeno líquido, aunque la nave con el escudo hinchable tendría motores de 100 kilonewton de empuje y el cuerpo sustentador de 120 kN. El cuerpo sustentador tendría una longitud de casi veinte metros (19,8 m) y el otro vehículo dispondría de un escudo térmico de 16,4 metros de diámetro. El cuerpo sustentador iría equipado con dos flaps en la parte trasera para controlar la trayectoria de descenso. La masa total de las naves sería de 66 toneladas para el cuerpo sustentador y las 57 toneladas de la nave con escudo térmico desplegable.

Diseño de escudo desplegable rígido ADEPT (NASA).
Diseño de escudo térmico desplegable hinchable (HIAD) (NASA).

Estos estudios para determinar la forma optima de una nave tripulada marciana ha recibido el nombre de EDLSA (Entry, Descent, and Landing Architecture Analysis) y se basa en la arquitectura de referencia de una misión tripulada a Marte DRA5 (Design Reference Architecture 5) de 2009. En la DRA5 la nave tripulada era un cuerpo sustentador rígido de gran tamaño —10 x 30 metros— capaz de llevar 40 toneladas a la superficie de Marte gracias a la bestial capacidad de carga del gigantesco cohete Ares V del Programa Constelación. El estudio EDLSA toma como referencia las prestaciones del cohete SLS, que en la versión Block 2 podrá poner hasta 140 toneladas en órbita baja. Mucho menos que el Ares V, de ahí las menores dimensiones de la nave tripulada de referencia. A pesar de que el estudio no entra en detalles de la arquitectura, con estas limitaciones sería necesario enviar previamente naves con carga y víveres a la superficie marciana —así como equipos con ISRU— antes de que llegase la nave tripulada. Recordemos que la arquitectura DRA5 favorecía misiones a Marte de tipo conjunción, con una duración total de unos tres años, incluyendo un año y medio de permanencia en la superficie de Marte.

El diseño de cuerpo sustentador (NASA).
Elementos de la nave con forma de cuerpo sustentador (NASA).
Configuración del cuerpo sustentador con el MAV en su interior (NASA).

Como curiosidad, el diseño de los vehículos de estas opciones planteadas por la NASA recuerdan a algunos proyectos creados para el programa espacial soviético. Por ejemplo, el cuerpo sustentador en horizontal con el MAV en posición vertical en su interior es muy parecido al vehículo de descenso del último programa soviético para una misión tripulada a Marte de finales de los años 80. El diseño de cápsula, con la forma de la nave Soyuz, es idéntico al del proyecto Zaryá de nave tripulada, concebida para sustituir a la veterana Soyuz. Por último, el escudo térmico desplegable rígido se ha propuesto para muchas misiones, pero es inevitable recordar el proyecto de sonda marciana soviética 5M, que preveía un escudo de este tipo. Influencias aparte, resulta llamativo que, después de cuatro años, la NASA casi haya vuelto a la casilla de partida, pues el diseño de cuerpo sustentador rígido y el de escudo hinchable HIAD fueron los inicialmente propuestos hace más de un lustro. Está claro que, efectivamente, aterrizar en Marte no es nada sencillo. ¿Nos demostrará SpaceX lo contrario?

En la DRA5 de 2009 se proponía un cuerpo sustentador para aterrizar (NASA).
Nave de aterrizaje tripulada de la misión soviética a Marte de 1987. Se aprecia el MAV en posición vertical en el interior (RKK Energía).
Sonda soviética 5M para el estudio de Marte. A la izquierda, se ve el escudo térmico rígido desplegable (NASA).

Referencias:



141 Comentarios

  1. «Bajar» a Marte es muy difícil, pero ¿y «subir»?
    ¿Cuánto combustible hace falta para volver a la órbita marciana y después para volver a la Tierra? Hay algún estudio sobre como debería ser la nave de descenso y ascenso?

    Saludos

  2. «Los requisitos de la NASA es que cualquiera de estos sistemas debe ser capaz de colocar 20 toneladas en la superficie marciana. Esta es la masa mínima de un vehículo de ascenso o MAV (Mars Ascent Vehicle), que debe llevar la tripulación desde la superficie hasta la órbita marciana (estamos hablando de naves que no tienen por qué ser reutilizables). A partir de ahí, se diseña el resto del vehículo.»

    Pero, curiosamente, en uno de los artículos enlazados por Daniel se dicen que también es bueno cambiar de filosofía:
    https://core.ac.uk/download/pdf/76424275.pdf
    «Se necesita más orientación con respecto a los objetivos de la NASA para las misiones humanas a Marte. Prioridades como la prueba y evaluación del desarrollo del diseño (DDT & E) o el costo total y el cronograma, pueden favorecer un enfoque de módulo de aterrizaje diferente al de priorizar la masa mínima o un número reducido de lanzamientos, por ejemplo.»
    En cristiano, que se concentren un poco más en qué se puede hacer con los cohetes comerciales existentes o previstos y menos en el SLS.

    1. El SLS es un cuello de botella. No está listo, no será sostenible y será incapaz de ofrecer la frecuencia necesaria. Pero los políticos no dan su brazo a torcer.
      Hasta que muera por su propio peso o SpaceX y/o Blue lo maten, las misiones a Marte de la NASA son un brindis al sol irrealizable.

  3. «Todos sabemos cómo piensa SpaceX aterrizar una nave tripulada en Marte: usando la Starship. Es decir, se usaría un sistema de retropropulsión supersónica…»

    Ehem…puede que me equivoque, pero Starship no usa retropropulsión supersónica. Sólo la usan los boosters SuperHeavy y Falcon 9 en sus maniobras suborbitales.

    Starship aterriza en Marte reduciendo la velocidad mediante frenado aerodinámico y con un poco de retropropulsión (no supersónica) en el último momento.

    En ningún momento del perfil de vuelo de la Starship los motores se encienden para frenar a la nave mediante retropropulsión supersónica como hacen los boosters. Todo el frenado se realiza aerodináminamente, los motores sólo se encienden durante los últimos segundos cuando ya no queda velocidad horizontal y la vertical queda reducida a la velocidad terminal (no sé si en Marte la velocidad terminal es supersónica o subsónica, pero no se trata de eso).

    *****

    El concepto de misión tripulada marciana de SpX hace picadillo a los de la NASA en todos los aspectos, pero especialmente en el coste.

    Elon se ha convertido en el depositario y garante de los sueños espaciales de la humanidad, por delante de las agencias nacionales.

    1. 1- NASA/Old Space

      Desarrollo SLS: 20.000 millones de dólares.
      Desarrollo Orion: 20.000 M$
      Desarrollo Hábitat espacial para el viaje: 10.000 M$
      Desarrollo Lander marciano: 10.000 M$
      Desarrollo Hábitat marciano: 10.000 M$
      Desarrollo MAV: 10.000 M$
      – Coste de desarrollo. Total: 80.000 M$

      SLS: 1.000 millones de dólares.
      Orion: 900 M$
      Hábitat espacial para el viaje: 1.000 M$
      Lander marciano: 1.000 M$
      Hábitat marciano: 1.000 M$
      MAV: 1.000 M$
      – Coste por misión. Total: 5.900 M$
      (Todo el hardware se desecha en cada misión excepto, quizás, los hábitats)

      2- SpaceX

      – Coste desarrollo Starship. Total: 2.500 – 3.500 M$

      Starship tripulada: 100 M$
      Repostaje orbital: 100 M$
      Amortización coste ISRU repostaje en Marte: 300 M$
      – Coste por misión. Total: 500 M$
      (Todo el hardware se recupera. El cohete puede volver a la Tierra y ser reutilizado, incluso en misiones completamente distintas.)

      1. Oye, lo de los costes está genial, pero entonces el coste del hábitat de la nave marciana ponlo en 100 millones. Es evidente que (según tú) SpaceX efectuará por ese dinero el coste de construir y lanzar a la órbita el hábitat, así que a la NASA le va a costar 100 millones, igualmente (y no mil).

        1. No, la comparación es NASA/Old Space vs SpX.

          Que SpX construya algo por un coste determinado no significa que ese sea el coste que ofrecerá una empresa del Old Space.
          Fíjate en la Dragon XL o la Moonship, mucho más baratas que las demás ofertas presentadas.

          Si crees que Lockheed o Boeing van a desarrollar un hábitat espacial por 100 millones… mejor espera sentado.

        2. En realidad, he sido generoso con los costes del SLS (algunos dicen que el coste por lanzamiento es de 2.500 millones), del lander, de los hábitats y del MAV. Creo que sólo un hábitat marciano ya costaría varios miles de millones.

        3. «pero entonces el coste del hábitat de la nave marciana ponlo en 100 millones»
          ¿Dices que se olvido de anotar el coste del habitat? Porque ya esta incluido en el coste de la Starship.

          1. No. Lo que digo es que a la NASA no le costará el hábitat de espacio profundo mil millones, sino cien. Porque se lo hará SpaceX por ese precio.

      2. ES lo que tiene el pensamiento mágico, que todo lo puede.

        Total, coges unos datos de costes de misión de la NASA «grosso modo», dices que es «old space» y los comparas con otros datos económicos totalmente inventados del «new space» sin comprobación posible en estudios rigurosos y listo, dices que puedes hacer una misión tripulada a Marte por el coste de dos F-35 con toda su logística y armas: 500 millones de dólares.

        En fin, Martínez, yo apuraría más y rebajaría el coste a 50 millones. Si total…

        1. No es pensamiento mágico, es otra escala de costes. El Ariane 6 ha saldrá por un puñado de billones, el SLS entre 10 y 20 y el Angará lleva 25 años en desarrollo.
          El pequeño RL10 de Aerojet costaba 30millones y los motores reciclados del Shuttle van por los 100.
          El coste marginal interno de mandar un F9 o una Dragon a la ISS está en otra liga. Es como comparar un Ford Fiesta con un Rolls Royce.
          El programa Starship busca rebajar un orden de magnitud conceptos que hasta ahora eran mega punteros. En cierta manera no es comparable a un F35 que rebosa de tecnología exótica y piezas de precisión.
          Hace unos días el SN8 havia piruetas, hoy el SN9 está poniéndose a punto en el stand B y el 10 viene a la zaga. Vienen tiempos modernos donde se a hace más con menos. Primero fue la informática y décadas después, le vuelve a tocar el turno a la fabricación.

          1. «Vienen tiempos modernos donde se a hace más con menos»
            En el sector espacial puede.
            La mentalidad del empresario modelo, es de maximizar beneficios, no de obtener el mejor producto y además conseguirlo a menor precio invirtiendo en I+D y teniendo ideas sobre cómo conseguirlo. Sí, que todos decimos lo mismo : es lo mejor, quizás es más rentable a la larga, etc. Pero el 99.9% de las veces es marketing. Si se tratara de ponerte a alquilar pisos, el precio del alquiler que uno pondría, no se basaría en cubrir costes y ganar un beneficio X. Se trataría de venderlo al mismo precio que el resto. Una especie de pacto de precios. Si se trata de Boeing, harán una reunión para ver cómo sacar el máximo de beneficio de sus relaciones con el gobierno. Y si viene un ingeniero capaz de mejorar el servicio/producto, a costa de reducir márgenes y aumentando la productividad para compensar, lo despedirían.
            Lo de Space-X (y quizás Blue) son perros verdes.

      1. Para hacer eso que dices, Martínez, parece que el coeficiente balístico de la Starship tendría que ser inferior a 50 kg/m2. Y no tiene pinta de ello.
        Bueno, yo no tengo ni idea, lo mismo Elon se ha sacado algún truquito de debajo de la manga.

        1. ¿De dónde sacas los 50m2?
          Más abajo, me pregunto las diferencias de delta-v entre descender con Sky Dive VS Cuerpo sustentador. Incluso si la Starship antes de entrar en modo Sky Dive, va a funcionar como cuerpo sustentador realizando «dips» en la atmósfera marciana y volviendo a salir más de una vez.
          El año que viene, veremos que tal funciona el escudo térmico y con un poco de suerte con la ejecución de la reentrada en la tierra se empezarán a despejar dudas.

          1. El otro día Elon comentaba que es más fácil aterrizar la Starship en la Luna, que convencer a Hilario de que es posible

          2. Sr. HG agente comunista. Lo que costará no es enviar algo a Marte. Lo que costará es fabricarlo de forma barata.

            La Starship quizás tenga posibilidad de llegar a Marte a finales de 2021 en modo no reutilizable, aunque no sea con una carga máxima y con personas. Pero no se enviará. Seguramente tendría más posibilidades en 2022, con la carga en el espacio. Y sin personas. Pero no se lanzará. Porque probablemente habrá que fabricar todo lo que no es el transporte de carga : validar Starship para transporte de personas, maquinaria para sobrevivir 6 meses en el espacio, robots autónomos para hacer cosas por allá, ensamblar elementos, etc.
            En 2024, tendremos una Starship que podrá ir a Marte, pero posiblemente no estará validado por la Nasa, habrá recarga orbital, pero faltará todo lo que no es el transporte : un objetivo y material para conseguirlo.
            Starship será una realidad, pero mucho me temo, que será como tener un avión sin pasajeros, ni infraestructura en destino, capaz de ir a Marte. Porque Musk, sólo ha hecho barato el transporte y queda todo lo demás.
            ¿Cómo se va a invertir en algo que cuesta miles de millones, sin beneficio alguno y con soporte bipolar del gobierno de EEUU?
            El negocio está en LEO/GEO para los próximos 5 años.
            Y ojalá me equivoque en mis predicciones.
            Lo que sí tengo el convencimiento, es que a finales de 2021 tendremos una Starship de vuelo orbital. Y que ya permitirá en 2022 enviar Starlinks al espacio. Si no, antes. Pero no es suficiente para conquistar Marte.
            Otra cosa es que los gobiernos se vuelvan locos en 2023 y decidan conquistar Marte en una unión sin precedentes (excepto China quizás) y aportando una mínima parte de lo que se gastan en armamento.

        2. Es de suponer que los de SpX han realizado estudios y simulaciones al respecto durante años.
          Es de suponer que conocen detalles como la poca densidad atmosférica de Marte.
          Es de suponer que un sistema diseñado para aterrizar en Marte es capaz, sobre el papel al menos, de aterrizar en Marte.

          En fin, que SpX ha dedicado mucho tiempo a pensar en este tema crucial para las misiones marcianas, y se supone que saben lo que hacen.

          1. Durante la reentrada y aterrizaje, Starship sólo enciende los motores en el momento del aterrizaje, durante la maniobra suicida.
            Técnicamente, todo depende de si en ese momento la velocidad es supersónica o no. Se supone que Starship cae a velocidad terminal, pero en Marte es más elevada que en la Tierra.

            De todas maneras, no tiene importancia. Yo me refería a que no utiliza la retropropulsión para frenar, como hacen los boosters.

          2. En el vídeo de la simulación antigua los motores se encienden a más de Mach 2, por lo que supongo que sí, que usa retropropulsión supersónica para aterrizar.

            Felices fiestas.

    2. Entiendo que lo de retropropulsión supersónica se refiere a que aún a pesar del frenado aerodinámico (y en una atmósfera tan tenue), los motores se encienden cuando aún esté a velocidad supersónica, y la velocidad del sonido varía según la densidad del medio. A menor dencidad, está será más baja. Mayor velocidad en el agua, menor al nivel del mar, etc.
      https://es.m.wikipedia.org/wiki/Velocidad_del_sonido
      Es lo que interpreto a lo que se refieren.

      1. Exacto. Precisamente lo que hace el F9 para frenar la reentrada. En las primeras pruebas (2014), la NASA grabó y publicó imágenes en infrarojo de la retropropulsion supersónica, ya que nunca se habia hecho a nivel experimental y es conocimiento aplicable a Marte.
        https://youtu.be/HrC2oZmx94M
        Según el vídeo la retropropulsión a 70km en la tierra es la que tiene aplicación en Marte.

  4. Lindo regalo de Navidad. Gracias Daniel 👍

    Me gusta mucho el proyecto del cuerpo sustentador. Pero debería ser desechable, es decir después del aerofrenado el cuerpo debe abrirse completamente y desprenderse de la nave de ascenso, que amartizaria sin el lastre del cascarón térmico. Los espaciotrastornados veteranos seguramente recuerdan la serie Space1999, dentro de un cuerpo como ese cabría el perfectamente Águila lunar. El cascarón térmico se abriría en el descenso para que el Águila descienda por sus medios y después ascender a la órbita. Que lindo juguete de Navidad 👏😊

  5. No me imagino una primera Starship amartizando de una cual paquebote en una costa virgen.
    Mas bien me imagino una flotilla en órbita de diversos tipos de Starships
    especializadas desde las que desciendan aterrizadores menores con cuadrillas y equipos para preparar el terreno.
    Luego, otras Starships que sí bajen para permanecer idefinidamente como hábitats, cisternas, etc.
    Y finalmente con la infraestructura necesaria ya montada, entonces Staeships regulares podrían comenzar a bajar y subir rutinariamente.

  6. Gran artículo. Me ha interesado mucho la comparación entre la cápsula tradicional y los demás métodos. Me gustaría saber cuán eficiente es el sky dive comparado con la sustentación. Y de hecho saber si van a tener fases en sustentación antes del dive.

    1. Creo que durante la entrada atmosférica a toda velocidad aprovecha las cualidades de sustentación. Una vez ha perdido suficiente velocidad horizontal, se limita a caer.

  7. El Cargo MTV del DRA-5 consiste en una nave cuerpo sustentador de la NASA con una etapa hidrolox adosada. Longitud total: 72 metros (ver foto DRA-5). El diámetro es de unos ~10 metros.

    Parece una Starship, una nave grande con depósitos y motores adosados.
    La entrada atmosférica también es parecida. El MTV (la versión pequeña, al menos) entra con un ángulo de ataque de 55°. Starship entra con un ángulo de 60°.
    El MTV enciende los motores a 3,2 km de altura y Mach 2 y aterriza de panza en vertical.

    Ahora bien, para ser dos grandes sistemas de transporte de carga a Marte parecidos visualmente, hay algunas diferencias:
    – El MTV (30 × 10 metros) se separa de la fase de propulsión antes de entrar en la atmósfera.
    – Tanto el MTV como la etapa propulsora son lanzados con un cohete gigante y muy caro (Ares V, SLS).
    En cambio, la Starship se lanza a sí misma de forma barata. Sólo necesita un único repostaje en un Tanker de Acumulación para cargar el propelente necesario para el tránsito.
    – Capacidad de carga aterrizada: 40 toneladas para el MTV y 100-150 t para la Starship.
    – Starship permite llevar tripulación. En la arquitectura DRA-5 de 2009, la nave tripulada necesita 4 lanzamientos extra del Ares V. Starship se lanza a sí misma de forma barata.
    – Con repostaje en Marte, Starship puede volver a despegar y sirve como MAV, como hábitat de regreso y como nave para aterrizar en la Tierra con 50 toneladas de carga marciana.
    – El coste de la Starship es mucho menor que el coste del MTV más la etapa propulsiva de hidrógeno.
    – Starship es reutilizable.

    No hay comparación, en costes, en simplicidad, en prestaciones, operativamente… La arquitectura marciana de SpX es órdenes de magnitud más sencilla que el resto. Mucho mejor que la de la NASA. Eso sí, para regresar depende de la producción de propelente in-situ.

    1. La arquitectura de la NASA es mucho más peor de lo que cuentas. La nave de carga ha bajado a 22 Tm puestas en Marte, así que se necesitan 3 (2 de carga y una tripulada). Además tienes que contar la Orión de ida y la de vuelta y el hábitat de espacio profundo, que no sé si son dos lanzamientos, más el módulo de propulsión para el hábitat y los de los lander… No sé cuántos SLSs hacen falta para todo eso, aunque yo preferiría intentar hacerlo a base de New Glenn y FH (y colaboración internacional)
      Eso sí, la NASA también hace ISRU y los módulos de propulsión y el hábitat de espacio profundo son reutilizables. El hábitat de superficie ya se queda en Marte para ir expandiendo una base marciana (si se opta por ir siempre al mismo lugar).

      La Starship tiene muchos puntos críticos que resolver. Uno de ellos es la integridad del escudo térmico durante toda la operación, que además tiene que hacer dos reentradas (una en Marte y otra en la Tierra). Posiblemente se tendrá que optar por la solución de que tengan que regresar con una nave diferente, tras acoplarse en algún lado tras el despegue desde Marte (por ejemplo en órbita lunar).

      1. Pero pochi porque esa obsesión con la orbita lunar?
        La Gateway no va a servir para mucho más de lo que ya se pretende y no tiene sentido energéticamente entrar en orbita lunar para ir a la tierra, directamente vas a orbita terrestre.

        1. Ensamblando en órbita lunar rebajas delta V para el viaje a Marte. Permites que entre en juego propulsión híbrida (SEP y Metalox), reutilizas la nave y además aprovechas bien los cohetes comerciales (como el Falcon Heavy, que tiene una decente capacidad lunar) y además puedes a futuro repostar en órbita lunar con oxígeno procedente de la Luna o asteroides.

          Y porque mola mogollón de más, ensamblando en la Luna… 🙂

    2. «Eso sí, para regresar depende de la producción de propelente in-situ.»
      O de llevar consigo una Starship tanker, y asi y todo seguiria siendo barata en comparacion.
      Aterrizaria en Marte primero el tanker y luego la tripulacion.

    1. Que sí, que la NASA, los Illuminati, los reptilianos, y El Corte Inglés han descubierto una base Precursor en nuestro planeta y no quieren decírselo a nadie, mucho menos a esos comunistas de la Unión Europea, ni que han encontrado ahí un propulsor hiper espacial que están desmontando pasra saber como usar. Lástima que la tecnología para fabricar la antimateria que emplea cómo combustible esté tan atrasada y no había de eso ahí.

  8. Gracias!!, una vez más, Daniel por esta excelente aportación a nuestra «culturilla astronáutica» (al menos la de algunos).
    Sinceramente, espero que la conquista de Marte (y del espacio en general) no termine siendo obra de la «mano invisible» (y desregulada) del mercado, a través de poderosas corporaciones privadas; significaría nuestro fracaso como especie y más temprano que tarde nos llevaría al desastre.
    ¡¡Felices fiestas a todos!!

  9. Lo 1.º quería felicitaros las fiestas a todos y esperar que el año que viene sea mejor para todos.

    Y lo 2.º sería presentar el modelo de aterrizador/lanzador tripulado que empleó yo en Kerbal space program para los amartizajes.

    https://steamcommunity.com/sharedfiles/filedetails/?id=2333147626
    El perfil de mision sería el siguiente, un lanzador súper pesado pone en orbita a una mole de remolcador nuclear/iónico (en kerbal yo uso nuclear pero cara a abaratar y acortar plazos podriamos usar propulsión ionica) posteriormente un lanzador comercial lanza un módulo de habitabilidad que se acopla con el remolcador, por último ya en la ventana de lanzamiento a marte un lanzador aún más pesado lanza a orbita al vehículo que muestra el enlace con al menos 3 astronautas a bordo, el conjunto se pone en marcha y unos meses después alcanzan marte y se sitúan en una órbita alta usando poca o ninguna aerocaptura y esperan unos días analizando desde esa órbita de espera Fobos y Deimos, a continuación abordan de nuevo el vehículo que los llevó hasta la orbita terrestre e inician el descenso, mediante un perfil de vuelo hipersonico de gran altitud permite generar algo de sustentación y guiar hasta el objetivo a la nave, la cual reentra «de culo» por lo que habría que incluir losetas térmicas en esa zona, tras atravesar las zonas más ligeras de la atmósfera usando los aero frenos y los alerones para orientarse y ya en régimen supersónico gracias a los aero frenos se despliegan 3 paracaídas supersónicos que reducen la velocidad durante unos kilómetros hasta que ya se pueden desplegar los paracaídas principales los cuales terminan de frenar al conjunto, ya por último para evitar un lito frenado debido a la insuficiencia de los paracaídas el SSME/RS-25 se pone en marcha consumiendo una cantidad ínfima de combustible y se completa el primer amartizaje tripulado de la historia.

    Para volver a casa después de la misión y con los tanques principales rellenados mediante ISRU de hidrolox el SSME ignicia a máxima potencia permitiendo abandonar la zona más densa de la atmósfera marciana con un TWR muy elevado, una vez agotados los tanques de la 1.ª etapa esta se desecha en trayectoria suborbital o con aerocaptura que permita no dejar restos en orbita aún a riesgo de contaminar marte, entonces el RL-10 permite circularizar la órbita y acoplarse de nuevo al remolcador que pone en marcha de nuevo sus motores para volver a la tierra.

    Lo más complicado de la misión creo que es mantener el hidrógeno líquido a temperaturas extremas todo el viaje para lo cual quizá habría que imitar la Starship y ventilar al vacío la zona de tanques, y evitar que se funda la tobera, pero cuento con que ya soportan temperaturas altísimas sin fundirse y ahí también entra en juego la experiencia que proporcionan las reentradas de los F9 y dentro de espero no tanto los SH

      1. Ese es un grafico generico, no corresonde a la Starship, que tambien aparecio aqui
        http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.463.8773&rep=rep1&type=pdf

        su titulo es
        «Altitude-velocity comparison of a typical ballistic entry, descent and landing at Earth and Mars. »

        Supongo que los que saben sabran extrapolarlo para aplicarlo a cualquier caso.

        Respecto al coeficiente balistico, vos sabes que es =
        [masa/(coef. de arrastre * sup_de_area_transversal)]
        y que cuanto mas chico sea, mejor desacelerara. Por lo tanto, conviene que el denominador sea grande.

        Si bien la masa de algo es la misma en Tierra y Marte, el peso no, el peso es la tercera parte, y me pregunto si no habra que hacerlo figurar en la formula.

        La superficie del area transversal a groso modo es 9*50, suponiendo que la SS no tiene un cono en la proa e ignorando las superficies de las aletas.

        Mis conocimientos de hinjerieria no me alcanzan para comprender que coeficiente de arrastre aplicar.
        Aqui (wikipedia) hay ejemplos de coeficientes de arrastre. Cuando mas mas alto, mas resistencia.
        https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/37/14ilf1l.svg/220px-14ilf1l.svg.png

        Intuitivamente supongo que se podria ser la suma del coeficiente de arrastre de las aletas (muy alto) con el del cilindro ahusado en una punta cayendo de panza. ¿Que coeficiente le corresponde al fuselaje de la SS sin aletas?

        1. Ya sé que el gráfico es genérico y que no es Starship. Sólo aclaraba que para que una nave reentre en Marte igual que en la Tierra, tiene que ser más ligera, o mejor dicho, tiene que tener un coeficiente balístico mucho menor…

      2. No, se trata de la misma nave, sino el grafico no tendria sentido. ¿que se compararia sino?
        Lo que entendi es que el coeficiente balistico cambia por el peso es distinto en cada caso, debido a las diferencias de gravedad, y porque el coeficiente de arrastre (que esta implicito en el coeficiente balistico) es distinto debido a las distintas condiciones atmosfericas

        1. Parece que habla de trayectorias balísticas típicas, sin más. Además, no creo que tenga mucho sentido hablar de pesos, están hablando de masas. No es habitual hablar de «peso» ni hacer gráficas pensando en el peso. (por eso las dos líneas son distintas, digo yo)
          Bueno, no sé…

  10. «Por favor, si no lo habéis hecho ya, participad en la encuesta. Es para un estudio. A ver si superamos a las 300 respuestas.»
    https://twitter.com/J_MartinezFrias/status/1343663285355360257
    docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfzYAhiwsdfKcuXq-9pjWOPrSB9auaB5oPHtK07xUdFaYztkw/viewform

    «Esta iniciativa pretende conocer cuál es la percepción de la sociedad sobre el futuro de la exploración espacial, la investigación lunar y planetaria y la búsqueda de vida.

    Tras la compilación y análisis de las respuestas, científicos especializados estudiarán su implementación y desarrollo de acuerdo con la situación actual del tema, para abordar los principales retos y objetivos.

    Promovido por la Red Española de Planetología y Astrobiología (REDESPA), el Instituto de Astrobiología de Colombia (IAC), la Agencia Espacial del Paraguay (AEP), la Asociación Peruana de Astrobiología (ASPAST), la Rede Ibérica de Astrobiologia (Portugal y España) y la Sociedad Científica de Astrobiología del Perú (SCAP).

    «La Ciencia, en este caso la Astrobiología, como parte de la Cultura, fomenta la solidaridad entre las personas».

    Abierto a la incorporación de cualquier otra institución relacionada»

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Por Daniel Marín, publicado el 24 diciembre, 2020
Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA