¿Qué sabemos de la misión tripulada a Marte de China en 2033?

Por Daniel Marín, el 4 julio, 2021. Categoría(s): Astronáutica • China • Marte • Sistema Solar ✎ 141

En los últimos días han aparecido multitud de titulares haciendo referencia a una supuesta misión tripulada a Marte que China planea llevar a cabo en 2033. Sin embargo, y antes de entrar en detalles, me temo que debemos echar un jarro de agua fría en nuestras espaciotrastornadas esperanzas, porque hay que dejar claro que no, por el momento el país asiático no tiene ningún plan oficial para mandar un ser humano al planeta rojo. Entonces, ¿de dónde vienen estas informaciones? Por suerte, la respuesta a esta pregunta es sencilla: el origen fue una conferencia que dio Wang Xiaojun (王小军) en el foro GLEX 2021 (Global Space Exploration Conference 2021), que tuvo lugar en San Petersburgo entre los días 14 y 18 de junio. Wang Xiaojun no es un don nadie: es el presidente de CALT (China Academy of Launch Vehicle Technology), así que es lógico que una conferencia suya atraiga la atención de todo el mundo, sobre todo cuando se trata de una charla sobre cómo llevar a cabo un viaje tripulado a Marte.

La base china marciana análoga Space Plan C, en Jinchang (provincia de Gansu) en 2018, un proyecto educativo para jóvenes del país (Reuters).

No obstante, la conferencia era claramente genérica y no hacía referencia a un plan nacional concreto, sino que identificaba cuál era la mejor estrategia para poner seres humanos en Marte en caso de disponer de un lanzador pesado como el futuro CZ-9. En este punto conviene recordar la a veces confusa organización del programa espacial chino. CALT es una empresa estatal dedicada a la fabricación de la mayor parte de lanzadores del país, o sea, los lanzadores Chang Zheng, ‘Larga Marcha’. Pero CALT no decide la política espacial china, una labor que compete a varias organizaciones situadas por encima de su nivel. CALT, al igual que SAST y CAST, depende de CASC (China Aerospace Science and Technology), que es el contratista principal del programa espacial chino y actúa como la agencia espacial del país en muchas ocasiones (la CNSA tiene un rol mucho más burocrático y limitado de lo que se suele creer en occidente). Es el logotipo de CASC y su nombre en mandarín —中国航天— el que aparece en todos los lanzadores estatales e infraestructuras espaciales del país.

Wang Xiaojun durante su conferencia en el GLEX 2021 (Weibo).

Es por eso que cuando hace poco Long Lehao (龙乐豪), de CASC, dio una charla en la Universidad de Hong Kong y presentó el nuevo diseño del cohete gigante CZ-9, todo el mundo supo inmediatamente que se trataba de algo que debíamos tomarnos muy en serio (además, las charlas de Long Lehao han servido tradicionalmente para comprobar los cambios en la estrategia espacial del país). En esa misma charla, Long reiteró los planes del programa espacial tripulado chino a medio plazo: la construcción de la estación espacial china y llevar a cabo misiones tripuladas alrededor de la Luna en algún momento más allá de 2025 mediante dos lanzamientos del cohete CZ-5DY (‘DY’ viene de Deng Yue, ‘alcanzar la Luna’), antes «cohete 921» , con misiones a la superficie lunar usando un pequeño módulo lunar según el esquema que ya conocemos desde 2018. Precisamente, Long mencionó como posibles aplicaciones del CZ-9 lanzar estaciones de energía solar en órbita geoestacionaria, pero nada sobre un viaje tripulado a Marte.

Long Lehao introduce el nuevo diseño del CZ-9 en la Universidad de Hong Kong (Weibo).

Pero veamos la charla en sí. Wang Xiaojun centró su charla en los tres pasos para explorar el planeta rojo: una primera fase robótica, una segunda fase de vuelos tripulados experimentales y una tercera fase de vuelos rutinarios. El viaje se basa en la ya tradicional estrategia de emplear vehículos interplanetarios separados para la tripulación y para la carga. Para ensamblarlos serían necesarios siete lanzamientos del CZ-9 más uno adicional de un CZ-5 con la tripulación a bordo de la nueva nave (el mismo número de lanzamientos del cohete Ares V del plan DRA 5.0 de la NASA de 2009). Los elementos claves de la arquitectura serían los vehículos de transferencia Tierra-Marte, encargados de llevar al planeta rojo las naves de carga —de 328 toneladas— y las tripuladas —de 246 toneladas—. Estos vehículos usarían tres motores nucleares duales que servirían al mismo tiempo para generar el impulso necesario en las maniobras críticas —como motores nucleares térmicos—y para generar electricidad —como reactores nucleares de fisión—.

El plan chino para poner un ser humano en Marte (https://9ifly.spacety.com/).
La estrategia DRA 5.0 de la NASA de 2009 como comparación (NASA).

La nave tripulada estaría formada por un hábitat hinchable al que se acoplaría la nave de nueva generación. Los astronautas pasarían en la órbita marciana al MDAV (Mars Descending and Ascending Vehicle), un vehículo de una sola etapa y cien toneladas de masa que realizaría el viaje de ida y vuelta de la órbita marciana a la superficie con la tripulación. En la superficie estaría esperando un hábitat con víveres y equipos para aguantar 500 días en Marte. Otro elemento clave y muy interesante de esta arquitectura es la ‘etapa ferry’, un remolcador nuclear de propulsión iónica de entre 50 y 100 toneladas encargado de subir la carga desde la órbita baja (LEO) hasta una órbita terrestre de gran altura (HEO), para que, de esta forma, la inyección transmarciana (TMI) requiera mucha menos energía (o, dicho de otro modo, permitir que las naves interplanetarias sean mucho más pequeñas). Para misiones de exploración rutinarias, Wang propone un esquema de cycler similar al concepto Mars Base Camp de Lockheed Martin (de hecho, el MDAV de este plan se parece muchísimo al MADV (Mars Ascent/Descent Vehicle) de esta última propuesta de la empresa estadounidense).

El vehículo de transferencia nuclear para las misiones tripuladas y de carga (https://9ifly.spacety.com/).
El ferry nuclear para llevar los elementos de las naves marcianas de LEO a HEO (https://9ifly.spacety.com/).
Plan para misiones marcianas rutinarias, parecido al Mars Base Camp de Lockheed Martin (https://9ifly.spacety.com/).
La nave MBC y los vehículos MADV de la propuesta Mars Base Camp (Lockheed Martin).

Resumiendo, la propuesta de CALT combina la arquitectura DRA 5.0 (Design Reference Architecture) de la NASA de 2009 con el Mars Base Camp de Lockheed Martin y algunos elementos de la misión marciana de Boeing o el transbordador nuclear Nuklón ruso. Y, ojo, el resultado final es ciertamente interesante. De todas formas, una señal clara de que no se trata de plan definido es que Wang empleó en su charla imágenes de la NASA y Lockheed Martin, entre otros. Y está claro que si quieres ir a Marte, antes de construir una nave de verdad al menos debes crear un powerpoint original. Curiosamente, en las diapositivas de la presentación no se menciona la fecha de 2033 por ningún lado, aunque Wang se refiere a las ventanas de lanzamiento posibles a partir de 2030, que, lógicamente, comienzan con 2033 y siguen con 2035, 2037, etc., unas fechas dictadas por la mecánica celeste. Entonces, ¿esto significa que China no está planeando un viaje tripulado a Marte? Obviamente, no necesariamente. China es un país muy grande y, como cualquier país, tiene múltiples organizaciones y organismos, muchos de ellos con intereses contrapuestos. El que el presidente de CALT dé en el extranjero una charla sobre un viaje tripulado a Marte no es un hecho menor e implica que esta organización está realizando estudios de viabilidad de una misión de este tipo. Pero de ahí a que estos planes sean aprobados por CASC o por el gobierno chino hay un mundo. No olvidemos que se lleva hablando de viajes tripulados de China a la Luna desde 2010, aproximadamente, pero el primer plan oficial no apareció hasta 2018 —de la mano de CASC— y era muy diferente al imaginado hasta entonces.

Detalles de los elementos del vuelo tripulado a Marte (https://9ifly.spacety.com/).
Las fases de exploración de Marte (https://9ifly.spacety.com/).

De aquí a 2033 apenas hay tiempo —no ya recursos— para que China complete el desarrollo de los cohetes CZ-5DY, el nuevo CZ9 y, además, lleve a cabo misiones tripuladas a la Luna y luego a Marte (a no ser, claro está, que el espacio pase a ocupar un lugar central y prioritario en los planes de desarrollo del gobierno chino a partir de mañana mismo). Recordemos que los planes chinos oficiales pasan por llevar a cabo la misión de retorno de muestras de Marte Tianwen 2 a partir de 2028 con el objetivo de traer a la Tierra un pedazo del planeta rojo en 2031, aproximadamente. Pasar de una misión automática de retorno de muestras, por compleja que sea, a un vuelo tripulado en un par de años es un salto gigantesco de varios órdenes de magnitud de diferencia. Así que, a no ser que ocurra un milagro en plan Xi Jinping dando un discurso como el de Kennedy en 1961, es casi imposible que veamos a China enviar una misión tripulada a Marte en 2033. ¿Y más adelante? En ese caso, quién sabe…

La etapa de descenso de la misión Tianwen 1 en Utopia Planitia vista por el rover Zhurong (CNSA).

Referencias:

  • https://mp.weixin.qq.com/s/VnpSGa34JEYReYCTd9BXPQ
  • https://www.reuters.com/business/aerospace-defense/china-plans-its-first-crewed-mission-mars-2033-2021-06-24/


141 Comentarios

  1. Seguramente los grandes jugadores siguen lo que ocurre y se desarrolla en la Starbase en Boca Chica tomando detalladas notas.
    En cuanto se efectúen lanzamientos orbitales efectivos y se valide el diseño, mucho comenzará a cambiar y evolucionar por todas  partes donde lo puedan financiar.
    Como cuando aparecieron la primeras embarcaciones a vapor.
    Veremos quienes se preocuparán y mostrarán celo por ser originales, como cuando aparecieron los motores de vapor.

  2. Si tuviera que apostar a la causa por la que tengo dudas de que se colonizara Marte, podría recordar que 3/4 partes del globo están cubiertas de agua. ¿Cuántas casas bajo el agua existen? Es que no hay ni bases científicas permanentes en las cordilleras profundas marítimas. Y hay menas de minerales interesantes esperando ser extraídos.

    La rentabilidad es capital para evitar que todo dependa del gobierno y sus escasos y mal gestionados recursos.

    1. Para China, no se trata de conquistar Marte, sino de conquistar la confianza de nuevos socios comerciales en la Tierra dominados por las potencias rivales. «Geoestrategia» Por ahora Marte es una visión, la Luna un plan, y la CSS una realidad. Aunque el color del planeta le pinta bien al PCCH. 🔴😊

  3. Muy interesante. Gracias por la completa explicación, Daniel. En vista de la falta de entusiasmo general por la noticia, ya me temía algo así.

    Por cierto, tiene mérito escribir un artículo sobre el primer viaje tripulado a Marte sin mencionar a esa otra nave, ahora no recuerdo su nombre.

    El número de lanzamientos y la masa en órbita necesaria para el sistema marciano chino pone en perspectiva la superior eficacia del proyecto de esa otra empresa, cuyo nombre no recuerdo.

    De todas formas, el chico ese (comosellame) de los cohetes reutilizables, está decidido a dar lo mejor de sí mismo y llevar humanos a Marte y traerlos de vuelta antes del final de esta década.

    – Tabla de ventanas a Marte 2020-2037, con un ∆-V de 6 km/s y una velocidad de entrada de 8,5 km/s:
    (Izquierda de la imagen)

    https://1.bp.blogspot.com/-uKwuUmx5tHc/V-rexmy0YNI/AAAAAAAABtU/18s3y9DGuog8c_C5xJdk0KcqlLFyqVGawCLcB/s1600/SpaceX%2BMars%2BColonial%2BTransporter%2Bschematic%2B09%2B-%2BShip%2Bcapacity.jpg

    La tabla es de 2016. El objetivo actual es reducir la velocidad de entrada en las primeras misiones, de manera que el viaje duraría unos 6 meses (180 días), según dice la web de esa empresa… ¿EvaX? ¿TampaX? ¿TreX? ¡Dios, no consigo recordar el nombre!

  4. OT: Para compensar la falsa alarma de la misión china a Marte, aquí va una verdadera noticia bomba:

    Los primeros Raptor Boost (RB3 y RB4) han llegado a Starbase.

    Nomenclatura:

    RC# (Raptor Central): los Raptor SL de toda la vida.

    RB# (Raptor Boost o RBoost): versión del RC (Raptor SL) con inyectores simplificados, mayor flujo de propelente (turbobombas más potentes) y mayor diámetro del cuello de la tobera. Eso produce un aumento del empuje hasta 250-300 toneladas y una pequeña reducción del ISP (debida a la reducción del ER -Expansion Ratio- de la tobera) manteniendo la misma presión de 300 bares en la cámara de combustión.

    RVac# (Raptor Vacuum): versión de vacío del RC (Raptor SL), con la tobera gigante.

    Un SuperHeavy lleva:
    – 20 motores RBoost en la corona exterior. Los RBoost son fijos, no tienen mecanismo de balanceo (gimbal) y tienen una capacidad reducida de control de empuje (throttling) debida a la simplificación de los inyectores. Empuje total RBs: 5.000-6.000 toneladas.

    – 9 motores RC en el centro, en configuración Octaweb. Empuje RCs: ~2.000 toneladas.

    Total SuperHeavy: 7.000-8.000 toneladas de empuje.

    Una Starship lleva:
    – 3 motores RC en el centro (645 t)
    – 3 motores RVac (675 t)

    Total Starship: ~1.300 toneladas de empuje.

    Comparativa (datos aproximados).
    Empuje (A nivel del mar/En altura):
    – RC (Raptor Central): 204/215 t
    – RB (Raptor Boost): 250-300/+250-300 t.
    – RVac (Raptor Vacuum): -/225 t.

    ISP (A nivel del mar/En altura):
    – RC (Raptor Central): 330/355 s
    – RB (Raptor Boost): 330/347 s
    – RVac (Raptor Vacuum): -/378 s

    Los RBoost actúan como si fueran SRBs, proporcionando potencia bruta para el despegue y la aceleración inicial de todo el stack, pero con un ISP inimaginable para un SRB de propelente sólido.

    Con la aparición del RBoost, el BE-4 de Blue Origin (250 toneladas de empuje), puede perder su condición de motor methalox más potente frente al Raptor, un motor mucho más compacto y ligero (y además con un ISP muy superior y presuntamente más barato).

      1. Si los 378s de ISP del RVac se han conseguido con la tobera actual serían buenas noticias. Bastaría una tobera con un mayor ER para mejorar el ISP (siempre que quepa en la bahía de motores).

        La tobera actual tiene un Expansion Ratio (ER=107) bajo para un motor de vacío. Es así para poder encender el motor de vacío en un stand de pruebas a nivel del mar sin que la separación de flujo rompa la tobera.

        El Raptor Vac de 2016 tenía un ER=200 y un ISP de 382s.

        https://1.bp.blogspot.com/-vN6VIf371Dc/V-rexIA0jQI/AAAAAAAABtA/Wyr3YalNIs0-rDhD8tn725VhVRDmBbB3ACLcB/s1600/SpaceX%2BMars%2BColonial%2BTransporter%2Bschematic%2B05%2B-%2BRaptor%2Bengine.jpg

      2. Vaya, Elon ha twiteado al respecto:

        «Looking good at ~378 sec. Continued improvement will get it over 380.»

        «Pinta bien a ~378s. Con mejoras superará los 380s.»

        Extraordinario. El departamento de propulsión de SpX es «wizard level», nivel mago.

        El Raptor marca el state-of-the-art en propulsión química.

      1. Vaya, han vuelto a cambiar los planes. Y además ahora son 33 motores, no 29 ni 32.
        Dado que el empuje total se mantiene, no problem, todo sigue igual.

  5. Gracias a la arquitectura Starship, SpX ha simplificado y abaratado (teóricamente, de momento) el viaje a Marte a un nivel que hasta ahora parecía imposible.

    En primer lugar, sólo necesita un cohete de dos etapas, cuya etapa superior ejerce como nave interplanetaria, capaz de realizar todo el trayecto desde la superficie de la Tierra hasta la de Marte y luego regresar y aterrizar en la Tierra.

    El sistema consta de 3 variantes de la etapa superior (Carga, Tanker y Crew) y un booster común a las tres versiones. Las dos etapas del cohete son reutilizables, lo que reduce el coste al mínimo, especialmente para el repostaje orbital, que necesita varios lanzamientos de un Tanker.

    Y todo eso con un solo motor, el Raptor, en versiones SL (RCentral y RBoost) y de vacío (RVac).

    Starship usa el mismo motor para despegar y propulsar el booster, llevar la segunda etapa hasta órbita, realizar la TMI (Trans-Mars Injection), aterrizar propulsivamente en Marte, despegar desde Marte, realizar la TEI (Trans-Earth Injection) y aterrizar propulsivamente en la Tierra.

    Una nave de dos etapas con un único tipo de motor, todo fabricado por la misma empresa. Aparte de la enorme reducción de costes que supone la producción propia, existe otra ventaja fundamental: el control de calidad.

    En las otras arquitecturas marcianas hay que integrar sistemas de diferentes fabricantes con distintas culturas empresariales, con distintos motores y distintos propelentes según la etapa del viaje y con naves compuestas por varios módulos, lo que convierte la integración de sistemas en una pesadilla.

    En SpX el desarrollo de todo el proyecto (estructuras, motores, TPS, electrónica, software, sistemas de tierra, soporte vital, pruebas, etc) forma parte de un único proceso integral de control de calidad realizado «en casa». La integración de sistemas resulta más rápida, fiable y barata.

    Además el sistema Starship servirá (teóricamente) para otras cosas además del viaje a Marte. Puede lanzar satélites a cualquier órbita, llevar pasajeros, aterrizar en la Luna, realizar transporte P2P, turismo espacial, servir de estación espacial…

    Esto es clave, porque significa que la arquitectura marciana forma parte de un sistema de lanzamiento capaz de ser rentable en el mercado comercial (más rentable que el F9, en teoría), amortizar sus costes de desarrollo y contribuir a la financiación de los propios planes marcianos.
    El plan de SpX es simple, compacto, brillante, coherente…

    Creo que las demás arquitecturas marcianas, además de ser mucho más caras, no sirven para lanzar satélites comerciales a órbita o para realizar las mil y una actividades comerciales posibles con una Starship.

    Por todo ello, el concepto de misión marciana de SpX resulta más simple y económico que el resto en órdenes de magnitud.
    Sólo hay que pagar un peaje, repostar la nave en Marte. No será fácil, pero es una de las claves del viaje interplanetario:

    «Reutilización rápida y completa de cohetes, propelente de bajo coste, repostaje orbital y producción de propelente en el destino son los cuatro elementos esenciales para hacer la vida multiplanetaria.» (Elon, Noviembre 2020)

      1. De momento.

        Hace 3 años…

        «Teóricamente, el Falcon 9 B5 se puede lanzar 10 veces sin mantenimiento importante entre misiones.»

        Teóricamente.

    1. Planteamiento muy bien explicado. (De momento creible, a lo que se ve) Esperemos verlo en práctica, lo que sería muy emocionante.

      Gracias MtzFch

  6. Asiendo gala mi natural esteticismo perebeo que esto no se hará realidad hasta finales de los 30 es decir china es un nuevo jugador y no tiene espericia en muchos temas del vuelo espacial tripulada y se nesecitas un par de décadas para pulir todo y siempre y cuando los Yankees no desaten una wwiii 😒

      1. OT : Parese ser que starline está asiendo perder dinero a spacex por cada satélite lanzado aver si encuentro alguna información más preciosa de ello que no sean habladurías de Twitter 🤔

  7. estoooo
    perdón por el off topic pero, ¿Cómo se hace para poner un avatar?

    (Me acuerdo que hace tiempo lo intenté pero no hubo manera)

  8. Llevar a gente a Marte es complicadísimo y carísimo, y no tiene más utilidad que la propaganda (pudiendo enviar robots).

    Yo creo que cuando se vaya a Marte será para quedarse, para fundar colonias. Y eso no será para la primera mitad del siglo XXI ni posiblemente para la segunda tampoco, visto el rumbo de colapso económico y social que lleva el siglo. Quizás en el XXII

Deja un comentario