Nuevos detalles de las naves del programa lunar tripulado chino

Por Daniel Marín, el 22 diciembre, 2022. Categoría(s): Astronáutica • China • Luna ✎ 168

Recientemente, el conglomerado estatal CASC —el equivalente de facto a una agencia espacial nacional china— realizó una presentación sobre los planes del programa tripulado chino, incluyendo las misiones tripuladas a la Luna. Como ya es habitual, la presentación ha servido para que los medios y las redes sociales «descubran» el programa de alunizaje del país asiático por enésima vez, a pesar de que es oficialmente conocido desde 2018 (y lo que queda, me temo). Pero como los lectores de este blog ya conocen todos los detalles de este programa, iremos directamente a comentar algunas novedades del proyecto.

El módulo lunar chino con dos astronautas correteando alegremente por la Luna (CASC).

Lo que ya sabíamos

Para los más despistados, China —mejor dicho, CASC— planea llevar a cabo misiones tripuladas a la superficie lunar alrededor de 2030 usando la nave tripulada de nueva generación, un módulo lunar y el cohete CZ-5G. El esquema de misión consiste en dos lanzamientos del CZ-5G: uno con la nave tripulada de nueva generación y otro con el módulo lunar. Los dos vehículos viajan por separado hasta la órbita lunar y allí la nave tripulada, con tres astronautas, se acopla al módulo lunar, que desciende hasta la superficie de nuestro satélite con dos tripulantes. Tras completar su misión, el módulo lunar asciende a la órbita lunar y se vuelve a acoplar con la nave. Aunque algunos medios occidentales sigan empeñados, no, para estas primeras misiones lunares no se empleará el lanzador gigante CZ-9.

El cohete CZ-5G y la nave de nueva generación (a la derecha pone que puede poner 70 toneladas en LEO y 25 ton hacia la Luna y que el primer vuelo tendrá lugar en 2027). Oficialmente, su nombre sigue siendo «cohete tripulado de nueva generación» (CASC).
El CZ-9, que podrá colocar más de 150 ton en LEO y más de 50 ton hacia la Luna (CASC).

Novedades

En esta nueva presentación de CASC hemos podido ver algunos detalles interesantes. Por un lado, se confirma el nuevo diseño del CZ-5G, con una torre de escape tractora —hasta el año pasado se barajaba un sistema de escape propulsor situado en la base de la cápsula (como la Starliner de Boeing)— y bloques laterales de la primera etapa más parecidos al diseño del Falcon Heavy. La nave de nueva generación presenta importantes cambios con respecto al prototipo que voló en 2020 y, curiosamente, su aspecto se parece más a la Oryol rusa que a la primera versión. El módulo de servicio ha sido rediseñado y dispone motores principales diferentes, mientras que los paneles solares están dispuestos en una configuración perpendicular a la usual. La cápsula se encuentra unida al módulo de servicio por un ensanchamiento de este último con un diámetro máximo de 5 metros, algo parecido a la Orión de la NASA. Asimismo, el puerto de acoplamiento andrógino no tiene una cubierta aerodinámica retráctil, como la Crew Dragon o el prototipo que se lanzó en 2020 (ahora que la nave se lanzará con una torre de escape frontal es más complicado colocar esta tapa). Además, la cápsula no estará protegida por cubiertas aerodinámicas durante el despegue, como la Orión, sino que despegará expuesta al exterior como la Crew Dragon o la Starliner.

La nave de nueva generación acoplándose en órbita lunar al módulo lunar tras una misión en la Luna (CASC).
Diseño de la nave tripulada china de nueva generación que voló en 2020 (CNSA).
Nave tripulada Oryol (PTK-NP) (Roscosmos).

En cuanto al módulo lunar, la presentación nos muestra un módulo de tamaño medio mucho más grande que el «minimódulo» que habíamos visto en 2018. No obstante, no se trata de un diseño nuevo, pues es el mismo que se presentó en 2020. Aunque a primera vista el módulo lunar parece que solo tiene una etapa, en realidad utiliza una crash stage que no se ve en el vídeo, es decir, una etapa propulsora que se usará para la inserción en órbita lunar y el descenso a la superficie y que se separará poco antes del alunizaje. Dispone de cuatro motores de 7500 newton de potencia y dos paneles solares circulares parecidos a los UltraFlex de Northrop Grumman. El módulo tiene capacidad para dos astronautas y un rover no presurizado, aunque se desconoce cuánto tiempo puede permanecer en la superficie lunar. Una vez más, los astronautas aparecen en el exterior llevando versiones de las escafandras Feitian de la Estación Espacial China.

Detalle del módulo lunar en la superficie (CASC).
Otra vista del acoplamiento en órbita lunar (CASC).
Otra propuesta de módulo lunar con crash stage de 2018 (CASC).
El módulo lunar actual con la crash stage (CASC).
Finalmente parece que no se usará el minimódulo lunar de 2018 (CASC).

Y, hablando de la estación china, en el vídeo CASC mostró una imagen del laboratorio orbital en la que se ve a la nave de nueva generación acoplándose con el complejo. Esto no es noticia, porque ya sabíamos que este vehículo también se usará en órbita baja, pero la estación aparece con un nuevo módulo nodo con seis puertos de atraque, dos longitudinales y cuatro radiales. Este nodo permitirá añadir otras naves o módulos de gran tamaño a la estación al mismo tiempo, pues ahora solo dispone de un puerto libre en la parte delantera (el frontal o el nadir según donde esté la nave Shenzhou de la tripulación permanente). Se desconoce si los planes de lanzar los módulos reserva de los Tianhe, Wentian y Mengtian siguen adelante, pero, en cualquier caso, este nodo facilitaría su acoplamiento.

La Estación Espacial China con el nuevo módulo nodo acoplado en la parte frontal y la nave de nueva generación (CASC).

Como vemos, el programa lunar tripulado chino se va concretando poco a poco. Si todo sale según lo previsto, quedan ocho años para que veamos astronautas chinos caminando por la superficie lunar. La competencia con Artemisa está servida.

El módulo lunar en la superficie (CASC).



168 Comentarios

  1. Felices fiestas a todos sin excepción : Pelau, Erick, Martínez, U95, Antonio (aka físico), Daniel, Jx, Pochi, Noel, Herebus, Luigal, Picatxu, Rafael y un largo etcétera de personas adorables.

    1. 👨‍👩‍👧‍👦👨‍👩‍👧‍👦👨‍👩‍👧‍👦👨‍👩‍👧‍👦_____🤳

      Feliz Navidad Poli!!
      Para los que tenemos la suerte de tener «la experiencia de Dios», de manera especial!
      Y para toda la muchachada en general, de manera Espacial😊!!!

    2. Gracias Policarpo !
      (Disculpa el retraso pero estaba «apueblado»)

      Espero estar mas atento en el cambio de año (aunque para un «espaciotranstornado» no sabría decir si el solsticio invernal deberia de ser de mayor relevancia que este a fin de tomarse «las uvas orbitales» o aún diria mas, el 12 de abril o si son «uvas lunares» el 20/21 de julio)

      En todo caso os deseo mucha felicidad

  2. Erick

    hagamos un calculo simple para saber que sera mas economico para poner una base en la luna, estimemos que queremos poner una base buena y grande similar a la ISS, 400 toneladas en la superficie lunar, cuantas moonships hacen falta para poner una base de ese tamaño en la luna? a 100 tm de carga util por moonship necesitamos 4 de estas enviadas a la luna, suponiendo que necesitan 8 tankers por lanzamiento, lo que seria en total 32 lanzamientos starship para poner una base lunar de 400 toneladas (y hay que considerar que dado que seran reutilizables, en realidad hablamos de que no mas de 8 starships fabricadas podrian hacer todos esos vuelos). supongamos en el peor caso posible que la starship sale 1000 millones por vuelo (que no va a salir eso en cuanto empieces a reutilizarlas 2, 3 o 4 veces seguidas) entonces podriamos tener una base de 400 toneladas en la luna por 32.000 millones

    pero y el SLS?

    no hay datos de cuanta carga util podria poner un SLS en la luna, asi que usare datos del programa apolo, el modulo lunar pesaba sin combustible 4 toneladas y pico, vamos a suponer que la mitad de su peso seria la carga util que podia transportar. eso nos deja que el saturno V/SLS pone unas 2 toneladas de carga util en la luna, con un coste por lanzamiento que redondearemos en 3000 millones, cuantos lanzamientos de SLS harian falta para poder construir esa base lunar? necesitaríamos 200 lanzamientos del SLS para poner sobre la superficie lunar las 400 toneladas requeridas (2×200 = 400) nos deja en la friolera de que para hacer una base lunar de 400 tm con el SLS necesitamos 600.000 millones de dolares

    podras hacer una base lunar mas pequeña, pero los numeros se reduciran proporcionalmente, una base de 200 toneladas, entonces serian 16.000 millones la starship y 300.000 millones el SLS para hacer dicha base (hablando solo de coste de lanzamiento, el coste de hacer la propia base es otro tema, y no estamos considerando que el espacio de carga en metros cubicos que tendria el modulo lanzado con el SLS seria ridiculo contra el espacio de carga disponible en la moonship, haciendo que pudieras enviar modulos mucho mas completos de una pieza en lugar de que sea armar un juego de tetris de a 2 tm por pieza, literalmente en la SS serian solo 2 o 4 piezas unicas modulares y ya tendrias la base armada)

    1. Estoy de acuerdo con tus cálculos, solo que los veo sobrepasados para el SLS. ¿Por qué?

      Me explico:

      Si el SLS pone X toneladas en TLI, es de suponer que, salvo que sea un lander tripulado, TODA la masa útil será la resultante de esas X toneladas menos el gasto de combustible de frenar, alunizar y tal.

      Supones unas 2 tm del módulo lunar, pero has de recordar que el Apolo TAMBIÉN lanzaba el Módulo de Mando y el Módulo de servicio, además del combustible de la etapa de ascenso. Es por eso que veo que falla el cálculo, pues en el caso de una base, TODA la masa lanzada por el SLS a TLI (menos el combustible necesario para alunizar) sería masa útil en la Luna, por ejemplo, un módulo completo de la estación. Podríamos estar hablando de 8/10/12 tm, lo ignoro, pero bastante más de 2.

      Aún así, no desvirtúa tus cálculos. Aún dividiendo a la cuarta parte los lanzamientos del SLS (suponiendo 8 tm útiles, o sea, que quedaría en 125.000 millones para la estación de 400 tm) y aún duplicando el coste de StarShip (o sea, 64.000 millones… va, pongamos 70.000 millones, «semos» así de generosos) el ahorro sigue siendo escandaloso.

      ———-

      De todos modos, eso me lleva a una duda respecto de la Moonship para montar una base lunar, tomando como requisito que NO es cada Moonship el propio módulo de la base (vamos, que no se queda en el suelo allí plantada ad infinitum):

      Esa nave aterriza en vertical y tiene la bahía de carga en la parte frontal… ¿cómo se depositaría un módulo de 100 tm de la estación lunar (u 80, o 60) en el suelo desde ahí? ¿Se descargaría en órbita lunar y aterrizaría (el módulo) por su cuenta a lo «Jamestown» de «For All Mankind»? ¿Una grúa de la hostia para sacar ese chisme de dentro de la Moonship y dejarlo en el suelo? Porque no creo que vayan a tumbar la Moonship para descargarla…

      Ojo que no es fácil el asunto, incluso en la gravedad lunar.

        1. tienes razon en que si eliminamos la arquitectura del apolo y mandamos directamente un modulo entero podriamos aumentar bastante la carga util en la luna, aunque hay que tener en cuenta que si o si el modulo de base va a necesitar un alunizador que la ponga suavemente en la luna, asi que no toda la capacidad de carga sera aprovechada en el modulo en si mismo, pero ahora podemos poner otra pega al SLS, el SLS no puede lanzar toda una arquitectura apolo de un solo lanzamiento, sino que para una mision lunar necesitas lanzar el modulo lunar en otro cohete a parte, en el SLS van solo la nave orion y el modulo de servicio, literalmente en el SLS tienes que dividir a la mitad lo que el saturno v lanzaba en un solo vuelo, asi que me parece que al final la cifra util en la luna con el SLS no va a ser mucho mas de 2 tm, quizas sean 5 o 6 tm como mucho.

          para lo de descargar la moonship, estimo que tendran que inventar un sistema de gruas o un sistema que permita acostar la nave o descargarla acostada, sino podria usarse un sistema parecido al skycrane del perseverance, la moonship frena buena parte del recorrido a la superficie lunar y cuando le quedan algunos miles de metros de altura libera el modulo del compartimento de carga que tenga puesto arriba los cohetes skycrane en version grande para frenar el trayecto que le falta, dado que usamos la moonship para la mayor parte de la frenada se puede usar algo que lleve poco combustible y no ocupe demasiado peso, aunque podria reducir la capacidad de carga util quizas a 90 toneladas.

  3. Buenas tardes Martín:
    Quisiera hacerte una consulta, ya que estoy realizando una monografía en la cual estoy haciendo una comparación entre los programas Artemis y Chang’e. Mi hipótesis está basada en si se llegarán a concretar las misiones en los tiempos estimados para ambos programas y los posibles inconvenientes que puedan provocar que esto no suceda.
    La consulta es que pensas vos en cuanto a esto ¿se cumplirán los plazos?

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