La era de las estaciones espaciales comerciales: ¿una Starship como estación espacial?

Por Daniel Marín, el 16 junio, 2023. Categoría(s): Astronáutica • Comercial • ISS • NASA ✎ 83

Vivimos en una era en la que hay dos estaciones espaciales permanentemente habitadas, la Estación Espacial Internacional (ISS) y la Estación Espacial China (CSS o Tiangong). Pero eso podría cambiar pronto si se hacen realidad algunos de los planes de estaciones privadas que se están desarrollando actualmente. De dos estaciones podríamos pasar a más de cinco. La vida útil de la ISS termina en 2030 y cada día que pasa la NASA se muestra más y más interesada en retirarse del proyecto para centrarse en el programa Artemisa. Esto no quiere decir necesariamente que la ISS se destruya dentro de siete años, porque si el resto de socios así lo desea se podría mantener operativa unos años más, sobre todo con participación comercial. Pero lo que está claro es que la NASA quiere que la ISS deje de ser el centro de su programa espacial.

Aspecto final de la estación Orbital Reef de Blue Origin (Blue Origin).

A través del programa CLD (Commercial Destinations in Low Earth Orbit) la NASA está subvencionando a cuatro empresas para ayudarlas a desarrollar sus propias estaciones espaciales: Axiom Space, Blue Origin, NanoRacks y Northrop Grumman. La NASA inauguró la iniciativa en 2020 con un contrato de 140 millones de dólares a Axiom para que construya al menos un módulo que se acoplará a la parte frontal del módulo Harmony de la ISS. La idea es lanzar el primer módulo, AxH1 (Axiom Habitat 1), en 2026. Este módulo estará dotado de seis puntos de atraque compatibles con los sistemas de la ISS y podrá dar cabida a una tripulación de cuatro astronautas de Axiom —o clientes de la empresa— que viajarán a bordo de naves Crew Dragon de SpaceX. Posteriormente se añadirá el módulo AxH2 y otros módulos más pequeños. Una vez acoplado el módulo AxPTM (Axiom Power and Thermal Module), dotado de paneles solares y radiadores, la idea es separar los módulos de Axiom para crear una estación espacial independiente. El módulo AxH1 ya está siendo construido por Thales Alenia Space en sus instalaciones de Turín (Italia).

Los módulos de Axiom acoplados a la ISS (Axiom Space).
Elementos del primer módulo de Axiom en las instalaciones de Thales Alenia Space en Turín (Axiom Space).

Más allá del turismo espacial, Axiom quiere ofertar su estación espacial a gobiernos de todo el mundo como una alternativa de bajo coste a construir un programa tripulado propio. O sea, lo que ya está haciendo con las misiones privadas Axiom en naves Crew Dragon, pero con estaciones espaciales. Para ello, Axiom ha creado el programa Axiom Space Access Program, al que ya se ha sumado Azerbaiyán. Otras naciones como Italia, Uzbekistán, Nueva Zelanda, Israel o Arabia Saudí podrían sumarse al programa.

La estación espacial de Axiom independiente (Axiom Space).
La era de las estaciones espaciales comerciales ya está aquí (NASA).

La siguiente estación es la Orbital Reef de Blue Origin, de la que ya hemos hablado en este blog en varias ocasiones. Orbital Reef será desde un principio una estación independiente multimodular con grandes módulos dotados de enormes ventanas lanzados por el New Glenn de Blue Origin. Tendrá capacidad para diez astronautas, que viajarán a bordo de la nave Starliner de Boeing y para la carga se usarán las naves Dream Chaser de Sierra Space. Blue Origin construirá el módulo central, mientras que Boeing se encargará del módulo de investigación y Sierra contribuirá con el módulo inflable LIFE (Large Integrated Flexible Environment) y un nodo. Además, las compañías Redwire Space y Genesis construirán plataformas exteriores y una nave unipersonal para mantenimiento de la misma (la nave unipersonal de Genesis, que parece sacada de un cómic pulp de los años 50, se plantea como una alternativa a las escafandras EVA, paradójicamente más caras de diseñar y construir). Los astronautas también podrían viajar a la estación utilizando la futura Dream Chaser tripulada DC-200 de Sierra Space, si finalmente sale adelante.

Configuración inicial de Orbital Reef (Blue Origin).
Detalle de los distintos módulos de Orbital Reef (Blue Origin).
Interior del módulo central de Orbital Reef (Blue Origin).
Nave unipersonal de Orbital Reef (Blue Origin).
Módulos de Orbital Reef (Blue Origin).

A finales de 2021 la NASA le dio a Blue Origin un contrato por valor de 130 millones para el desarrollo de Orbital Reef, una cifra parecida a los 160 millones que también dio a NanoRacks y a los 125,6 millones otorgados a Northrop Grumman para sus respectivas estaciones espaciales. La estación comercial de Northrop Grumman es más modesta que las dos propuestas anteriores y constará de tres módulos permanentes. El primero, que usará la tecnología del módulo HALO de la estación lunar Gateway, debe despegar alrededor de 2029 y estará dotado de tres puertos de atraque, sistemas de soporte vital y paneles solares. Podrá dar cabida a una tripulación de cuatro astronautas, que viajarán a bordo de naves Crew Dragon. Lógicamente, la carga irá en naves Cygnus de Northrop Grumman. Luego se añadirá un segundo módulo más grande con otros cuatro puertos de atraque que permitirá ampliar la tripulación a ocho personas. Por último se incluirá una esclusa para exponer al vacío cargas útiles.

Fases en la construcción de la estación de NG (Northrop Grumman).
Estación espacial de Northrop Grumman (Northrop Grumman).

La propuesta de NanoRacks, actualmente junto con Voyager Space, es la más modesta de todas, pues consta de un único módulo que será puesto en órbita mediante un solo lanzamiento en 2028. La estación, denominada Starlab, también contará con la participación de la empresa europea Airbus y del gigante aeroesapacial Lockheed Martin. En principio iba a estar formada por un gran módulo inflable de 340 metros cúbicos, pero tras la inclusión de Airbus se ha decidido cambiar el diseño por uno rígido. No olvidemos que Airbus presentó recientemente su propuesta de hábitat espacial LOOP, con un diámetro de 8 metros y tres cubiertas que se oferta para su uso en estaciones espaciales comerciales. Precisamente, la sencillez de Starlab juega a su favor, aunque requerirá de un lanzador muy pesado capaz de acomodar un módulo con un diámetro tan grande. Starlab contará con el laboratorio de ciencia y tecnología George Washington Carver y de un brazo robot para colocar cargas en el exterior de la estación.

Estación de NanoRacks/Airbus (NanoRacks).
Módulo LOOP de Airbus con una nave Orión acoplada (Airbus Defence and Space).
La estación por dentro. Se ven las tres cubiertas del módulo (NanoRacks).

¿Saturado de tanta estación espacial? Pues agárrate, porque hay más. La NASA acaba de seleccionar siete empresas bajo la iniciativa CCSC-2 (Collaborations for Commercial Space Capabilities 2) para desarrollar tecnologías y sistemas asociados con la comercialización de la órbita baja. La NASA no va a dar ningún dinero a estas empresas, pero sí pondrá a su disposición su experiencia y datos para ayudarlas. Entre las empresas encontramos varias que ya han aparecido en este artículo, como Blue Origin, Sierra Space y Northrop Grumman. En este caso, el interés de la NASA en Northrop Grumman no está relacionado con su estación espacial, sino con la «Plataforma Persistente» para experimentos comerciales en LEO. Pero con respecto a Sierra Space la NASA sí que quiere ayudar a esta empresa a hacer realidad su infraestructura espacial. Además de colaborar en la estación Orbital Reef de Blue Origin, Sierra Space planea construir su propia estación espacial con módulos inflables LIFE y la nave tripulada DC-200, la versión tripulada de la Dream Chaser. Las otras empresas incluyen a Vast Space, que oferta su estación espacial privada Haven 1 de un solo módulo para misiones comerciales con SpaceX, y ThinkOrbital, que está desarrollando plataformas orbitales para reparar satélites y experimentos en LEO.

Nave Persistent Plarform de Northrop Grumman para misiones en LEO (Persistent Platform).
Planes para crear una arquitectura espacial en LEO de Sierra Space (Sierra Space).
Nave tripulada DC-200 de Sierra Space (Sierra Space).
El DC-200 acoplándose a un módulo LIFE (Sierra Space).

Pero, sin duda, la sorpresa de la selección CCSC-2 ha sido SpaceX. Todos asociamos al sistema Starship con el módulo lunar HLS del programa Artemisa o con misiones a Marte, pero la NASA está interesada en usar el mayor cohete del mundo tanto como para transporte de personas y carga como para construir una estación espacial. No en vano, Starship puede lanzar más de 200 toneladas en órbita baja en un único lanzamiento, mientras que para misiones a la Luna y más allá requiere de una compleja arquitectura de depósitos de propelentes y cargueros de tal forma que lanzar el HLS a la Luna requerirá de cinco o más lanzamientos. Una arquitectura que, por cierto, y como era de esperar, ha despertado ciertas inquietudes en algunos sectores de la NASA que temen que el primer alunizaje de Artemisa, en la misión Artemisa III, no pueda llevarse a cabo hasta 2027 o 2028. Una fecha incómodamente cerca del objetivo chino de poner un ser humano sobre la Luna en 2029 o 2030. El acuerdo con la NASA hace mención a que esta arquitectura de Starship será complementada con naves Crew Dragon y satélites Starlink.

Starship puede colocar más de 200 toneladas en LEO en su versión desechable (SpaceX).
Para misiones más allá de LEO Starship requiere un depósito orbital y varios cargueros (SpaceX).

La NASA planea dedicar entre 3000 y 4000 horas al año por parte de astronautas de la agencia para llevar a cabo hasta 230 experimentos en una o varias de estas estaciones comerciales, un servicio que permitirá el desarrollo de las mismas. Ahora bien, la propia NASA es consciente de que es imposible que todas estas iniciativas tengan éxito al mismo tiempo: simplemente no hay demanda suficiente para tanta estación espacial. Pero incluso si solo dos o tres de estos proyectos salen adelante, entraremos en una era dorada para las estaciones espaciales.

Referencias:

  • https://www.nasa.gov/press-release/seven-us-companies-collaborate-with-nasa-to-advance-space-capabilities


83 Comentarios

  1. Estaria interesante que a partir de estas propuestas de estaciones la NASA pudiera fondear un programa para crear estaciones lunares privadas. Un Orbital Reef pero en suelo lunar, no suena descabellado.

    Sospecho si tendrán éxito estas estaciones, pero si Starship funciona y baja el ticket por pasajero dramáticamente, pienso yo que si, y hasta harán falta más.

  2. Respondiendo a la pregunta del artículo, so Starship como estación en LEO tiene todo el sentido del mundo. Mi pronóstico es que primero será Axiom, luego la del F9 y luego (antes que la reef) vendrá una nave/estacion basasa en la Starship.

  3. «Axiom quiere ofertar su estación espacial a gobiernos de todo el mundo como una alternativa de bajo coste a construir un programa tripulado propio»

    Servicios que antes sólo podían ofrecer las grandes potencias serán ofrecidos por empresas privadas (la mayoría de las cuales habrán crecido bajo el paraguas de alguna agencia).

    La oferta de Axiom (y otros) tiene posibilidades de prosperar dado el creciente interés que despierta la economía espacial. Pudiendo alquilar plazas en una estación espacial, (casi)cualquier país puede tener su propio programa espacial (tripulado o no) gracias al Falcon 9 y a la Dragon.

    Lo de la estación basada en una Starship ya se ha comentado tantas veces que supongo que no sorprende a nadie. Algunas de sus ventajas:

    – Dado que la Starship es repostable, se puede repostar la estación y moverla a otra órbita con sus propios motores. (Nota: el wet workshop es una mala idea).

    – Bajo coste, al estar basada en un sistema fabricado en masa como la futura Starship.

    – El despliegue orbital es el más sencillo posible. No necesita ensamblar módulos en órbita (en principio, claro, porque también se podrían ensamblar varias Starships alrededor de un módulo común para construir una megaestación. Ya sabemos que Elon empieza con una Megafactoría y después ya quiere construir una Gigafactoría).
    Basta con lanzar el cohete con la estación espacial integrada en la bahía de carga. Una estación espacial prêt-à-porter.

    – Enorme espacio interior. Red Starlink integrada. SpaceX está desarrollando sus propio trajes EVA, lo que permitirá salir al exterior.

    – Incluso se podría realizar una estación capaz de aterrizar y volver a despegar tras actualizar el contenido.

    – Etc…

    Otro tema recurrente es el telescopio espacial integrado en una Starship, que Elon está considerando junto a Saul Perlmutter:

    «Yeah, that would be cool. Also, using ship itself as structure for new giant telescope that’s >10X Hubble resolution. Was talking to Saul Perlmutter (who’s awesome) & he suggested wanting to do that.»

    https://twitter.com/elonmusk/status/1412846722561105921?s=20

    Starship será (si todo va bien) una arquitectura enormemente versátil.

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