La nave USDV de SpaceX que se encargará de mandar la ISS al fondo del Pacífico

Por Daniel Marín, el 28 junio, 2024. Categoría(s): Astronáutica • ISS • NASA • SpaceX ✎ 123

La Estación Espacial Internacional (ISS) es la mayor estructura jamás lanzada por la Humanidad al espacio. Pero, con una masa cercana a las 450 toneladas, es también un peligro si, por lo que sea, reentra incontroladamente sobre la Tierra. Por el momento la ISS sigue activa y su órbita se eleva regularmente mediante las naves de carga rusas Progress o con los motores del módulo ruso Zvezdá (recientemente, también mediante naves de carga Cygnus estadounidenses, aunque no de forma habitual). Estos encendidos son necesarios para compensar el pequeño pero constante frenado atmosférico que tiene lugar a 400 kilómetros de altura. No obstante, la ISS tiene una fecha de caducidad impuesta por los países socios del proyecto: 2030. Eso significa que se necesita algún plan para desorbitar esta enorme estructura de forma segura.

La ISS vista desde una Crew Dragon en 2021 (NASA).

La idea es hacer que la estación reentre sobre una región remota del Pacífico sur, concretamente en la zona SPOUA (South Pacific Ocean Uninhabited Area), cerca del famoso Polo de Inaccesibilidad del Pacífico, más conocido como Punto Nemo. Hasta hace dos años el plan consistía en usar tres naves Progress rusas y los motores del módulo Zvezdá. La razón para usar tantas naves es que el motor principal de las Progress solo tiene 300 kgf de empuje y permite encendidos de hasta 900 segundos de duración (el empuje de los motores del Zvezdá es de 315 kgf y no hay un límite determinado a la duración del encendido —gracias a la refrigeración por capa de combustible de las toberas—, pero las reservas de combustible son limitadas). En el escenario modelo de hace unos años, la ISS sería desorbitada en diciembre de 2030. Dependiendo de la actividad solar, que regula el frenado atmosférico, la órbita de la estación se iría bajando desde 2026 o 2028. En junio de 2030 la altitud de la ISS habría disminuido hasta quedar por debajo de los 330 kilómetros alrededor y la tripulación evacuaría la estación. Entre ese mes y noviembre de 2030 se lanzarían las tres naves Progress para bajar la órbita de la estación. Una vez alcanzados los 270 kilómetros de altitud en el perigeo, se encenderían los motores del Zvezdá para asegurar una reentrada controlada en el Pacífico.

La zona SPOUA del Pacífico Sur, la tumba de satélites (ESA).
Escenario de reentrada controlada de la ISS para diciembre de 2030 usando tres naves Progress. La ISS comienza a reducir su órbita en 2026 o 2028 dependiendo de la actividad solar (NASA OIG).

Este plan tiene varios inconvenientes, entre los cuales podemos citar la incertidumbre de la actividad solar o el problema que supondría un retraso o cancelación de alguno de los lanzamientos de las Progress. Pero el principal es, lógicamente, que depende total y exclusivamente de la participación de Rusia, un país que desde la invasión de Ucrania en 2022 ha repetido en varias ocasiones su determinación de abandonar antes la ISS o separar parte del segmento ruso para crear una estación propia. Los planes actuales de Roscosmos pasan por dejar la ISS en 2028 y construir una estación nueva totalmente rusa denominada ROS. Por tanto, y aunque esta fecha quizá se retrasará —del mismo modo que es probable que la ISS siga activa más allá de 2030—, cuando la NASA quiera desorbitar la ISS seguramente no podrá contar con Rusia. O, en cualquier caso, no puede arriesgarse a que Rusia decida no colaborar con la liquidación de la estación.

Altitudes orbitales claves para la ISS (NASA).

Por esta razón la NASA decidió en marzo de 2023 construir una nave específica que permita desorbitar la ISS de forma segura en algún momento de 2030 o 2031 o, si los socios deciden ampliar la vida de la estación, más adelante. La NASA sopesó otras opciones para acabar con la ISS, como desmembrarla poco a poco, venderla a un contratista privado o elevarla a una órbita de gran altitud, pero concluyó que lo mejor era desorbitarla (la empresa Axiom comenzará a ensamblar su estación acoplada a la ISS antes de separarla, pero es un caso diferente). El vehículo que se encargará de destruir la estructura espacial más grande, cara y compleja de la historia se denomina USDV (United States Deorbit Vehicle) y en un principio se especuló con que podría ser una nave Cygnus modificada. El pasado 26 de junio la agencia espacial otorgó un contrato a SpaceX por valor de 843 millones de dólares para su desarrollo (antes se había hablado de 1500 millones, probablemente teniendo en mente la Cygnus de Northrop Grumman). A diferencia de las Dragon de carga y de las Crew Dragon que SpaceX lanza a la ISS, el USDV será propiedad de la NASA, no de la empresa de Elon Musk, y estará operada por la agencia espacial.

EL USDV podría incorporar algún elemento de la nave de carga Dragon XL para la estación lunar Gateway (NASA).
Perfil de reeentrada de la ISS con el USDV (NASA).
La empresa Axiom construirá su estación en la ISS, pero la separará antes de la reentrada final (Axiom).

Ni la NASA ni SpaceX han mostrado detalles del diseño del USDV, pero se espera que sea una nave relativamente grande para que pueda llevar los propelentes suficientes de cara a una reentrada segura (del orden de 20 toneladas). Según los requisitos de la agencia, el USDV deberá estar acoplado con la estación hasta un año y tendrá que ser capaz de generar un empuje de 3,24 kilonewton como mínimo con el fin de alcanzar la Delta-V necesaria para el desorbitado (41-47 m/s) en el espacio de una hora. Eso sí, el empuje no podrá ser superior a los 6,2 kN para no poner en peligro la integridad estructural de la ISS (el encendido final debería tener una Delta-V de 30 m/s con una duración de hasta 40 o 60 minutos para asegurar un perigeo de 50 kilómetros y la destrucción en la atmósfera en el Pacífico sur). La NASA ha declarado que el USDV se desarrollará a partir de la Dragon, aunque es poco probable que se parezca a estas naves porque no necesita una cápsula de retorno —la masa del escudo térmico implica menos propelente para frenar la estación— y porque los cuatro motores principales Draco de la Dragon apuntan en la dirección errónea. Sabemos por tanto que el USDV será una especie de Dragon modificada, seguramente sin cápsula, con un «maletero» alterado de tal forma que el conjunto pueda llevar suficientes propelentes (más de 8 toneladas) para desorbitar la ISS. También es posible que el USDV comparta elementos de diseño con la nave de carga Dragon XL que se usará en la estación lunar Gateway. Y antes de que nadie lo pregunte, no, el USDV no será una variante de la Starship porque no es necesario un vehículo tan grande y porque la potencia de los Raptor podría romper la estructura de la estación (además de las dificultades asociadas a acoplar una nave tan grande con la ISS).

El USDV estará basado en la Crew Dragon, pero deberá incorporar importantes modificaciones para llevar propelentes en el maletero y que los 4 propulsores Draco principales no apunten hacia la estación, sino en sentido contrario.
Tiempo en órbita en función de la altitud orbital y la Delta-V necesaria para alcanzar una órbita determinada (NASA).
Probabilidad de un impacto destructivo en función de la altitud orbital. A mayor altitud, mayor probabilidad de impacto (NASA).

Personalmente, mi opción favorita para la ISS es dejarla en una órbita de más de 600 kilómetros de altitud para que permanezca allí durante muchas décadas o siglos como monumento a la creatividad humana y a la capacidad de colaboración de nuestra especie, pero entiendo que no es factible por el coste —requeriría muchas naves de carga— y los riesgos: la ISS se puede fragmentar por impactos de meteoroides o basura espacial, o por despresurización de determinadas partes, creando un problema de basura espacial gravísimo. Y es que a mayor altitud, mayor es la probabilidad de sufrir un impacto destructivo. Un impacto energético podría fragmentar la ISS totalmente y dejar la órbita baja casi inutilizable durante siglos (ríete tú de la película Gravity). En cualquier caso, cuanto más tarde veamos al USDV en acción, más tiempo tendrá la ISS para seguir recibiendo astronautas de todos los países… menos China.

La ISS con la nave Starliner de Boeing acoplada vista el 7 de junio de 2024 por el satélite WorldView 3 de Maxar (Maxar).

Referencias:

  • https://www.nasa.gov/news-release/nasa-selects-international-space-station-us-deorbit-vehicle/
  • https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/06/iss-deorbit-analysis-summary.pdf


123 Comentarios

  1. Va a dar mucha pena dejerla perder pero ! Ojalá la llenen de cámaras y lo retransmitan a través de los Starlynk y una Starship y podamos ver como arde en la atmosfera. puede practicar con la Starliner.

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