En estos momentos una de las grandes incógnitas del programa Artemisa de la NASA es el desarrollo del módulo lunar HLS de SpaceX (bueno, en realidad en estos momentos hasta el futuro del SLS y la nave Orión está pendiente de un hilo). Como es bien sabido, el módulo lunar de la empresa de Elon Musk, una variante de la Starship a veces apodada ‘Moonship’, necesita repostaje en órbita baja para poder viajar a la Luna. En estos últimos años, la gran incógnita ha sido el número de lanzamientos del sistema Starship que serán necesarios en cada misión lunar. En 2021 la auditoría GAO de la NASA hizo público que SpaceX había comunicado que se requerirían un máximo de 16 lanzamientos. El año pasado Lakiesha Hawkins, miembro de la Oficina del Programa de la Luna a Marte de la NASA, afirmó que serían «más de quince lanzamientos (high teens)». En un reciente informe de la FCC se desprende que esta cifra se mantiene o que podría ser incluso mayor.

El informe de la FCC —no confundir con la FAA— busca autorización para las frecuencias empleadas en las operaciones de radares y sistemas de comunicaciones de una misión lunar y no tiene nada que ver con permisos de lanzamiento, pero es interesante porque ha permitido confirmar la arquitectura que usará SpaceX para mandar el HLS a la Luna. Recordemos que una misión a nuestro satélite requerirá de tres versiones de la segunda etapa del sistema Starship: las Starship de repostaje (tanker), el depósito orbital (propellant depot) y el HLS (Human Landing System) propiamente dicho (Moonship). La idea es que primero se lanza el depósito orbital y luego las Starship de repostaje lo van llenando en LEO. Por último, el HLS se une al depósito para llenar sus tanques con el fin de ir a la Luna. Sin embargo, una novedad del informe es la confirmación de que serán necesarios dos o más depósitos de propelentes en vez de uno.

Estos depósitos se cargarían de propelentes con Starship de repostaje en una órbita baja (LEO) de entre 181 y 381 kilómetros de altitud y con cualquier tipo de inclinación orbital (todo dependerá de las ventanas de lanzamiento a la Luna). Luego, uno de los depósitos se inyectaría en una órbita elíptica que el informe vagamente indica que podría ser una órbita media (MEO), con un apogeo de 11000 kilómetros, o una órbita muy elíptica (HEO), con un apogeo de 34534 kilómetros. Sorprende la precisión en las cifras medias a pesar del enorme margen de incertidumbre, pues el documento indica que esta órbita HEO podría llegar mucho más allá de la órbita geoestacionaria hasta los 140 000 kilómetros. Sea como sea, esta órbita final recibe el nombre de FTO (Final Tanking Orbit). Finalmente, el HLS despegaría y se acoplaría en órbita baja con el depósito en LEO. Tras llenar sus tanques, partiría hacia la órbita elíptica FTO, donde le esperaría el segundo depósito. Tras volver a cargar sus tanques, el HLS encendería sus motores en el perigeo y se dirigiría, ahora sí, hacia la Luna (el depósito en HEO no estaría totalmente lleno, pero los tanques de la Moonship tampoco estarían totalmente vacíos en esta órbita). Una vez en la Luna se colocaría en una órbita elíptica lunar de tipo NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) con un periodo de 6,5 días, donde esperaría a la nave Orión con los astronautas (la nave Orión no puede colocarse en una órbita lunar baja o LLO, de ahí que se eligiese la NHRO para la arquitectura Artemisa). Eso sí, el informe destaca que antes de aterrizar el HLS se situará en una órbita circular LLO de 120 kilómetros.

La arquitectura del informe de la FCC no es nueva en tanto en cuanto Elon Musk ya había apuntado la necesidad de situar la Starship en una órbita elíptica primero antes de salir de la Tierra debido a que el HLS debe llevar los propelentes para despegar desde la Luna, no solo aterrizar (en una misión a Marte se supone que se fabricarán los propelentes de vuelta mediante ISRU en el planeta rojo). Pero sí es la primera vez que se confirma en un documento oficial. También es la primera vez que se comenta sin ambages en un documento de este tipo que se hará uso de más de un depósito de propelentes. Es importante señalar que el informe supone que la capacidad de lanzamiento del sistema Starship es de, al menos, 150 toneladas en LEO, por lo que estamos hablando de la versión v3 como mínimo (la v2 rondará las 100 toneladas en LEO de capacidad). Es decir, la introducción de la versión v3 no reducirá mucho el número de lanzamientos, que, con 150 toneladas de capacidad y un depósito orbital adicional requerido en esta arquitectura, será mayor de quince con toda seguridad (salvo algún deus ex machina de Musk de última hora).

En cuanto al dato clave de cuánto tiempo se tardará en esta compleja operación de repostado, el informe no aporta ningún detalle más allá de que para las misiones a la Luna y a Marte serán «meses o incluso años». Por cierto, que el documento también especifica las frecuencias de comunicación del HLS —sin sorpresas aquí— y lo más destacable es que el HLS usará para el alunizaje dos radares con tres antenas cada uno que se activarán a 4 kilómetros de altitud y que funcionarán durante menos de cinco minutos hasta el contacto con el suelo (en las frecuencias de 35,5 a 36 GHz). Además, el HLS llevará cuatro radios UHF para comunicarse con los astronautas hasta 2 kilómetros de distancia del módulo lunar (para mayores distancias se comunicarán a través del rover o de satélites) y una red WiFi en la banda de 5,8 GHz (protocolo IEEE 802.11ac).

Si todo sale bien, esta será la arquitectura que se usará a mediados de 2027 en la misión Artemisa III y en 2028 en Artemisa IV, aunque es altamente probable que ambas misiones se retrasen uno o dos años. Y eso suponiendo que para entonces el SLS siga existiendo. Pero no cabe duda de que la complejidad es muy alta. En los próximos años SpaceX deberá demostrar que es capaz de hacer realidad estos planes o China se adelantará en 2030 con su misión lunar tripulada.

Referencias:

• SpaceX FCC Authorization Technical Annex