¿Por qué existe Artemisa?
Artemis I First Rollout (NHQ202203170041)
¿Cuál es la justificación para gastar miles de millones para hacer una repetición de lo que hicieron hace ya cincuenta y tres años Neil Armstrong, Buzz Aldrin y Michael Collins?
Una oda a la Luna
Para empezar a responder a esa pregunta creo que primero es conveniente recalcar: ¿por qué la Luna?
Es necesario recordar que lo normal, cuando miras al cielo es ver la Luna, incluso para aquellos no interesados en el espacio lo habitual es mirar al cielo estrellado de la noche y fijarse en la Luna. Es un cuerpo precioso, ilumina la noche y tenemos constancia de la fascinación por ella desde hace milenios. Como humanidad, ha sido fundamental en nuestra evolución hacia los seres que somos hoy en día.
Eso hace mucho más sencillo hablar de ella, la NASA requiere de financiación pública para existir, por eso siempre es más fácil hablar de misiones como los rovers de Marte, que son coches autónomos que hacen ciencia en aquel puntito rojo del cielo, o la EEI (Estación Espacial Internacional), que es una gran casa en el espacio donde vive permanentemente media docena de humanos desde hace ya dos décadas, son cosas más cercanas.
Son gastos que para gente que no viene del mundo científico son más fáciles de comprender y por tanto más fácil de captar fondos. Artemisa, es volver a la Luna, que aterrice allí por primera vez una mujer, el cuerpo que ilumina la noche, etc. Es muy visual pensar en humanos caminando por la Luna porque además ya lo hemos visto, Marte sin embargo está más lejos, mucho más.
De la Luna únicamente nos separan ~384 000 kilómetros, sin embargo, Marte en sus máximas aproximaciones está a unos 50 millones de kilómetros, pero siguiendo una trayectoria Hohmann (la trayectoria que siguen una nave espacial en su recorrido entre dos planetas para ahorrar combustible). Supera los 400 millones de kilómetros de distancia, mientras que para la Luna está en el entorno de los 390 000 kilómetros en esta misma trayectoria.
Otra ventaja de la Luna sobre Marte es la accesibilidad de su hielo. Sí, hielo, en la Luna, y en Marte. Tenemos constancia de grandes depósitos de hielo, en ambos casos se encuentran en los polos, aunque el polo norte lunar es muy escaso en hielo y estará mezclado con el regolito, haciendo mucho más difícil su extracción. Pero en el caso de Marte es aún más difícil ya que una base en los polos tendría enormes problemas de temperaturas que obligarían a los diseñadores a aumentar los requisitos de energía.
Estos ya suponen un severo problema en el planeta rojo, sin embargo, en la Luna esto queda solventado con las llamadas “islas de luz”. Son regiones donde el Sol brilla de forma casi permanente, lo cual permitirá trabajar a los paneles solares a pleno rendimiento todo ese tiempo.
El programa Constellation y por qué ahora
Una pregunta más complicada de dar es a la de ¿por qué ahora? Y la respuesta es aún peor.
La cuestión es que la NASA ya debería haber vuelto a la Luna, según el calendario del programa Constellation en marzo de 2022, ya deberían haber aterrizado dos misiones tripuladas en la Luna, pero para explicar esto hay que retroceder un poco.
Nos encontramos en julio de 1969, antes de que Neil Armstrong, Buzz Aldrin y Michael Collins alunicen y en estos momentos ya se sabía que el programa del N1 soviético era un estrepitoso fracaso que jamás llevará a la Unión Soviética a la Luna, la carrera por esta había acabado.
Es por eso que el presupuesto de la NASA empezó a caer en picado y ya no había fondos para mantener volando al enorme y costosísimo Saturno V. Esto conllevó que las misiones Apollo 18, 19 y 20 nunca se produjeran. La NASA pudo usar uno de esos Saturno V que ya estaban construidos para lanzar a órbita baja su primera estación espacial, el Skylab.
Después del Apollo necesitaba algo más sencillo, más barato, quizá una nave reutilizable, la respuesta fue el transbordador espacial.
Todo esto acabó en la basura después de la tragedia del Challenger, pero aquello solo fue la gota que colmó el vaso de problemas del transbordador.
Sin embargo, el programa siguió adelante por pura inercia, desarrollar una nueva nave era prohibitivamente caro, pero después de la tragedia del Columbia, el presidente Bush puso la maquinaría de la NASA a trabajar en un sustituto. Aquella tragedia sirvió para poner a la NASA en el camino de la Luna, mediante el programa Constellation.
Este programa nació con una sola idea, salir por fin y para siempre de la órbita baja terrestre, este camino empezaba en este mismo sitio, pero de una forma diferente, la NASA había aprendido la lección: seguridad, seguridad y más seguridad.
Es por esto y con la intención de ahorrar costes que el programa Constellation hacía uso de dos cohetes diferentes. Ambos creados con tecnología derivada de la del transbordador espacial. Primero se desarrollaría el Ares 1, que era el encargado de lanzar a la órbita baja la nueva cápsula tripulada de la que hacía uso el programa, la Orion.
Luego vendría el Ares V, un auténtico monstruo que dejaba pequeño al Saturno V, este cohete se usaría para lanzar el módulo de descenso lunar Altair y una etapa que propulsaría el conjunto de la Orion+Altair hacía la Luna.
Sin embargo, los problemas del programa que pese a reutilizar muchas, muchas tecnologías ya probadas del programa del transbordador que llevaba volando treinta años para aquel entonces, acabaron llevando el programa al colapso sin que hubiera un programa a la vista que sustituyera a este, ni al del transbordador.
La NASA y por extensión los Estados Unidos de América, el país que había llevado al hombre más lejos que nadie nunca, antes o después, que había explorado los confines del Sistema Solar e incluso más allá, no tendría forma de enviar a sus propios astronautas al espacio por nueve largos y tortuosos años.
El hijo del transbordador espacial: el SLS
Si hay que hablar de pilares del programa Artemisa, el más importante, sobre el que recae más peso, el que centra todas las miradas por su majestuosidad, el que recibe la mayor cantidad de críticas, el que más problemas enfrenta, ese debe ser el SLS (Sistema de Lanzamiento Espacial). Nombre oficial del único cohete desarrollado y construido en este siglo por la NASA (sin contar el vehículo de pruebas Ares 1-x), y que probablemente sea el último que desarrollará antes de pasar a depender únicamente del sector privado.
Antes de entrar a matar veamos qué es lo que convierte a este portento de la ingeniería en el “hijo” del mítico transbordador espacial:
- Para empezar los grandes aceleradores de combustible sólido que generan cada uno un empuje de 14600 kN, o lo que es lo mismo, ejerce (cada uno) 1 millón y medio de kilogramos de fuerza para impulsar al cohete durante los primeros 126 segundos de vuelo.
Estos no están basados en la tecnología de los del transbordador espacial si no que son piezas que volaron en misiones de este, a las cuales se les ha añadido otro segmento, cada uno de estos cohetes está compuesto por cinco, en comparación a los cuatro que tenían en el transbordador. - Para seguir, tenemos la etapa central, basada a su vez en el gran depósito externo naranja del transbordador espacial. Notablemente más grande, se pasa de 46,93 metros (154 pies) para el tanque externo del transbordador espacial a 64,61 metros (212 pies).
En esta misma sección tenemos la primera parte enteramente nueva de este cohete, la llamada “engine section” (sección de motores) que está diseñada para repartir correctamente las fuerzas debidas al empuje aportado por los motores principales de este cohete, los RS-25. - Los RS-25 son exactamente los mismos motores que en el transbordador. Habitualmente se habla de ellos como SSME (Space Shuttle Main Engines (Motores principales del transbordador espacial) aunque se trabaja en versiones mejoradas de estos que, se espera, que lleguen a mediados de esta década.
- De aquí pasamos a la segunda etapa. Para la cual, provisionalmente se usará una versión ligeramente modificada de la usada por el cohete Delta IV, de la empresa United Launch Alliance. Mientras llega una etapa superior verdaderamente pesada, más apropiada para este lanzador, como será la EUS (Exploration Upper Stage, una etapa superior que llegará en futuros lanzamientos del SLS). Mucho más grande y con cerca de cuatro veces más empuje que la ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage, la etapa que se usará en los primeros lanzamientos)
- Por último, coronando el bello SLS tenemos la cápsula Orión, heredada del programa Constellation se recuperó tras el fracaso de este.
Esta es un nuevo diseño, aunque bebe en parte de los sistemas empleados en la Estación Espacial Internacional. Específicamente en el segmento estadounidense, los cuales a su vez derivan de los empleados en el transbordador espacial. Hay aspectos que son nuevos, sobre todo aquellos empleados en el ESM (European Service Module, módulo de servicio europeo). Este deriva de la experiencia adquirida por la Agencia Espacial Europea (ESA) en la construcción de su nave ATV. La nave se utilizó para reabastecer la EEI, en esta parte del vehículo solo los motores son heredados del transbordador y aún así ya se trabaja en sustitutos.
El resultado de esto es magnífico
Hay hielo, ¿y eso de qué sirve?
La diferencia más sustancial entre el programa Apollo y Artemisa, más allá de los presupuestos o la distancia temporal, es que esta vez la NASA no quiere volver a abandonar la Luna y desde ahí seguir avanzando hacia Marte y luego aún más allá. Para eso hace falta ISRU (In-Situ Resorces Utilization, Utilicación de Recursos In Situ).
Pongamos como ejemplo la nave Orion, para ponerla en órbita lunar, descender la superficie necesita más combustible. Las aproximadamente 25 toneladas y media que se inyectan a órbita lunar hacen falta, 1 582 096 toneladas de combustible, que porta el poderoso cohete SLS.
Os garantizo que no son gratis y todo esto puede ser extraído de ese mismo hielo.
Es por eso que si se te ofrece la posibilidad de ahorrarte el combustible, en cada lanzamiento, de llevar oxígeno respirable, agua y combustible, pues es un negocio redondo. Además de sentar las bases de lo que será a futuro una de las actividades más rentables de la historia de la humanidad, la minería espacial, no poco se ha hablado sobre un titular de Neil DeGrasse Tyson en la CNBC hace ya algunos años en el que afirmó “El primer trillonario (un 1 seguido de 12 ceros de dólares de patrimonio) de la historia será la persona que explote los recursos naturales en los asteroides” . Y la carrera ya ha empezado, desde la adaptación de la legislación en países como Luxemburgo o E.E.U.U., hasta la aparición de empresas privadas que están comprando puestos en el programa CLPS de la NASA para que otra empresa lleve sus cargas de exploración o demostración tecnológica a la luna (el programa CLPS son una serie de contratos por los que la NASA está financiando una amplia gama de aterrizadores lunares de distintas empresas privadas). Incluso desarrollando su propio aterrizador lunar como el caso de la japonesa Ispace.
Así que con todo esto: la conclusión final
Igual que un volante de inercia la NASA ha almacenado momento para poder desatar en esta década todo su esplendor de exploración igual que lo hiciera en aquellos gloriosos años de los 60, para ello han tenido que esperar, ser pacientes e ir colocando todas las fichas en un tablero enorme, que solo ahora logramos ver entero. Pese a seguir infra financiada para aquellos proyectos en los que la NASA, como máximo exponente mundial de la exploración espacial, desea embarcarse.
Sin embargo, y al contrario que las sondas robóticas, el programa tripulado tiene muy poco margen de maniobra y está en su mayor parte dictado por la política. En este caso se da un objetivo “vago”, ir a la Luna, y desde ese punto la NASA debe desarrollar: cohetes, sondas, un programa de entrenamiento para sus astronautas, todo lo que sea necesario para cumplir ese objetivo político, volver a nuestro satélite natural, y a partir de ahí se le dota de un objetivo científico.
Este, y no otro, es el cometido real de la NASA. Por eso ese objetivo político tiene ahora los objetivos científicos de estudiar su polo sur y trabajar en técnicas para vivir tiempos prolongados en el “espacio profundo”. Así como poner a prueba técnicas ISRU que abran la puerta en un futuro a Marte.
Cierre/Referencias
Gracias a toda la gente que ha colaborado en este artículo, a Octavio, director de esta publicación por la oportunidad y con una frase: “Per aspera ad Astra”, “A través de las dificultades hasta las estrellas”.
Especialista en el programa espacial indio.
Universidad de Oviedo.