Cuenta atrás para el regreso del ser humano a la Luna: las claves de la misión Artemis de la NASA

Las complicaciones técnicas y fallos de última hora comienzan a respetar los planes de la NASA. Si no hay contratiempos imprevistos, la agencia espacial de Estados Unidos llevará a cabo este lunes el lanzamiento de su misión Artemis 1 a eso de las 14:33 horas de España peninsular. El lugar elegido es el Centro Espacial Kennedy, situado en Cabo Cañaveral (Florida), desde donde despegará el cohete SLS y la cápsula Orión rumbo a la Luna.

[Vídeo | La espectacular prueba de fuego del cohete SLS con el que la NASA volverá a la Luna]

Esta primera misión del ambicioso programa Artemis irá sin astronautas a bordo y tiene como fin la comprobación tecnológica de todos los sistemas. Ni el cohete ni la cápsula acumulan una sola hora de vuelo en misiones reales y la agencia espacial estadounidense quiere asegurarse de que todo marcha según lo previsto antes de poner a un humano ahí dentro en futuros viajes.

"El objetivo principal de operaciones de la misión es garantizar una reentrada, descenso, amerizaje y recuperación seguros" para la nave espacial, según recogen desde la propia NASA. Además, será el gran estreno del cohete SLS (Space Launch System) encargado de protagonizar los próximos viajes lunares y que, cuando despegue, se convertirá en el más potente jamás lanzado, superando al Saturno V empleado en las misiones Apolo.

Cohete SLS junto con la cápsula Orión en la cúspide en la plataforma de lanzamiento NASA/Ben Smegelsky Centro Espacial Kennedy

Artemis I es la auténtica prueba de fuego tras desarrollos que acumulan varios años de retraso y que tenía como objetivo hacer regresar al humano a la Luna en 2024, un horizonte temporal que la propia NASA ya descarta. De la resolución satisfactoria de este primer lanzamiento depende la segunda misión —Artemis II, mayo de 2024— que pretende llevar tripulación alrededor del satélite, aunque no descenderán a la superficie. Artemis III, planeada para 2025, será la que contemple finalmente el alunizaje y en la que viajará la primera mujer en pisar la luna.

Misión

El despegue del cohete con la nave espacial Orión se producirá en la plataforma de lanzamiento 39B gracias a un par de propulsores situados uno a cada lado del cohete y cuatro motores RS-25 situados en la parte inferior de la etapa central. Los primeros vaciarán su depósito y se separarán tan solo 2 minutos después del fin de la cuenta atrás. Por su parte, los motores RS-25 junto con el enorme depósito naranja harán lo propio aproximadamente 6 minutos después.

Plan de vuelo de la misión Artemis I NASA

Cuando se hayan cumplido 8 minutos y medio de misión, la etapa central equipada con los motores RS-25, los recubrimientos del módulo de servicio y el sistema de cancelación de lanzamiento ya se habrán separado del módulo central. Es el momento del encendido de la etapa intermedia de propulsión criogénica (ICPS, de sus siglas en inglés), quién será la encargada del último tramo propulsado hacia la Luna.

El siguiente paso de la nave Orión junto al ICPS es realizar una órbita a la Tierra y desplegar los paneles solares para obtener energía eléctrica sin depender de las baterías internas. El propulsor criogénico será quien ofrezca la fuerza necesaria para abandonar la atracción terrestre con una maniobra conocida como inyección translunar. Un largo recorrido hacia un punto muy concreto donde la nave será capturada por la fuerza gravitacional del satélite natural.

Nave Orión en la parte superior del cohete SLS en la plataforma de lanzamiento NASA

Según los cálculos aportados por la NASA, el ICPS se separará aproximadamente a las 2 horas del lanzamiento, pasando a ejecutar la tarea de despliegue de satélites científicos. Unos cuantos de estos CubeSats se enfocarán en el estudio de la Luna mientras que otros se mandarán al espacio profundo.

A lo largo del camino hacia la Luna (entre 8 y 14 días), la nave Orión dispondrá de un módulo de servicio proporcionado por la Agencia Espacial Europea (ESA) que corregirá el rumbo según sea necesario. En este viaje, que durará unos días, los ingenieros de la NASA monitorizarán todos los parámetros y sistemas de la nave en búsqueda de posibles fallos a corregir para posteriores misiones.

Representación de la nave Orión sobrevolando la luna NASA

Orión volará a unos 97 kilómetros de la superficie de la Luna en la primera pasada, será este su punto más cercano en esta misión Artemis I. Después, usará la propia fuerza gravitacional del satélite para impulsarse a una órbita retrógrada que llevará a la nave a 64.000 kilómetros más allá.

Esa distancia es 48.000 kilómetros más que el récord anterior conseguido por la misión Apolo 13 y la distancia más lejana en el espacio a la que ha volado una nave espacial construida para seres humanos. Para el viaje de vuelta a la Tierra, la nave Orión empleará nuevamente la gravedad lunar mientras realiza un segundo sobrevuelo cercano a la superficie.

Representación de la nave Orión con el motor del módulo de servicio NASA

Se encenderán entonces los motores del módulo de servicio en el momento preciso para aprovechar esta gravedad y acelerar de vuelta a la Tierra. Así, se colocará en una trayectoria de reentrada a la atmósfera del planeta, que tendrá una duración de entre 9 y 19 días.

Las estimaciones de los ingenieros de vuelo de la NASA apuntan a que Orión entrará en la atmósfera de la Tierra a unos 40.000 kilómetros por hora, que se irán reduciendo con el rozamiento hasta unos 480 km/h. Es aquí donde comienza una de las fases críticas de la aeronave, en la que se pondrá a prueba la resistencia de los escudos térmicos alcanzando unos 2.800 grados.

La última etapa se iniciará con el despliegue de los paracaídas a unos 7.600 metros de altura, que reducirán la velocidad de la Orión a unos 160 km/h en un primer momento. Después se desplegarán otros tres paracaídas que reducirán la velocidad de descenso a 32 km/h a la que realizarán el amerizaje frente a la costa de San Diego (California), lugar donde será recogida por un barco. En total, la misión tendrá una duración de entre 26 y 42 días.

Cohete SLS

En el cohete SLS han participado más de 1.000 compañías estadounidenses con pesos pesados como Boeing —encargado de las etapas centrales— o Northrop Grumman —en el sistema primario de propulsores de combustible sólido—. También otras algo menos conocidas pero igual de fundamentales como Aerojet Rocketdyne, quien pone los motores RS-25 que ya se usaron en los míticos transbordadores espaciales.

Cohete SLS con nave Orión en la plataforma de lanzamiento del Centro Espacial Kennedy NASA

Cuenta con una longitud de 98 metros por un diámetro de 8,4 metros y una masa total al despegue de 2,6 millones de kilogramos. En cuanto a la capacidad de carga, la NASA apunta a 27 toneladas a órbita lunar en esta primera versión de SLS, aunque pretende llegar hasta las 130 toneladas con el modelo SLS Block 2.

La NASA no ha optado por un modelo de cohete reutilizable, aunque las etapas de propulsión sí caerán al mar y podrán ser rescatadas. A diferencia de la propuesta de SpaceX con su gama de propulsores Falcon. La razón que aporta la propia agencia espacial es que se han enfocado totalmente a la capacidad de carga y potencia, dejando a un lado el diseño necesario para que pueda despegar nuevamente.

Nave Orión

Por su parte, la nave espacial de las misiones Artemis para la vuelta del humano a la Luna tiene como principales desarrolladores a Lockheed Martin —módulo de habitabilidad— y a la división espacial de Airbus —módulo de servicio—. Puede acoger a una tripulación de entre 2 y 6 personas con un espacio habitable de 9 metros cúbicos. Aportando un 50% más de espacio que las cápsulas Apolo.

Exteriormente tiene una altura de 3,30 metros por 5 metros de diámetro. Dispone de alimentación solar que le proporcionará energía para el grueso del tiempo de la misión. Ha sido diseñada para ser el hogar de los astronautas durante 21 días de vida activa dentro de la nave, más 6 meses de vida inactiva o de reposo.

Esquema de la nave Orión NASA

Uno de los quebraderos de cabeza de la NASA durante el desarrollo de la nave ha sido el escudo térmico. Finalmente, y tras mucho investigar, se decidió instalar el sistema Avcoat que ya estuvo presente en las misiones apolo y en los primeros vuelos del transbordador espacial. Se compone de fibras de sílice con una resina en forma de panal de abeja compuesto de fibra de vidrio y resina fenólica.

Próximas misiones

La NASA ya se encuentra inmersa en el estudio y desarrollo de las próximas misiones dentro del mismo programa Artemis. La siguiente, Artemis II, tiene previsto despegar en mayo de 2024 si este primer lanzamiento sale todo bien y los ingenieros de la NASA y de los contratistas no necesitan modificar ningún diseño de ningún elemento.

Este segundo despegue será en el primer tripulado para la nave espacial Orión que deberá satisfacer las necesidades básicas de los cuatro astronautas durante los 10 días que tiene planeado durar. Artemis II será una misión donde se probarán algunos sistemas críticos de supervivencia en una órbita alta de la Tierra.

Seguidamente, entrarán en la denominada fase de inyección translunar que les llevará hacia el satélite en un viaje de 4 días. La gravedad lunar les permitirá realizar una órbita y regresar a la Tierra sin emplear el propulsor, tan solo con la fuerza gravitacional. En otros 4 días.

Coehete SLS y nave Orión en la plataforma de lanzamiento NASA

Artemis I y II tienen como único objetivo servir de prueba para Artemis III, misión en la que la humanidad regresará nuevamente la Luna. Para este lanzamiento, que se no se producirá antes de 2025, tiene previsto viajar la primera mujer en pisar el satélite y se quedarán 6 días en la superficie Lunar.

La Administración Biden anunció en junio de 2021 que pretendía enviar a una "persona de color" en alguna de las misiones Artemis que alunicen. "Las mujeres y las personas de color representan una parte importante de todas las facetas de la fuerza laboral de la NASA, y las dos últimas clases de astronautas seleccionadas han incluido el porcentaje de mujeres más alto de la historia", comentó Bhavya Lal, por entonces jefa de gabinete en interinidad de la NASA y hoy tecnóloga jefa de la misma entidad. Por el momento, se desconocen más detalles sobre la misión concreta en la que viajará la persona de color.

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