La NASA lanza pequeña nave espacial para probar una nueva órbita alrededor de la Luna

CAPSTONE es quizás el primer lanzamiento en el programa Artemis de la NASA

Una pequeña nave espacial de la NASA del tamaño de un microondas se embarcó en el comienzo de un viaje de cuatro meses a la Luna, donde eventualmente se insertará en una órbita lunar única y alargada que ninguna misión de la NASA ha visitado antes. El objetivo de la nave espacial es simple: probar esta órbita en particular y ver cómo es. Esto se debe a que es la misma órbita que los astronautas lunares podrían usar en la próxima década.

Esta órbita distintiva se llama “órbita de halo casi rectilínea”, o NRHO para abreviar. Es un camino especial de siete días que las naves espaciales pueden tomar alrededor de la Luna, acercando los vehículos relativamente a la superficie lunar durante un día antes de que se alejen de la Luna durante los otros seis.

La NASA está considerando aprovechar esta órbita para su programa Artemisa, el esfuerzo de la agencia para enviar a la primera mujer y la primera persona de color a la superficie de la Luna. Durante la próxima década, la NASA quiere construir una nueva estación espacial alrededor de la Luna llamada Gateway, un lugar que servirá como plataforma de entrenamiento y vivienda para futuros astronautas que se dirijan a la superficie lunar. Y la agencia espacial quiere aparcar el Gateway en este camino circular alrededor de la Luna.

LA AGENCIA ESPACIAL QUIERE APARCAR EL GATEWAY EN ESTE CAMINO CIRCULAR ALREDEDOR DE LA LUNA

Dado que la NASA no ha enviado ninguna nave espacial a esta órbita antes, la agencia no tiene ninguna experiencia con lo que es operar un vehículo allí. Esta misión, llamada CAPSTONE, está destinada a servir como un pionero. También se puede considerar la primera misión de todo el programa Artemisa, iniciando una línea de tiempo intrincadamente planificada que puede culminar con personas caminando sobre la Luna nuevamente después de más de medio siglo. “Vemos la misión CAPSTONE en su conjunto como un valioso precursor”, dijo Nujoud Merancy, jefe de la oficina de planificación de misiones de exploración en el Centro Espacial Johnson de la NASA, durante una conferencia de prensa.

Cuando los astronautas fueron a la Luna durante Apolo, su camino a la Luna era más o menos un disparo directo en un cohete masivo llamado Saturno V. Una vez que llegaron, finalmente se pusieron en una órbita relativamente circular alrededor de la Luna, una que los llevó a 62 millas de la superficie. De esa manera, podrían bajar al suelo y volver a la órbita lunar con relativa rapidez.

Este enfoque los llevó a la Luna rápidamente, pero requirió muchos recursos. “Una de las cosas que desafortunadamente hay que tener en cuenta con respecto a llevar naves espaciales y equipos a la Luna utilizando ese enfoque típico es la cantidad significativa de combustible que se requiere”, dijo a The Verge Elwood Agasid, subgerente del programa de tecnología de naves espaciales pequeñas en el Centro de Investigación Ames de la NASA.

Con Artemisa, la NASA quiere probar algunos nuevos enfoques para la exploración lunar. Al estacionar el Gateway en NRHO, la futura estación espacial lunar se ubicará a 1,000 millas del Polo Sur de la Luna y se balanceará a 43,500 millas del otro polo cada semana. Ese paso cercano es una distancia mucho mayor que la que los astronautas del Apolo tuvieron que cubrir para llegar al suelo. Pero NRHO proporciona otros beneficios importantes. Las naves espaciales en NRHO tienen una línea de visión constante con la Tierra, lo que permite una comunicación continua. Eso es algo que los astronautas del Apolo no tenían; cuando estaban en órbita lunar, pasaban por la cara oculta de la Luna, bloqueando sus señales con la Tierra durante casi una hora durante cada vuelta.

Quizás la mayor ventaja es que permanecer en NRHO no requiere tanto combustible como para permanecer en una órbita circular alrededor de la Luna. Esto se debe a que este tipo de camino se conoce como una órbita de tres cuerpos; Las naves espaciales en esta ruta se ven afectadas por la atracción gravitacional de la Tierra, el Sol y la Luna. Como resultado de este acto de equilibrio, este camino es relativamente estable para que las naves espaciales lo mantengan, y no necesitan gastar mucho combustible para mantenerse en el camino o viajar a la superficie.

“TIENE EL BENEFICIO NETO DE LA BAJA ENERGÍA PARA ENTRAR Y LA BAJA ENERGÍA PARA SALIR”.

“Tiene el beneficio neto de la baja energía para entrar y la baja energía para salir”, dijo Chris Baker, el ejecutivo del programa de tecnología de naves espaciales pequeñas de la NASA, durante una conferencia de prensa. Baker describe las naves espaciales en esta órbita como “montando este punto de equilibrio entre la atracción gravitacional de la Tierra y la atracción gravitacional de la Luna”.

Lograr ese equilibrio es clave, y la NASA quiere verificar cuándo el tirón de la Tierra se hace mayor en la órbita y cuándo la Luna comienza a intervenir. CAPSTONE le dará al equipo de la misión experiencia en tiempo real sobre qué tipo de maniobras se necesitan y cuándo se debe quemar combustible para mantener adecuadamente una nave espacial en este camino.

Con CAPSTONE, la NASA también va a probar una forma bastante larga de llegar a la Luna. Dado que el vehículo es tan pequeño, no tiene mucho espacio para el combustible, aunque está lleno hasta el borde con lo que podría contener. “Es un paquete bastante denso, principalmente porque el sistema de propulsión ocupa gran parte de la masa, el espacio y el volumen de la nave espacial”, dice Agasid. “Está repleto. Es una maravilla tecnológica”. La nave espacial también se lanzó desde Nueva Zelanda en un cohete relativamente pequeño llamado Electron, fabricado y operado por la compañía aeroespacial estadounidense Rocket Lab. Si bien Rocket Lab está proporcionando empuje adicional con un propulsor adicional llamado Photon, todavía no tiene mucho combustible para quemar en comparación con, por ejemplo, un cohete masivo como el Saturno V.

Así que durante los próximos cuatro meses, CAPSTONE llegará a la Luna a través de una ruta conocida como transferencia lunar balística, o BLT. Usando los efectos gravitacionales del Sol, CAPSTONE se alejará del sistema de la Tierra y la Luna, saliendo en espiral cada vez más lejos hasta que llegue al punto en el que pueda insertarse en NRHO. Requiere mucho menos combustible para hacerlo, pero mucho más tiempo para completarse.

CAPSTONE está programado para llegar a NRHO el 13 de noviembre. Una vez en órbita, permanecerá durante al menos seis meses, lo que permitirá a la NASA capturar datos críticos sobre esta trayectoria lunar. La agencia también planea probar una nueva capacidad de navegación, donde la nave espacial intentará determinar su propia posición y velocidad en el espacio. De esa manera, el vehículo requiere menos aportes de personas en tierra, una capacidad que puede resultar útil para la futura exploración interplanetaria.

Cuando se complete su misión, la NASA enviará a CAPSTONE a un curso intensivo con la Luna, con su trabajo histórico hecho. Pero por ahora, el equipo de la misión tiene que esperar mientras el pequeño satélite avanza hacia la órbita lunar. “Los beneficios de NRHO son claros, y estamos entusiasmados de ver a CAPSTONE probar y validar esta órbita por primera vez”, dijo Merancy.