Con el nuevo ímpetu administrativo de EEUU, los socios europeos, japoneses, rusos y canadienses, y decenas de empresas adheridas en busca de I+D y patentes comerciales, la NASA prepara la primera estación orbital en la Luna como la piedra angular de un proyecto muy ambicioso que incluye la colonización lunar y el viaje tripulado a Marte.
IMÁGENES: NASA / ESA / CNSA
Ya en junio de 2017 la NASA tenía claro que volvería a la Luna. Curiosamente ha sido el presidente más iletrado y menos versado posible en ciencias, Donald Trump, el que ha dado más impulso a todos los proyectos de regreso a la Luna para algo más que colocar una bandera y volver. Quizás la obsesión nacionalista de Trump, y cierta confusión de miras, haya beneficiado a la astronomía y la ingeniería aeroespacial. No hay mal que por bien no venga, dice el refrán, pero esto es mucho más complicado que el arrebato puntual de un dirigente que podría estar un año más o cinco, pero que será sustituido en breve; los proyectos aeroespaciales tienen otro ritmo temporal. Porque hablamos de años, lustros, décadas. Y porque, en el fondo, todo lo que hacen en realidad es una preparación para la otra obsesión de la especie, el hermano rojizo de la Tierra. En realidad el Proyecto Gateway (literalmente traducido, “puerta de enlace”) no es una frivolidad lunar más, es la estación intermedia hacia Marte. Pero primero vamos a revisar qué es Gateway y por qué es el proyecto aeroespacial más ambicioso de los humanos viajeros.
Con 2019 llegó una noticia que no atrajo muchos titulares fuera de la prensa especializada en divulgación científica: las agencias espaciales que participaban en la Estación Espacial Internacional (ISS) aprobaron los planes de desarrollo del proyecto Deep Space Gateway, definido como un “puesto avanzado en órbita lunar” que en realidad es una estación espacial permanente, y para el Deep Space Transport (el módulo Orión en sus nuevas fases). El 5 de marzo la Junta de Coordinación Multilateral (MCB) de la ISS (formada por EEUU, Canadá, Europa, Japón y Rusia) concretaron el compromiso para la construcción de Gateway, que tendrá tres usos concretos: científico, para explorar la superficie de la Luna, monitorizarla y preparar presencia permanente en la superficie (o bajo ella); aeroespacial, para desarrollar y testar los sistemas y tecnologías de nueva generación pensadas para viajes mucho más largos y en un escenario de ingravidez; y “marciano”, ya que Gateway será la plataforma intermedia para un futuro viaje tripulado a Marte. El plan en realidad era mucho más antiguo, surgido a partir del éxito de la ISS y del impulso de la administración de Barack Obama a la exploración de Marte. Pero después del compromiso contractual llega el momento de saber cómo hacerlo. Hay un plan, pero debe implementarse y construir tecnología que a día de hoy sólo está en fase de desarrollo.
Para empezar hay que crear los módulos que conformarán la parte central de Gateway, como un gran mecano al que se le añadirán piezas extras que serán desarrolladas por las agencias aliadas, principalmente la Agencia Espacial Europea (ESA), la agencia rusa (Roscosmos), la de Canadá (CSA-ASC) y Japón (JAXA). Cada una tendrá una misión concreta. Por ejemplo, la ESA construirá el módulo fijo ESPRIT en solitario y ayudará a la NASA con el módulo de servicio y transporte Orión; Roscosmos, además de ofrecer sus estaciones de lanzamiento terrestres, construirá un módulo multipropósito que servirá, entre otras cosas, para zona de atraque o unión de otros módulos de trabajo. JAXA trabajará en alianza con la NASA para el segmento logístico de almacenaje y con la ESA para el habitáculo de la tripulación permanente. Y Canadá construirá los brazos robóticos exteriores para el trabajo de la estación. Todo lo demás lo desarrollará la NASA junto con las empresas privadas contratadas, en especial el sistema de lanzamiento SLS/Orión. Ésa es la teoría conceptual.
Lockheed Martin también tiene un proyecto cislunar similar, el NextSTEP (Space Technologies for Exploration Partnerships), aprobado por la NASA en 2015 como uno de los candidatos para futuras misiones de exploración en la Luna, pero que podría ser la base de trabajo para módulos más potentes y ambiciosos, ya con el horizonte marciano muy presente. A fin de cuentas la compañía es una de las contratistas del módulo Orión, así que trabajan sobre seguro y en un campo que dominan. Como mínimo el proyecto está diseñado para mantener durante 60 días a cuatro tripulantes en órbita lunar en un habitáculo reutilizable, en misiones cortas de un mes o mes y medio y que permanecería en estado latente hasta el siguiente reemplazo. Como vehículo intermedio sería extremadamente útil, pero es más problema que este prototipo se fusione con los nuevos planes.
Recreación del habitáculo de Gateway
La estación entrará en una órbita cislunar (NHRO en sus siglas en inglés) concreta que tendrá dos ventajas: explorar la superficie lunar en detalle, en toda su extensión (la órbita elegida tiene una peculiar forma de lazo múltiple que permitirá a Gateway pasar muy cerca de la Luna y luego alejarse, entre 1.500 km y 70.000 km, lo que la dejaría en espacio profundo), pero también monitorizar la Tierra a distancia y servir de puente de comunicaciones permanente. Servirá de base de desarrollo para nuevas tecnologías que luego tendrán aplicaciones en la vida terrestre, como ocurrió con el Programa Apolo para ir a la Luna en los años 60. Todo esto con un doble problema a cuestas: intentar llegar a Marte en algún momento posterior a 2030, para lo que hace falta mucha financiación y el gobierno conservador (más el Senado y hasta 2019 el Congreso de EEUU) no ha dado ni un centavo. Tampoco lo hizo Barack Obama, que retrasó la financiación para Gateway varias veces. Pero hay que encontrar salida al nuevo sistema SLS/Orión y hacerlo productivo para algo mas que alimentar una ISS que ya está descontando los días para su final.
El proyecto tendrá dos fases. En la primera, entre 2018 y 2026, nacería la estación a partir del uso del sistema SLS (cohetes propulsores en la fase actual, llamados Block 1A) con el módulo Orión (reutilizable, que puede ser tripulado o trabajar de forma autónoma, denominada EM-1), que tendría que realizar varias pruebas de órbita cislunar en los próximos dos años. Esa misión quedó retrasada para este año, con lo cual ya empezamos a demorarnos. El siguiente paso sería el Block 1B, es decir, con la primer actualización del SLS, ya a partir de 2022 y con la misión de llevar la sonda Europa Clipper hacia Júpiter. La primera misión tripulada de la Orión no llegaría hasta 2023, con una duración estimada de entre 8 y 23 días para testar todo el sistema ya con humanos; en esta misión orbitarían la Luna siguiendo el mismo viaje que hizo el Apolo 13 en 1970 cuando fallaron sus sistemas y no pudo alunizar. Sería justo en esta misión de 2023 cuando se colocaría la primera pieza central del Gateway, el módulo central equipado con sistemas de propulsión y generadores de energía solar, con un peso total de casi nueve toneladas. Desde ese momento los lanzamientos serían casi de uno al año, con añadidos continuos. El habitáculo debería estar teóricamente listo entre 2024 y 2025, que permitiría visitas de hasta 45 días en órbita. El módulo logístico llegaría en 2025, el puerto de atraque en 2026.
Módulo Orion acercándose a Gateaway para atracar
La segunda fase general llegaría en 2027, donde, si todo va bien, la nueva Gateway ya operaría como estación lunar y científica, paso previo para el Deep Space Transport (DST), una nave de 41 toneladas de propulsión solar SEP (150 kW de potencia) diseñada como un vehículo interplanetario (reforzado, capaz de soportar la radiación solar y espacial en trayectos largos, ya fuera del campo magnético terrestre). Para viajes más largos utilizaría un sistema ya conocido y testado, los motores iónicos. La primera versión, no tripulada, sería lanzada a partir de ese año. Después se uniría a la estación Gateway de forma temporal mientras termina el ensamblaje final del proyecto. En 2029 debería realizarse el primer ensayo tripulado de la DST, liberándose de la Gateway en una misión de 400 días en los que se testaría el habitáculo, la propulsión y el resto de sistemas. A partir de 2030, con más añadidos, empezaría el verdadero viaje de la DST rumbo a Marte. El primer salto se limitaría a llegar, orbitar el planeta rojo y regresar.
Obviamente todo esto es un plan sobre el papel. Si tenemos en cuenta que la primera prueba no tripulada de la Orión ya se ha retrasado un año no empezamos bien. Pero este tipo de situaciones son parte de la exploración espacial. Hay que dejar claro que fue la administración Obama la que fulminó el primer proyecto SLS/Orión, que irónicamente, ya realizado, ha servido de justificación para Gateway, una auténtica voltereta ad hoc que puede sonar muy modesta. Para empezar Gateway tendría apenas unos 125 metros cúbicos de volumen con un peso de unas 75 toneladas reales, pequeña en comparación con la ISS, pero mucho menos de lo necesario según los antiguos planes de la NASA. La administración Trump, por el contrario, con su obsesión de marketing nacionalista, bien podría conseguir el impulso al proyecto con la promesa de volver a pisar la Luna. La opción de que Gateway sirva de paso previo para una estación lunar permanente (y su explotación comercial) es una realidad que no ha parado de dar vueltas en EEUU, y bien podría ser la justificación política que necesita la NASA.
La Luna en datos y curiosidades
Nuestro satélite está a 384.400 km de media de la Tierra, con una inclinación de 5,1454 grados, una excentricidad orbital de 0,0549, masa de 7,349 x 10 (elevada a 22) kg, un diámetro de 3.476 km y una superficie de 38 millones de km2. Luego viene lo obvio: es el único satélite natural de la Tierra y el quinto más grande del Sistema Solar, con una órbita que lo mantiene en sincronía con la Tierra (siempre vemos la misma cara de la Luna), y a pesar de ser el objeto más brillante en el cielo después del Sol, su superficie es en realidad muy oscura, con una reflexión similar a la del carbón. Sobre nosotros ha tenido una doble influencia: física, porque su presencia ha modulado las corrientes marinas y las mareas oceánicas al colocarse más cerca en su órbita (literalmente eleva el agua hacia sí por su gravedad y provoca la retirada de las mareas en las costas), además de equilibrar a la Tierra y evitar un excesivo “bamboleo” en el propio movimiento terrestre.
Tiene también un poder abstract0, por su enorme influencia cultural, religiosa y artística en las diferentes civilizaciones humanas, tanto como para inspirar calendarios y mitos. Otro aspecto: los eclipses. Su cercanía la convierte en el cuerpo más grande visible, más incluso que el Sol, razón por la cual cuando las órbitas coinciden en una posición concreta puede llegar a tapar el disco central solar y provocan ese efecto sobre la Tierra de tapar la luz. Es, además, el único cuerpo celeste pisado por el ser humano (entre 1969 y 1972), desde entonces la Luna se mantiene “neutral” por el tratado del espacio exterior que no adjudica a nadie su posesión y sólo la destina a fines científicos, si bien China ha insinuado (con demasiado optimismo) que podría pensar lo contrario. Pero para eso primero hay que llegar allí con algo más que un robot como hicieron este 2019.
China, la última en llegar
Lanzada a principios de diciembre de 2018, la sonda china Chang’e-4 llegó a la cara oculta de la Luna en enero y para demostrarlo envió las primeras fotos panorámicas en la superficie. Fue la primera vez que se hizo un aterrizaje mecánico en la cara oculta de nuestro satélite, y no fue la NASA, sino la agencia espacial china (CNSA). Además de una imagen parcial que demuestra (para los conspiranoicos incrédulos) que son iguales a las que tomó la Misión Apolo en los 60 y 70, también hay una foto de 360º compuesta de varias imágenes de la cámara instalada en la parte superior del módulo de aterrizaje; éste luego envió las imágenes al satélite de comunicaciones Quequiao situado en el segundo punto de Lagrange (a 455.000 km de la Tierra) y que sirve de puente de comunicaciones entre la cara oculta lunar y nosotros. La sonda Chang’e-4 aterrizó en el cráter Von Karman en la Cuenca del Polo Sur-Aitken en la mañana del 3 de enero, y el rover lunar Yutu-2 condujo hasta la superficie lunar esa misma noche.
Para la exploración espacial este logro es tan importante como que las sondas y rovers Opportunity y Curiosity estén en Marte. Ha permitido además testar el influjo del Sol en un mundo sin atmósfera: Yutu-2 tuvo que parar cuando la radiación solar elevó su temperatura hasta los 100º, lo que demuestra que la Tierra es muy afortunada. El lugar elegido, esa cuenca inmensa, no es casual: debido a que es una zona de impacto, es muy posible que el rover encuentre en la superficie material del subsuelo profundo de la Luna. La sonda es además una etapa intermedia para un plan mucho más ambicioso de China: quiere llevar astronautas (taikonautas en la jerga de la agencia china) a la Luna en 2030 y establecer algún tipo de misión permanente. Entre medias llegará Chang’e 5, que recogerá muestras de la superficie y las llevará a la Tierra de vuelta. Eso será ya en 2019, y luego, en 2022, entraría en funcionamiento la estación espacial Tiangong-3, similar a la ISS internacional pero sólo bajo control de China, que no participó en aquel proyecto.
Colonias en antiguos tubos de lava
En la 47ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria (LCSP) de 2016 se presentaron los datos obtenidos por los estudios de la Universidad de Purdue (Indiana – EEUU) y de la misión GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) de la NASA. Las investigaciones se concentraron en la región lunar de Marius Hills a partir de los datos de la misión GRAIL lanzada en 2011, que puede medir el flujo y reflujo gravitatorio de la Luna con gran precisión. El mapa de datos permitió comprender cómo son estos tubos y cómo se distribuyen por el subsuelo. La gravedad lunar no es continua, sino que se altera en función de los bloques de masa sólida que hay bajo la superficie. A más densidad, más fuerza gravitatoria en contra del punto de observación. Así, cuando las naves pasaban sobre una zona donde había presencia de tubos de lava, la fuerza descendía; concretamente en diez puntos de variación significativa. Podrían ser simas, agujeros o incluso espacios vacíos de roca bajo la superficie, con espacio suficiente (decenas de km de largo y casi uno de ancho) para albergar ciudades subterráneas de forma permanente.
Es una simple idea, e implicaría que la Luna tuvo actividad volcánica (como Marte) y que esos tubos existen y están huecos (como se presupone también en Marte). Esos agujeros serían perfectos para los humanos por tres razones básicas: primera, protegerían a los humanos de la radiación cósmica ya que la Luna no tiene atmósfera digna siquiera de llamarse así, ni tampoco campo magnético como la Tierra que frene las oleadas de radiación. Segunda, protegería a los colonos y sus instalaciones de los brutales cambios de temperatura de la superficie lunar (que pueden oscilar entre los 153 bajo cero y los 123 sobre cero), creando un espacio controlable. Y tercera, y no menos importante: protege de los eventuales bombardeos de meteoritos, mucho más frecuentes de lo que imaginamos.
