martes, 21 de febrero de 2017

¿Cuándo volverá la NASA a la Luna? (O los problemas de la nave Orión)

¿Cuándo volverá la NASA a la Luna? (O los problemas de la nave Orión)
28JUL16
La NASA pretende volver a realizar misiones tripuladas a la Luna durante la próxima década con la nave Orión y el cohete SLS. No a la superficie, puesto que no hay presupuesto para ello, pero sí a la órbita de nuestro satélite. ¿Pero cuándo? Esa es la gran pregunta. La NASA cree que la primera misión tripulada de la nave Orión, EM-2 (Exploration Mission 1), tendrá lugar en algún momento entre agosto de 2021 y abril de 2023. Y esta no es la única incertidumbre con respecto a este proyecto, actualmente el que cuenta con el presupuesto más voluminoso de la agencia espacial. No olvidemos que la NASA espera gastar once mil millones de dólares en el programa Orión hasta 2023 para que sea operativo.

La nave Orión de la NASA con su módulo de servicio europeo saliendo de la órbita terrestre en la misión EM-1 de 2018 (NASA).
Ayer mismo el gobierno estadounidense publicó una auditoría del programa y hay algunos nubarrones en el horizonte. A diferencia del cohete SLS, cuyo desarrollo marcha más o menos según lo previsto, Orión presenta algún que otro problema que podrían retrasar todavía más su primer vuelo tripulado. Pero antes de seguir, hagamos un poquito de historia sobre el programa.
Orión nació en 2004 dentro del marco del Proyecto Constelación —originalmente denominado VSE (Vision for Space Exploration)— que tenía como objetivo llevar astronautas a la Luna usando el cohete gigante Ares V. Orión debía sustituir al transbordador espacial a partir de 2010, un proyecto que había quedado herido de muerte tras la pérdida del Columbia y su tripulación en 2003. Con una masa de casi 25 toneladas y un diámetro de cinco metros, Orión sería la mayor cápsula jamás construida. Conocida inicialmente como CEV (Crew Exploration Vehicle), sería bautizada como Orión en 2006. Sin embargo, en 2010 la administración Obama decidió cancelar el Proyecto Constelación por sus retrasos y sobrecostes, por lo que la NASA se quedó sin sustituto del transbordador.

Diseño actual de la nave Orión (Paco Arnau/ciudad-futura.net).


Versiones del cohete SLS (NASA).
La NASA siguió trabajando en la cápsula hasta que la Casa Blanca decidiese qué hacer con la misma. Obama decidió subvencionar entonces el desarrollo de naves privadas que permitiesen un acceso independiente al espacio para los Estados Unidos. Pero en febrero de 2012 el Congreso obligó a la NASA a seguir desarrollando la nave Orión bajo la denominación MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle). En principio no se sabía si el diseño del MPCV, o el nombre, sería el mismo que el de Orión, pero finalmente el MPCV se convirtió en el mismo programa que el CEV pero con otra etiqueta (oficialmente el proyecto se conoce como Orión MPCV). Para entonces la NASA ya había gastado cinco mil millones de dólares en Orión, pero al ser un nuevo programa su desarrollo comenzó oficialmente casi desde cero.
El 6 de diciembre de 2014 la cápsula Orión realizó su primer vuelo, la misión EFT-1 (Exploration Flight Test 1). En realidad se trató de una prueba muy limitada de solo cuatro horas de duración, ya que la nave no llevaba tripulación —y por tanto no tenía sistemas de soporte vital— ni módulo de servicio y además usó un lanzador Delta IV Heavy en vez del SLS. Y así llegamos al presente. La NASA planea lanzar la primera misión del conjunto SLS/Orión en noviembre de 2018, la EM-1 (Exploration Mission 1). Esta misión de 25 días de duración, también sin tripulación, llevará la nave hasta una órbita de tipo DRO (Distant Retrograde Orbit) a 70 000 kilómetros de la Luna (en principio debía haber llevado a cabo un simple sobrevuelo lunar, pero en 2013 se decidió enviar la nave a este tipo de órbita).
Misión EM-1 no tripulada a la Luna en 2018 (NASA).
En un esfuerzo para reducir costes, la NASA firmó en diciembre de 2012 un acuerdo con la ESA para que la agencia europea construyese el módulo de servicio, SM, de la nave por 470 millones de euros. El módulo llevaba un retraso considerable y la NASA no había finalizado su diseño. El acuerdo con la NASA permitía a la ESA pagar sus deudas por su participación en el proyecto ISS y, por tanto, sustituiría las naves de carga ATV, también lanzadas para saldar las deudas pendientes con la agencia espacial norteamericana (de ahí que a estos contratos se les llame ‘acuerdos trueque’). Obviamente, el módulo de servicio incorporaría tecnologías desarrolladas para el ATV y la NASA decidió denominarlo oficialmente como ESM (European Service Module). (Técnicamente, conviene aclarar que el SM se divide en el adaptador de la cápsula, CMA, y el módulo de servicio europeo, ESM.)
Elementos de la nave Orión MPCV (NASA).
Sin suficiente presupuesto, la NASA se ha visto obligada a retrasar la primera misión tripulada de la Orión, la EM-2. Originalmente se pensó en que esta misión fuese una simple prueba en órbita baja a lo Apolo 7, pero luego se pensó fusionarla con la misión ARM para traer muestras de un asteroide a la Tierra. Esta última opción era demasiado arriesgada, así que la NASA contempla actualmente realizar con EM-2 el mismo tipo de misión a la órbita lunar que con EM-1, aunque la decisión final no está tomada. En principio EM-2 debería tener lugar en agosto de 2021, pero la NASA asombró a propios y extraños el año pasado cuando anunció que también barajaba la opción de retrasarla hasta abril de 2023.
Opciones que baraja la NASA para la primera misión tripulada EM-2 (NASA).
En este contexto, la auditoría gubernamental ha señalado varios problemas de cara al futuro que podría acarrear unos sobrecostes de 707 millones de dólares hasta 2020. Aunque parezca mentira teniendo en cuenta que la nave ya realizó una misión orbital en 2014, el diseño de la cápsula no está finalizado. La NASA ha decidido cambiar el escudo térmico principal de la cápsula por uno de diseño modular en vez de uno monolítico después de los problemas —eufemismo para grietas— que surgieron en la fabricación del escudo de la misión EFT-1 y debido también a la mayor velocidad de reentrada de las misiones lunares. El nuevo escudo incorporará hasta 300 piezas y material de relleno similar al usado en el transbordador. La auditoría teme que la certificación de este nuevo escudo aumente el presupuesto final. También en 2015 la NASA y el contratista principal, Lockheed-Martin, decidieron aligerar la estructura principal y descubrieron un problema potencialmente fatal con los paracaídas de la nave. Si, por algún motivo, sólo se abren dos de los tres paracaídas (acuérdense del Apolo 15) se pueden producir oscilaciones que provoquen un amerizaje más violento de lo esperado. Otro problema es el software. La auditoría calcula que la NASA podría necesitar 90 millones de dólares adicionales para tener listo el software operativo del vehículo de cara a la misión EM-2.
Estado del desarrollo de la Orión (NASA).
Cápsula Orión EFT-1 (NASA).
Fuselaje de la nave Orión de la misión EM-1 (NASA).
Otra fuente de preocupación es el acuerdo con la ESA. La auditoría subraya la falta de control técnico —y político— de una pieza tan importante de la nave. La ESA ha experimentado repetidos retrasos con el módulo de la misión EM-1, aunque para ser justos la mayoría se deben a que la NASA decidió comenzar su construcción sin tener el diseño de la nave finalizado. La ESA envió el módulo de prueba —no el artículo de vuelo— a la NASA en noviembre de 2015, once meses más tarde de lo previsto, y encima no estaba finalizado. El módulo real también ha sufrido retrasos y ahora se calcula que no llegará a EEUU hasta abril de año que viene, tres meses más tarde. Tampoco está claro qué pasará con el módulo de la misión tripulada EM-2, que en teoría también correrá a cargo de la ESA. Este módulo presentará numerosas modificaciones —radiadores más grandes, sistema de soporte vital, un adaptador diferente para una nueva etapa superior del SLS, etc.— con respecto al de la misión EM-1 y su desarrollo podría enfrentarse a varias complicaciones. La auditoría identifica el módulo de servicio europeo como la principal fuente de sobrecostes del programa Orión (¿una forma de echar balones fuera?), que podrían alcanzar los 200 millones de dólares.
Pruebas de despliegue de los paneles solares del módulo de servicio de la Orión (ESA).
Módulo de servicio de Orión (ESA).
Teniendo esto en cuenta, la auditoría duda de que la NASA pueda mantener el coste del programa por debajo de los 11 300 millones hasta 2023. Y no son los únicos problemas. El panel de seguridad aeroespacial ASAP ha señalado recientemente que la NASA está tomando demasiados riesgos en la planificación de la misión EM-2 y recomienda llevar a cabo una misión previa en órbita baja. Por su parte, la NASA sigue afirmando públicamente que no descarta lanzar la primera misión tripulada EM-2 en 2021, aunque reconoce que las probabilidades son de solo del orden del 40% (para abril de 2023 la probabilidad aumenta al 70%). En cuanto a la misión EM-3, que debe llevar dos astronautas para recoger muestras del asteroide en la misión ARM, la NASA ha declarado que la falta de asteroides cercanos adecuados y los retrasos en el sistema de propulsión iónica de la sonda ARM impedirán que se realice la misión antes de 2025 (originalmente se propusieron fechas tan cercanas como 2020).
Además de los contratiempos financieros, el programa SLS/Orión se enfrenta a una crisis más profunda. Un proyecto que solamente realizará dos misiones tripuladas —y eso con suerte— en los próximos diez años a pesar de tener una inversión tan elevada —recordemos que Orión es solo una fracción del presupuesto del SLS es un objetivo fácil para las críticas y hace que las posibilidades de cancelación aumenten considerablemente.
Fases de la misión EM-1 (NASA).

Misiones planeadas del sistema SLS/Orión:
·         EM-1 (Exploration Mission 1): septiembre-noviembre 2018. Misión no tripulada a una órbita lunar de tipo DRO.
·         EM-2: agosto 2021-abril 2023. Misión tripulada con cuatro astronautas a la Luna (¿órbita DRO?).
·         EM-3: ¿2026? Misión ARM con dos astronautas para traer muestras de un asteroide.
Referencias:
·         http://gao.gov/assets/680/678704.pdf
·         http://www.nasa.gov/feature/orion-s-service-module-completes-critical-design-review
·         http://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/Orion/Critical_design_milestone_for_Orion_s_European_service_module

·         https://airbusdefenceandspace.com/newsroom/news-and-features/orion-spacecrafts-solar-array-successfully-put-to-the-test/
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