Del primer humano que apuntó a la Luna, al primer paso que se dio sobre ella, la humanidad se prepara para dar el siguiente salto tecnológico más importante de su historia desde la misión Apolo. Artemis II es la apuesta más ambiciosa de acercar al humano a los misterios de la cara lunar oculta.
Pero salir del planeta tiene sus retos, especialmente considerando que de por medio está la supervivencia de cuatro astronautas, quienes se aventurarán por primera vez en el espacio profundo.
“Estas misiones tan complejas y de tan alto nivel —como lo son volver a ir a la Luna o viajar a Marte—, siempre resultan en el desarrollo de tecnologías que a lo mejor no hubieran sido diseñadas si no fuera por esta motivación”, comenta Olivia Graeve catedrática del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial y directora del Centro CaliBaja para Materiales y Sistemas Resilientes en la Universidad de California, en San Diego, Estados Unidos.
Así como ocurrió con la primera misión del humano rumbo al satélite natural, el viaje plantea nuevos hitos técnicos y científicos que, si bien están destinados a conocer el espacio, eventualmente, terminarán por volver a la Tierra.
“Muchas de las tecnologías que se fueron desarrolladas para las misiones Apolo primero fueron diseñadas para eso y después terminaron en nuestras propias casas”, añade la especialista en la creación y diseño de materiales aptos para ambientes extremos como los que se presentan en el espacio.
Aunque aún están por verse reflejados los efectos de lo que la Administración Estadounidense de Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) ha descrito como “una época dorada de innovación y exploración”, las capacidades actuales son un punto de partida para imaginar el futuro.
Cohete SLS: el más potente jamás diseñado
Ha pasado más de medio siglo desde Apolo. Ahora, una tripulación de cuatro astronautas planea dar una vuelta alrededor de la cara oculta de la Luna sin aterrizar en su superficie y regresar a la Tierra, todo, en 10 días. La fecha más próxima de posible lanzamiento es el próximo 1 de abril de este 2026. La misión se ha pospuesto y reprogramado en más de una ocasión en los últimos meses.
Al igual que su predecesora, Artemis I, la nave despegará a bordo del cohete conocido como Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS, por sus siglas en inglés), el más potente jamás diseñado: genera una fuerza colosal de alrededor de 4 millones de kg de empuje, convirtiéndolo en el único capaz de ejecutar la misión.
Aunque ya se han realizado viajes en él, esta será la primera vez que el heredero de las tecnologías del transbordador y el programa Apolo, lanzará a un grupo de tripulantes al espacio profundo.
Además, está pensado para el futuro: aunque sólo se utilizará un bloque de él durante el despegue, la NASA pretende transformarlo para misiones más complejas, entre ellas, el viaje a Marte.
La cápsula Orión: súper materiales e innovación
Reid Wiseman, comandante de la misión; Victor Glover, piloto; Christina Koch, exploradora e ingeniería y Jeremy Hansen, ex piloto de combate canadiense, conforman la tripulación que allanará el terreno para alunizajes futuros.
Para garantizar la seguridad del viaje más lejano que haya realizado cualquier ser humano en décadas, fue necesario el desarrollo de la Unidad de Control Térmico: una pieza diseñada en España.
Funciona como el termostato de toda la operación, su tarea principal es evitar que los radiadores con los que funcionan los sistemas operativos de la nave colapsen ante el clima extremo: en el espacio las temperaturas oscilan entre los -150 °C a la sombra y los 120 °C bajo el Sol.
También se logró el desarrollo de un sistema de soporte vital, un conjunto de sistemas que permiten que la vida sea posible dentro de la cápsula.
Equipado con tanques, filtros, tuberías, conductos y sistemas especializados, tiene a su cargo los niveles de oxígeno, nitrógeno, agua; la eliminación de gases peligrosos como el CO2 a través de un monitor de aire láser, así como la operación del control del inodoro más compacto y sofisticado que alguien haya utilizado.
A la par, la nave Orion está equipada con paneles solares, colocados en sus alas, para obtener energía mediante materiales de gran resistencia para soportar la radiación y las altas temperaturas.
“Todos estos sistemas son complejos. Tienen muchísimos componentes que tienen que estar coordinados los unos con los otros. Eso requirió de un equipo de cientos de personas”, añade Olivia.
Orion además cuenta con navegación óptica autónoma pensada para evitar que los astronautas queden a la deriva si se pierde la comunicación en Tierra ya que ayuda a tomar fotos de las estrellas y la Luna para calcular su posición exacta y regresar a casa sin ayuda externa.
El primer examen de manejo espacial
Uno de los hitos más importantes que se esperan dentro de la misión es conocido como “Demostración de Operaciones de Proximidad”, que consiste en manejar a Orion de forma manual después de que se separe de la última fase del cohete.
Los astronautas tomarán los controles de la nave y la pilotaran manualmente de forma periódica durante el vuelo alrededor del astro y de regreso. Uno de los objetivos será acercarse y alejarse de los “restos” del SLS una vez que la tripulación esté a salvo en el espacio.
“Los miembros de la tripulación que participen en la demostración utilizarán dos controladores diferentes, denominados controladores manuales rotacionales y traslacionales, para dirigir la nave espacial”, detalla la NASA.
La primera práctica de manejo espacial tiene un objetivo: prepararse para perfeccionar los aterrizajes en viajes futuros, no solo a la Luna, sino también a Marte. Las pruebas son vitales considerando que lo que se busca es pilotar un coloso de 25 toneladas a miles de kilómetros por hora.
Escudo Térmico y las trayectorias para el reingreso a la Tierra
Para el regreso, el equipo que forma parte de la logística calculó una ruta que aprovecha la gravedad lunar para "catapultar" a la nave de regreso a la Tierra de forma natural.
Se tiene contemplado que el retorno se efectúe alrededor del día diez. La cápsula Orion entrará en la atmósfera a unos 40 mil km/h, por lo que se creó un escudo térmico con el potencial de soportar las temperaturas generadas ante la fricción que se ocasiona y que alcanzan los 2 mil 800°C.
“¿Qué se requiere para esto? Hay materiales en la naturaleza que tienen resistencia a las temperaturas muy altas. Sí hay ejemplos de minerales naturales en la tierra que tienen resistencia a las ultra altas temperaturas como los que se encuentran en los volcanes”
“La idea en el diseño de materiales para estos vehículos de reintroducción de órbita hacia la Tierra es tomar algunos de estos ejemplos de la naturaleza y modificarlos de tal manera que se incremente la resistencia”
Un problema en la operación de este mecanismo puede ser fatal. La mañana del primero de febrero de 2003 la Agencia Espacial Estadounidense esperaba expectante el regreso de siete astronautas a bordo del transbordador Columbia. Poco antes de la hora prevista, los sensores de temperatura de la nave alertaron un calentamiento en exceso en el ala izquierda.
La nave terminó desintegrándose al ingresar en la atmósfera, derivando en la muerte de la tripulación. Se confirmó que un golpe durante el lanzamiento perforó el recubrimiento térmico, al regresar, el plasma caliente entró por ese agujero.
Sistema para que el resto de la Tierra vea el viaje
El mundo podrá ser testigo del viaje en tiempo real gracias a las comunicaciones ópticas desarrolladas. Por primera vez se utilizará una terminal de comunicaciones láser (denominada Orion Artemis II Optical Communications System) para transmitir datos desde el entorno lunar.
El equipo enviará video en 4K de alta definición en tiempo real, superando los sistemas tradicionales. Así, el láser permite compartir mucha más información científica y diagnóstica en apenas una fracción del tiempo.
El impacto de Apolo y otras misiones: los antecedentes que marcaron al mundo
Puede que la llegada a la Luna en 1969 no justifique por sí sola los 25 mil 800 millones de dólares que se destinaron en ese entonces para la operación.
El costo oficial del lanzamiento del SLS/Orion en esta segunda fase del proyecto Artemis reportado por la NASA es de cerca de 4 mil millones de dólares, mientras que el programa en su conjunto acumula un estimado superior a los 93 mil millones de dólares solo entre 2012 y 2025.
Entre el debate sobre las implicaciones y el impacto en el ambiente, lo cierto es que los beneficios de la carrera espacial han repercutido en el día a día de las personas.
La misión Apolo marcó avances en la informática, de hecho, se le atribuye la posibilidad de crear diseños de máquinas compactas, como se hizo evidente en las computadoras y los teléfonos móviles.
Los trajes espaciales diseñados para proteger a los astronautas dieron pie al diseño de chalecos refrigerantes que ayudan a personas con esclerosis múltiple y los trajes de bomberos contienen un material resistente al calor diseñado para brindar protección en el espacio.
“Los proyectos de esta índole son motivadores para el diseño de nuevas tecnologías que eventualmente terminan siendo de uso diario”, reflexiona la ingeniera.
De acuerdo con el registro oficial de tecnologías espaciales transferidas al sector privado, NASA Spinoff Database, la tecnología de cámaras miniaturizadas y de bajo consumo energético —inicialmente diseñada por la agencia— son ahora la base de las cámaras de los teléfonos inteligentes y las imágenes definidas que se pueden observar en el cine.
Lo mismo ocurre con las lentes resistentes a los arañazos que utilizan recubrimientos de gran dureza, desarrollados originalmente para aplicaciones aeroespaciales; así como con los auriculares inalámbricos que tienen su origen en la tecnología pionera enfocada en la comunicación manos libres para los astronautas.
¿La evidencia es suficiente para excusar el impacto negativo de la exportación espacial? La respuesta no es clara, sin embargo, la investigadora de la Universidad de California tiene claro el por qué se sigue intentando.
“Tenemos una curiosidad nata de saber qué es lo que está del otro lado. Viene de la psicología humana, somos curiosos, queremos saber cómo funciona el universo. Y en algunos casos la única manera de responder estas preguntas es explorándolo”
LHM