Impresión artística del aterrizaje de la misión en Marte – Airbus

La Agencia Espacial Europea (ESA), junto con Thales Alenia Space, el contratista principal de la misión, acaba de anunciar que ha contratado a Airbus para construir una nueva plataforma de aterrizaje para la misión ExoMars.

ExoMars, que empezó su desarrollo en 2001, está formada por dos componentes: un orbitador, que fue lanzado como ExoMars 2016 y que lleva en servicio alrededor de Marte desde 2018, y el rover Rosalind Franklin.

Rosalind Franklin tenía que haber sido lanzado como ExoMars 2018 en, efectivamente, 2018. Pero no estuvo listo a tiempo. Ni como ExoMars 2020. Y aunque por fin estaba listo para ser lanzado como ExoMars 2022 la rotura de relaciones entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la agencia espacial rusa Roscosmos tras la invasión de Ucrania hizo que se quedara sin plataforma de aterrizaje, que ponía Rusia. Así que tampoco pudo ser lanzado ese año.

Pero aún así la ESA decidió seguir intentando lanzar el rover, pues será el primero capaz de tomar muestras hasta dos metros por debajo de la superficie del planeta gracias a su taladro. Si esta vez todo va según lo previsto despegará en 2028 para aterrizar allí en 2030.

La nueva plataforma es muy similar a Kazachok, la plataforma rusa que no llegó a ser utilizada. Tras la maniobra de frenado atmosférico y el descenso en paracaídas hará un aterrizaje sostenido por sus cuatro motores. Una vez sobre la superficie de Marte, desde el control de la misión decidirán por cuál de las dos rampas de descenso de la plataforma bajará el rover a la superficie.

Impresión artística de Rosalind Franklin bajando a la superficie de Marte – Airbus

Aunque disponer de una plataforma de aterrizaje quizás no sea el final de los eternos problemas de esta misión, ya que junto con Kazachok la invasión de Ucrania por parte de Rusia también supuso que se quedara sin lanzador, que iba a ser un cohete Protón.

Ahora se supone que lo pondrán los Estados Unidos. Pero en el clima de tensión internacional que está creando la administración Trump y a la vista del recorte de gastos que quiere imponer a la NASA, yo no las tengo todas conmigo.

La colaboración de la NASA se supone que también incluye calentadores de radioisótopos (RHU) a base de plutonio-238 que servirán para mantener la temperatura de los componentes del rover a niveles compatibles con la vida electrónica. Y, de nuevo, habrá que ver si se mantiene.

Será la tercera vez que la ESA intente aterrizar en nuestro planeta vecino. La primera fue en 2003, con el aterrizaje de la sonda Beagle, que si bien se posó de una pieza sobre él, no llegó a entrar en servicio porque sus paneles solares no se desplegaron correctamente. La segunda fue en 2016, con el intento de aterrizaje del módulo Schiaparelli, que era un demostrador para el aterrizaje de ExoMars 2018. Aunque un error de software hizo que terminara estampado contra el suelo.

Después de dos intentos cancelados por la mala meteorología hoy a las 12:30, hora peninsular española (UTC +2) despegaba la misión Going Full Spectrum de la empresa alemana Isar Aerospace. Se trataba del primer intento de lanzamiento orbital por parte de una empresa europea. Y del primer intento de lanzamiento orbital desde Europa continental. Pero la misión terminó unos 30 segundos después del lanzamiento cuando el cohete se estrellaba en las proximidades de la plataforma de lanzamiento.

Durante los primeros 15 segundos o así de la misión todo parecía ir bien mientras el Spectrum se elevaba y libraba la torre de lanzamiento. Pero a los aproximadamente 18 segundos empezaron a producirse oscilaciones longitudinales cada vez más fuertes que terminaron por hacer que el cohete se girara casi 180 grados.

Esto llevó a activar el sistema de terminación de vuelo –básicamente apagar los nueve motores Aquila de la primera etapa– lo que hizo que el Spectrum se precipitara contra el suelo y causara la correspondiente explosión.

La retransmisión oficial no permitió ver el impacto, aunque un vídeo publicado más tarde permite ver que el cohete cayó al agua y no sobre la plataforma como daba la impresión en algunas imágenes grabadas por otras vuentes. El CEO de la empresa dice que tampoco ha habido que lamentar daños personales.

Su cohete es el Spectrum, que mide 28 metros de largo y dos de ancho y consta de dos etapas fabricadas en compuestos de carbono. La primera monta nueve motores Aquila; la segunda uno. Son motores que, igual que el resto del cohete, han sido desarrollados por la empresa. Utilizan propano y oxígeno líquidos como propelentes. El motor de la segunda etapa puede hacer múltiples encendidos, lo que permite al Spectrum colocar cargas útiles en distintas órbitas.

Tiene una capacidad de 1.000 kilos a órbita baja terrestre y de 700 kilos a órbita sincrónica al Sol, ya sea en lanzamientos dedicados o compartidos. Desde Andøya, debido a su elevada latitud, serán lanzamientos a órbitas polares o sincrónicas al Sol. Pero Isar Aerospace tiene un acuerdo con el espaciopuerto europeo de Kourou para poder lanzar desde allí, lo que le permitiría llegar a órbitas ecuatoriales o de baja inclinación.

Hay que reconocer el mérito a Isar Aerospace de haber conseguido llegar a un intento de lanzamiento orbital en apenas siete años, en especial teniendo en cuenta que tanto el cohete como los motores son diseños propios de la empresa. Y no hay duda de que habrán aprendido cosas con el lanzamiento de hoy.

Pero habrá que ver cómo siguen adelante y cuándo pueden volver a intentarlo. Ya tienen dos cohetes más en producción pero dependerá mucho de qué modificaciones haya que hacer en ellos a tenor de lo sucedido hoy.

Y, en cualquier caso, cualquier avance en el sentido de que Europa pueda disponer de una capacidad de lanzamiento independiente es muy importante, en especial en el clima político actual.

En ese sentido Isar Aerospace ha recibido hasta ahora tres rondas de cofinanciación de la Agencia Espacial Europea (ESA), dentro del programa Boost! que tiene como objetivo apoyar las iniciativas comerciales que ofrecen servicios de transporte al espacio, en el espacio y de retorno de cargas del espacio.

Está previsto que el programa siga dando soporte a los preparativos del segundo vuelo de prueba del Spectrum y a la ampliación de las instalaciones de producción en la nueva sede de la empresa en Vaterstetten (Alemania).

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El módulo de carga de la Cygnus 7 «S.S. John Glenn» en su contenedor de transporte – NASA/Kim Shiflett

La NASA acaba de anunciar que renuncia a lanzar la cápsula de carga Cygnus 22 hacia la Estación Espacial Internacional (EEI) a causa de un accidente durante su transporte. Su lanzamiento estaba originalmente previsto para febrero, pero problemas con la aviónica lo habían retrasado a junio.

Aunque a principios de este mes la NASA y Northrop Grumman (NG), el fabricante de las Cygnus, dijeron que estaban evaluando el estado del módulo de carga de la cápsula porque el contenedor en el que estaba siendo transportado para su lanzamiento, similar al de la foto de arriba, había resultado dañado en un accidente.

Y al final ha resultado que el módulo de carga, que es la parte de la cápsula que se conecta directamente a la EEI y en cuyo interior va la carga útil, estaba también dañado. Así que la misión NG-22 desaparece de la programación por completo. Pero hasta el punto de que la siguiente Cygnus, cuyo lanzamiento está previsto para otoño de este año, volará la misión NG-23. Lo que no está aún decidido es si la cápsula dañada será reparada para volar una misión futura.

Cada Cygnus, en su versión actual, puede llevar hasta 3.500 kilos de carga en un volumen de 27 metros cúbicos en su módulo de carga

La NG-22, que aún no había sido bautizada, era la última de las tres que estaban programadas para ser lanzadas en sendos Falcon 9 mientras NG terminaba de tener listo su nuevo cohete Antares 330.

Pero aún está por ver que el 330, que Northrop ha tenido que desarrollar porque la primera etapa del Antares 230+ que usaba antes usaba dos motores RD-191 fabricados por la empresa rusa NPO Energomash que ahora resultan «complicados» de conseguir, vaya a estar listo a tiempo. Con lo que a lo mejor también se retrasa, a menos que la NASA y NG decidan lanzarla en el tercer Falcon 9 que había contratado.

La Cygnus 7, completa con su módulo de servicio, que se ve en la parte superior, a punto de llegar a la Estación Espacial Internacional – NASA

Así que la NASA ha optado por retirar parte de los materiales científicos que iban a ser lanzados en la Dragon 32 de SpaceX y sustituirlos por comida y otros consumibles para la tripulación de la Estación. Que no es que haya escasez a bordo de ella, pues siempre se planean estas cosas con meses de reserva a bordo. Y también están las cápsulas de carga Progress rusas.

Pero es que también coincide que la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) va con retraso en la puesta en servicio del HTV-X, su nuevo carguero espacial que tenía que haber entrado en servicio en 2022. Su primer lanzamiento está ahora previsto para septiembre de este año. Pero desde que terminó la misión del HTV-9 en agosto de 2020 es un recurso menos para enviar carga a la Estación.

Y con que la entrada en servicio de la versión de carga del avión espacial Dream Chaser tampoco deja de retrasarse. Cuando la NASA decidió en enero de 2016 incorporarlo a la flota de naves de carga que da servicio a la Estación la fecha de entrada en servicio era 2019. Pero a estas alturas, aunque el primero ya está construido, no está previsto que su primer vuelo se produzca antes del tercer trimestre de este año.

Nadie dijo nunca que lo de la exploración espacial fuera fácil.

Sergio Hidalgo tiene un libro y un canal dedicado al mundo de la ingeniería aeroespacial, principalmente aviones, cohetes y algunos otros chismes. El otro día caí en uno de sus vídeos donde explica de forma didáctica y con animaciones cómo son algunas de las maniobras de astrodinámica o mecánica orbital. Esta rama del saber podría describirse como «el paso de la teoría a la práctica» mediante el cual los cohetes y sondas espaciales aprovechan las leyes del movimiento de Newton y la gravitación universal para ir de un lado a otro.

En teoría da un poco igual si estás calculando las órbitas de los planetas, los movimientos de la Luna o cómo atracar en la Estación Espacial Internacional; las leyes de esta mecánica son básicamente las mismas. Y, en «modo ingenieril máximo», que no de físico detallista, algunos detalles son ignorados: las órbitas son «redondas» y no elípticas, las masas no hace falta que sean exactas… Y de efectos relativistas ni hablamos, claro (serían despreciables).

El vídeo tiene como hilo conductor las complicaciones de llegar hasta Marte. Y esto es porque existen varias maniobras viables, pero en la práctica no todas son útiles: las más directas consumen más combustible y son sencillas; hay otras que ahorran un poco de combustible pero a costa de requerir mucho más tiempo… Y eso en el espacio es un problema porque significa alargar una misión ya de por sí larga y tener que transportar más aire, comida y agua… lo cual aumenta la masa de la nave y la energía de propulsión requerida. De ahí la importancia de los cálculos.

En el vídeo se explica la maniobra de Hohmann para cambiar una órbita, que es la más habitual porque sólo requiere dos quemas de combustible: una para alejarse y otra para frenar en la órbita deseada. Si te propulsas lo suficiente puedes alcanzar una trayectoria hiperbólica y usarla para llegar mucho más lejos, a otros planetas.

Por otro lado se explica la maniobra bi-elíptica que es más complicada y requiere de tres quemas de combustible. Es la que añade tiempo al viaje (×20 o ×30) pero ahorra combustible, hasta un 6% aproximadamente bajo ciertas condiciones.

También se explica un tanto por encima cómo son las maniobras de asistencia gravitatoria, como hicieron las sondas Voyager, Cassini o BepiColombo, que a coste de un mayor tiempo de viaje permiten llegar más lejos con menos combustible, eso sí, si los planetas están correctamente alineados. Aquí sí se puede usar ese tópico, ¡literalmente!

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