Con el anuncio de la NASA de su nuevo y gigantesco Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS), los preparativos pueden comenzar en serio para la primera misión humana en un asteroide. "Definitivamente estamos entusiasmados con eso", dijo Laurence Price, subdirector del programa Orion de Lockheed Martin a Space Magazine durante una sesión informativa la semana pasada. "Es muy bueno obtener esta línea base y poder avanzar".
Lockheed Martin ha estado trabajando en el Orion MPCV, que originalmente era parte del programa Constellation para regresar a la Luna. Pero la NASA ahora recibió una directiva presidencial para aterrizar astronautas en un asteroide para 2025, una misión que, según algunos, representa el plan más ambicioso y audaz hasta la fecha para la agencia espacial. Es probable que Orion sea reelaborado y actualizado para posibles misiones de "trampolín" que llevarán a los humanos a posibles destinos como la órbita lunar, los puntos de Lagrange, los asteroides y potencialmente las lunas de Marte. El destino final en este camino es enviar humanos al Planeta Rojo.
Considerado como el cohete más grande jamás construido, la primera encarnación del elevador de carga pesada SLS de la NASA, que se presentó el 14 de septiembre de 2011, tendrá más de 30 pisos de altura, tendrá una masa de 2.5 millones de kg (5.5 millones de libras) y usará un sistema de propulsión de hidrógeno líquido y oxígeno líquido, con 5 motores principales del transbordador espacial y un motor J-2X mejorado para la etapa superior. (La NASA acaba de probar uno de esos motores). El SLS tendrá una capacidad de elevación inicial de 70 toneladas métricas (mT), o alrededor de 69,853 kg (154,000 libras) de carga útil en órbita terrestre baja. Como referencia, eso es más del doble de la capacidad de elevación de cualquier vehículo de lanzamiento actual, y se estima que puede generar un 10% más de empuje que los cohetes Saturno 5 producidos en el despegue, los lanzadores que enviaron las misiones Apolo a la Luna.
Más tarde, para enviar el Orion y un módulo de servicio al espacio, el SLS agregaría dos motores RD-25D / E más en la primera etapa, y la arquitectura "evolucionada" podría levantar 130 toneladas métricas, o 129,727 kg ( 286,000 libras) de masa a órbita terrestre baja. Esto aumentaría la masa de la pila a 2.6 millones de kg (6.5 millones de libras) y se mantendría tan alto como un edificio de 40 pisos. Esta configuración permitiría un empuje de 4.2 millones de kg (9.2 millones de libras), un 20% más que el Saturno 5.
Pero Lockheed Martin aún se encuentra en las etapas iniciales de aprendizaje sobre las capacidades y los plazos del nuevo sistema de lanzamiento para que puedan producir la mejor versión de Orion para emparejar con el SLS.
“Si bien hay algunos desafíos”, dijo Price, “hemos estado analizando varias configuraciones de la arquitectura durante el año pasado, por lo que ya se ha realizado mucho trabajo. Entonces, cualquiera de los desafíos iniciales, ya hemos trabajado para mitigar ”.
Hay varias diferencias entre SLS y Constellation, dijo Price, ya que SLS tiene potencialmente un refuerzo líquido con correas sólidas en lugar de una primera etapa sólida. "Pero hemos estado volando en el espacio durante 50 años y todas las herramientas analíticas para predecir los entornos, las trayectorias de vuelo y las condiciones de vuelo son bastante sencillas, y estamos trabajando para cerrarlo". El cambio de diseño del vehículo de lanzamiento no es una gran perturbación en nuestra capacidad para continuar madurando el vehículo ".
Al factorizar la capacidad de cuánta masa puede lanzar el SLS al espacio profundo, Lockheed Martin puede comenzar a trabajar en cómo manifestarían las diversas partes de la misión.
"Por ejemplo, lanzaríamos las dos naves espaciales juntas en un cohete", dijo Josh Hopkins de Lockheed Martin, en una entrevista con Space Magazine, "y al igual que Apollo, iríamos al espacio profundo rápidamente, o haríamos lo que Constellation estaba planeando, ¿Dónde lanzarías las piezas más grandes en el vehículo pesado y lanzarías a la tripulación por separado en un segundo lanzamiento y las conectarías en órbita terrestre?
Hopkins es el investigador principal de las misiones avanzadas de exploración humana en Lockheed Martin, y lidera un equipo de ingenieros que desarrollan planes y conceptos para una variedad de futuras misiones de exploración humana, incluidas las visitas a asteroides.
"Si los dos se lanzan por separado", continuó Hopkins, "entonces tendrías que asignar unos días en órbita para conectar los dos, o un lanzamiento restregado podría arruinar el intento. Esos son los tipos de cosas de primer nivel que esperamos descubrir de la NASA. En el nivel detallado, estamos trabajando en cosas como cómo serán los entornos de vuelo, cuánta carga verá la nave espacial. Lo que hemos inferido de los estudios que hemos estado haciendo es que creemos que Orion ya está diseñado para un conjunto bastante riguroso de acústica, presión dinámica y cargas G durante el ascenso ".
"Ya sabemos mucho sobre este vehículo, su entorno, las condiciones de carga y la trayectoria", dijo Price, "por lo que estamos adaptando la capacidad única del vehículo de lanzamiento al diseño del Orion MPCV. Ya estamos convergiendo sobre cómo volará este vehículo, y tan pronto como sea posible, haremos la transición para volar nuestros vuelos de prueba en las primeras versiones del SLS ".
Lockheed Martin apunta a fines de 2013 o principios de 2014 para su primera prueba de vuelo del Orion MPCV y han reservado un Delta 4 Heavy para un lanzamiento sin piloto desde el Centro Espacial Kennedy, pero todavía están evaluando qué lanzador sería el mejor.
"Estamos identificando cuál será el mejor refuerzo de prueba", dijo Price, "y estamos tratando de maximizar el beneficio para ambos programas, la maduración del sistema de lanzamiento y nuestra nave espacial".
En cuanto al envío de humanos a un asteroide, hay muchos detalles que deben resolverse, y la NASA y Lockheed Martin deben tener en cuenta todas las incógnitas de los humanos voladores en el espacio profundo, incluido uno muy importante para asegurarse de que los humanos puedan soportar la radiación ambiente en el espacio.
Hopkins dijo que las naves espaciales robóticas que han volado a asteroides y Marte han probado el entorno del espacio profundo. "Entonces, tenemos modelos elegantes de cómo diseñar sistemas para resistir el blindaje contra la radiación", dijo, "a pesar de que no conocemos el efecto de la radiación del espacio profundo en las personas, y cómo son los entornos alrededor de los pequeños asteroides". Hopkins agregó que los sistemas redundantes para mantener a los humanos seguros son una parte integral del diseño de Orion, pero la NASA también podría enviar primero una misión de exploración robótica para visitar un asteroide.
Sí, hay mucho por resolver para enviar humanos a un asteroide. Pero un elemento inicial importante es conocer el momento en que SLS estará listo para hacer una misión humana en el espacio profundo, ya que eso determinaría a qué asteroides podríamos ir.
Y encontrar un asteroide que sea el correcto también será un desafío. Discutiremos eso en el próximo de nuestra serie de artículos sobre una misión de asteroides humanos.
Artículos anteriores de esta serie:
