La olvidada

Hoy hemos decidido regresar a una de nuestras Gigantes, y lo hacemos por dos razones: por el día que es, y porque merece plenamente nuestra atención. Hemos consultado manuales, libros sobre la materia, incluso alguna enciclopedia. Por supuesto, hablando de Marte y su temprana exploración, se menciona a Mariner 4 como la primera en llegar, y a las Viking por su rotundo éxito y su fiasco al no encontrar vida (aunque esto, hay que recordarlo, sigue siendo hoy objeto de debate). Claro está, también se menciona lo moderno: Mars Pathfinder, los MER, Curiosity, e incluso Mars Express. Pero hay un hueco. Nosotros lo llenaremos.

 

Mariner 4 dejó al mundo de la astronomía en shock. Toda la literatura, todos los artículos científicos, todas las presentaciones, todas las conferencias, hablaban de Marte como un vergel, o así. Con Venus descartado por ser un horno a presión, algo que descubrió Mariner 2, las esperanzas estaban puestas en el planeta rojo, y lo estaban desde los tiempos del astrónomo Giovanni Schiaparelli, cuando afirmó de la existencia de Canali en su superficie, algo que la prensa de la época retorció y se refirió a ellos como canales. Luego le tocó a Percival Lowell ampliar y magnificar el asunto de los canales marcianos, llegando a afirmar que, allí, las temperaturas eran como las del sur de Inglaterra. Pero la primera misión en llegar y tomar imágenes y datos demostró que para nada había canales sino cráteres por doquier, y su atmósfera resultó tan tenue, que resultaría imposible la existencia de agua corriendo por la superficie. Muchos científicos desearon, en ese momento, tirar la toalla de la exploración marciana, pero otros persistieron. Mariner 4 sólo había mostrado una muestra diminuta de la superficie del planeta. El resto podría ser muy distinto.

 

Mariner 6 y Mariner 7 hicieron su indagación cuatro años después, y con instrumentación inmensamente mejorada, especialmente sus cámaras, se confirmó el gélido y craterizado panorama. Sin embargo, alguna de las imágenes retornadas por la doble misión mostraron algo más: los científicos lo llamaron terreno caótico, en el que toda señal del antiguo paisaje había sido arrasado, de manera repentina y brusca. ¿Qué había pasado? Con sobrevuelos, obviamente, no se podía hacer mucho más. Se necesitaba dar el siguiente paso.

 

El programa Mariner, con dos excepciones, mandaba las sondas en pares, de forma que, si una se perdía, aún existía una segunda que pudiera cumplir su misión. Hasta había una tercera, de reserva, en caso de la pérdida de las dos iniciales. Sus diseños eran idénticos y, con el tiempo, evolucionaron a medida que avanzaba la tecnología. Las dos Mariner de 1969 eran versiones mejoradas de su antecesora marciana, Mariner 4. Por lo tanto, continuando la fórmula, las misiones para la siguiente oportunidad, el proyecto Mariner Mars 1971, eran muy similares a las anteriores, pero con importantes cambios. Antes de sus lanzamientos, se las conocía

como Mariner H y Mariner I, manteniendo su ADN, con un bus central, cuatro paneles solares, y una plataforma de instrumentos móvil. No es cuestión de volver a comentar sus tripas, complicadas y ahora absolutamente arcaicas tripas, pero sí podemos mencionar que contaba con dos importantes cambios. El primero era la instalación de un motor principal particularmente potente y sus depósitos de combustible, oxidante y presurizante. Era pivotante, para proporcionar el empuje de forma efectiva, y capaz de hasta cinco reencendidos durante su vida útil. Ocupaba el lugar anteriormente usado para alojar la antena de alta ganancia, trasladada a uno de los laterales de la plataforma. La otra mejora era su ordenador, más capaz que el de sus antecesoras, más flexible para responder con efectividad ante situaciones imprevistas. En cuanto a la instrumentación, casi todo era repetido, con las cámaras (campo ancho y alta resolución) recibiendo nuevos sensores vidicon más sensibles, espectrómetro (de nuevo diseño) y radiómetro infrarrojos, espectrómetro ultravioleta, y los experimentos de radio ocultación y mecánica celeste. Su masa antes del lanzamiento era de casi una tonelada.

 

Cada veintiséis meses se abre una ventana para lanzar misiones a Marte. A ver, se podría lanzar cuando se quisiera, pero en ese plazo, Marte y la Tierra llegan a la oposición, lo que significa que, al lanzar un objeto en dirección al planeta rojo, no sólo tardarán menos, sino que también con economía de combustible. Hay mejores oposiciones que otras, y la que hubo en 1971 era la mejor que se tuvo desde que se abrió la era espacial. Resultaba ideal para enviar misiones pesadas con un gasto mínimo de combustible y, sobre todo, para llegar antes. Las dos sondas del programa Mariner Mars 1971 no fueron las únicas, como ya hemos contado en diversas ocasiones: la Unión Soviética construyó tres, dos de ellas equipadas con módulos de descenso para las primeras exploraciones in situ de la superficie marciana.

 

La NASA ideó el proyecto para que tuvieran misiones complementarias entre sí: Mariner H se encargaría, desde su órbita de 1250 x 17300 km y ochenta grados de inclinación (doce horas de tiempo orbital), de cartografiar, durante noventa días, hasta el setenta por ciento de la superficie marciana; Mariner I, por su parte, usando una órbita de 850 x 28600 km e inclinada cincuenta grados con respecto al ecuador marciano (veinte horas y media de órbita) observar rasgos variables en zonas seleccionadas de manera repetida cada cinco días y seis órbitas.

 

Mucho prometía, pero la ventana pronto resultó hostil a las dos primeras misiones. En el frente soviético, el lanzamiento de la primera fue bien, hasta que cuando llegó el momento del encendido final de la etapa superior, ésta no lo hizo. Ya lo explicamos: fue un error de codificación en el que ordenaba el encendido no para hora y media tras el lanzamiento, sino AÑO y medio. Eso significó que la sonda, designada Kosmos 419, terminó reentrando en la atmósfera. Con Mariner H, el problema fue semejante, aunque fue más una avería que un error de código. En cuanto el núcleo Atlas se separó para dejar la misión a la etapa superior Centaur, ésta sufrió un cortocircuito en un elemento del sistema de guiado, el amplificador de uno de los giróscopos, anulando este componente. Sin él, la etapa empezó a bambolear mientras los motores cumplían su función y, cien segundos después de arrancar, los motores se apagaron, más por falta de combustible que por otra cosa. También acabó regresando a la Tierra, a más de quinientos kilómetros del norte de la isla de Puerto Rico. El resto, incluida nuestra protagonista, Mariner I, o Mariner 9 tras su despegue (previsto inicialmente para el 17 o 18 de mayo, se pospuso al treinta para una revisión integral del lanzador), se pusieron en marcha sin más contratiempos.

 

El viaje a Marte fue relativamente tranquilo. Estaban previstas dos maniobras correctoras, una a los pocos días del despegue, y la segunda unos diez días antes de la inserción orbital. La primera se ejecutó el cuatro de junio, con éxito, y tras los análisis del encendido y la trayectoria posterior, se decidió que la maniobra había sido tan precisa, que la segunda era innecesaria. 

 

Sí, fue tranquilo, pero tuvo diversos contratiempos. Preocupante fue la caída en rendimiento de parte del sistema de comunicaciones, llevando a una reducción en la señal, caída leve que no bajó por debajo del umbral de peligro. En caso necesario, había un sistema de reserva, como en casi toda la sonda. También se detectó un problema en los circuitos del sensor solar. Por un pequeño error de diseño, las señales generadas causaban que la sonda reaccionara corrigiendo su actitud, su posicionamiento con respecto al Sol, lo que obligaba a consumir más gas de nitrógeno de lo calculado en los dos primeros meses de crucero. Si bien, llegado el mes de agosto, el rendimiento del sensor, por el aumento de distancia con nuestra estrella, llegó al nivel normal, lo que redujo la necesidad de recurrir a los propulsores. También, una válvula levemente fallida llevó a una mínima fuga de nitrógeno, nada serio. y el dos de noviembre, una partícula de polvo cósmico pasó frente al escáner estelar de Canopus, lo que llevó a perder su fijación y buscarla, para fijarse en Sirio. Con los comandos adecuados, recuperó su observación de esta estrella. Y de camino, adelantó a las sondas soviéticas, Mars 2 y Mars 3, lanzadas antes que ella.

 

Los astrónomos mantenían fija su mirada en el planeta. Gracias a su cercanía, pensaban equiparar sus observaciones telescópicas con las que obtuviera la sonda. Fue durante los meses de verano cuando algunos empezaron a ver que, en el hemisferio sur marciano, se empezaban a levantar nubes de polvo, que cada día se hacían más grandes, más espesas. Unas se juntaron con otras, hasta formar una inmensa que, en septiembre, engulló completamente el planeta, dejando visible únicamente su casquete polar sur. Era lo peor que podía pasar: con una sonda diseñada para observar el planeta sistemáticamente, esa tormenta lo podía impedir. ¿Cuánto duraría? ¿Dejaría ver algo? Esas eran las dudas mientras la sonda se iba aproximando al planeta.

 

Días antes de su inserción orbital, Mariner 9 hizo como sus antecesoras: capturar imágenes durante su aproximación. La idea era capturar, en tres sesiones, la revolución del planeta y, de paso, una imagen de Fobos. Sí, se consiguió, pero el planeta estaba completamente velado por la tormenta. Cualquier posibilidad de comparación con las misiones anteriores y las observaciones terrestres, quedó en nada.

Llegó el día, finalmente, tras ciento sesenta y ocho días de crucero, y todo quedó preparado. Con los comandos cargados en su ordenador, sólo quedaba cruzar los dedos, y esperar. Sí, ya habían situado sondas en órbita de la Luna, la primera la soviética Luna 10 en abril de 1966, pero esto era distinto. El encendido duraría unos quince minutos para así poder decelerar la sonda, permitiendo que la gravedad marciana la capturase. La órbita que debía alcanzar era elíptica, durando doce horas y media, distando del planeta 1350 km. en el perigeo y 17700 km. en el apogeo. 

 

Una inserción orbital es algo estresante para el equipo en tierra. Al retardo de las comunicaciones (entre cinco y veinte minutos, dependiendo de la distancia) está el hecho de que la sonda tiene que pasar tras el planeta, para emerger al otro lado. La celebración estalló minutos después, porque Mariner 9 consiguió el hito: entrar en órbita marciana. No sólo se había adelantado a las sondas soviéticas, también hizo historia porque fue la primera vez que se entraba en la órbita de un planeta distinto a la Tierra. Un éxito rotundo. Y aún mejor: el análisis de la trayectoria orbital mostró que el encendido había sido altamente preciso, hasta el punto que necesitó sólo una de las dos maniobras correctoras previstas, realizada al día siguiente, con un encendido de seis segundos de su motor principal. Así, Mariner 9 llegó a su órbita definitiva, muy distinta a la original prevista para ella, pero diseñada para cumplir, en lo posible, ambas misiones, de entre 1200 y 16800 km, tardando casi doce horas en concluirla, e inclinada sesenta y cinco grados con respecto al ecuador planetario, permitiendo observar hasta el ochenta por ciento del planeta durante los noventa días que debía durar su misión principal. Y un beneficio más, porque al motor aún le quedaban dos posibles encendidos que ejecutar, en caso de querer graduar más la órbita.

 

La tormenta de polvo estaba en su apogeo. Pero, ¿se podía ver algo del planeta? Por ello, se ordenó a la sonda activar sus cámaras. La respuesta resultó inmediata: con las primeras imágenes en tierra, la respuesta era un rotundo NO. Desde Tierra sólo se veía el casquete polar sur, y Mariner 9 distinguió cuatro cimas que sobresalían de la tormenta. Más allá de ahí, nada salvo sombras. Eso significó apagar las cámaras hasta nueva orden; no tenía sentido observar un planeta que no mostraba su geografía. Pero hasta que pudo, no estuvo ociosa, porque sus otras investigaciones sí observaban la atmósfera marciana, capturando valiosos datos sobre la tormenta de polvo.

 

¿Qué fue de las dos sondas soviéticas? Ya hemos contado sus destinos. Mars 2 se insertó en órbita marciana trece días después de que lo hiciera Mariner 9, no antes de haber lanzado su módulo de descenso, del que no se supo nada porque el sistema de descenso y aterrizaje, suponen, no funcionó porque la sonda entró en un ángulo muy agudo. Con el orbitador preprogramado para funcionar apenas se insertara en órbita, sus cámaras, a carrete, gastaron mucha película fotografiando el polvo que cubría el planeta. cinco días después, fue el turno de Mars 3, que tampoco fue muy afortunada: el módulo de descenso, a pesar de llegar bien, apenas pudo transmitir porque sus emisiones se perdieron segundos después de amartizar, mientras que el orbitador perdió mucho combustible por una fuga o similar, lo que obligó a la sonda a adquirir una órbita de casi trece días de duración. Puesto que sus instrumentos de escaneo remoto se activaban minutos antes de cada perigeo, sí tuvo tiempo de conseguir imágenes del planeta. si bien estas misiones proporcionaron información interesante, no se puede comparar con la máquina de descubrimiento en que se convirtió Mariner 9

En cuanto la tormenta comenzó a levantarse, las cámaras de Mariner 9 comenzaron a revelar un paisaje espectacular que nadie sospechaba: volcanes inmensos, del tipo en escudo; una cicatriz enorme; cráteres por doquier… pero sólo en su hemisferio sur, porque gran parte del norte era, y es, una expansión de terreno vacía; los restos fosilizados de cursos de agua, sin afluentes; canales gigantescos de desbordamiento; observó ambos casquetes polares, y tomó las primeras imágenes de los satélites marcianos. También, a pesar de una resolución máxima de casi cien metros, observó campos de dunas, que hoy sabemos que están en movimiento; importantes diferencias de relieve entre hemisferios; algunos paisajes volcánicos; y terrenos cuya geografía resultaban de difícil explicación.

Con mayor impacto, las imágenes de la sonda también supusieron un shock. Casi dando una vuelta de trescientos sesenta grados, se había pasado de un Marte vivo y húmedo, a uno seco y muerto. Pero Mariner 9 demostró que el planeta poseía los restos de un pasado que, sin duda, fue vivo y húmedo. Todas las esperanzas de encontrar vida, de cualquier forma, se reavivaron tras esta cobertura fotográfica. Una misión que había superado todas las expectativas, con el propio Marte ayudando al espectáculo, con una tormenta de polvo que actuó como el telón de una obra de teatro. Luego, llegaron las sondas Viking y, desde 1997, la exploración continua de nuestro planeta vecino, ya desde órbita, ya desde la superficie, tanto de manera estática como en movimiento.

Todo lo que se sabe ha de tener un punto de partida, y Mariner 9 lo fue en lo que se refiere al estudio de Marte. Fue el primer vehículo artificial que entró en órbita de un cuerpo planetario (en Venus se tardarían cuatro años más) y fue la primera misión que investigó de este modo sistemático un planeta, para producir el primer mapa planetario jamás compilado de otro cuerpo distinto a la Tierra y la Luna. Todo lo bueno tiende a acabar, y en el caso de nuestra protagonista, fue el 27 de octubre de 1972, tal día como hoy hace cincuenta años, cuando el nitrógeno para controlar su actitud se agotó.

Según se calcula, la sonda ya no existe. Este año, su órbita habrá caído de tal modo que su perigeo roza la atmósfera de Marte. Así que, es muy probable que se haya incinerado en ella o, si algo sobrevivió, caído a la superficie.

Sin duda, las misiones posteriores han sido, y son todavía, muy importantes. Pero sin Mariner 9, este baile se habría retrasado mucho tiempo. Por ello, se merece un lugar muy alto en los libros de historia.

Comparaciones

Dos proyectos, una idea en mente. Deep Impact y DART, DART y Deep Impact. ¿Qué tienen en común? Más de lo que cualquiera podría pensar, a pesar de tener objetivos completamente distintos. ¿Los exploramos?

Son dos fechas a recordar: el 4 de julio del 2005, y el pasado 26 de septiembre. En ambas fechas, agredimos intencionadamente dos cuerpos menores, todo por la ciencia. Sin embargo, la razón de hacerlo en cada caso era bien distinta. Deep Impact tenía un encargo plenamente científico, porque pretendía desenterrar las capas inferiores de debajo de la superficie de un cometa. DART, por otra parte, ha sido el primer experimento de impacto cinético, cuyo planteamiento era validar este concepto. Pero hay elementos comunes en ambos proyectos.

Para empezar, se escogieron dos cuerpos menores, aunque es cierto que de tipos distintos, el cometa Tempel 1 para Deep Impact, y el sistema binario de asteroides Didymos-Dimorphos para DART. Obviamente, las diferencias son descomunales, y no sólo por tamaño: el 9P/Tempel 1 es un objeto de 7.6 x 4.9 kilómetros de diámetro. Forma irregular.

Dimorphos, sin embargo, es el más pequeño de dos cuerpos menores formando un sistema binario de asteroides NEO’s, con un tamaño aproximado de unos ciento setenta metros de diámetro. Queda clara la diferencia en tamaño y, sin duda, en masa, de los dos objetivos.

Más semejante es la arquitectura de la misión. Primera semejanza: cada proyecto estaba formado por dos elementos: uno que observaría el impacto, y otro que lo produciría. Aquí podemos hablar de disparidad, porque con Deep Impact la sonda más grande de las dos era la de sobrevuelo, que documentaría el evento, y la más pequeña realizaría la colisión. En DART ha sido lo opuesto, con la grande como arma arrojadiza, y un diminuto complemento llamado LICIACube como sonda observadora.

Centrémonos en las agresoras. En Deep Impact, recibía el nombre de Impactor. En fin… Fue diseñado para ser lo más neutro posible, para evitar interferir en el espectro producido por la eyecta del impacto. Por ello, gran parte de sus 370 kg. era una masa agresora de cobre, el resto era la sonda, plenamente funcional empleando la energía de una batería. Sólo contaba con una cámara, ITS, que transmitía las imágenes a la sonda de sobrevuelo, la propia Deep Impact, apenas las capturaba, usando un enlace en banda-S entre ambas. Carente de partes móviles, usaba su propia propulsión para ir camino de su destino. Para una descripción más en profundidad, recomendamos revisar el artículo que escribimos al efecto.

DART es algo muy distinto. No hace falta detallarlo todo de nuevo; no hace ni un año que lo hicimos. Era un compendio tecnológico, con ordenador, paneles solares, impulsión iónica, y antenas a la última. Es decir, que volaba libre, mientras que el Impactor de Deep Impact necesitaba ser transportado hasta las proximidades del objetivo. Además, contaba también con una sola cámara: DRACO.

Por eso, Deep Impact y LICIACube son tan distintas. La primera era la pieza primaria de la misión, proporcionando navegación, energía y comunicaciones para Impactor durante el vuelo hasta el cometa, y contaba con dos instrumentos potentes como HRI y MRI con los que poder diseccionar el encuentro. 

La segunda, sin embargo, es un añadido posterior a la aprobación del proyecto DART, siendo la segunda misión de Cubesat en volar al espacio profundo. También cuenta con dos cámaras, pero a diferencia de Deep Impact, son de tamaños y características reducidas. Sí, LICIACube tuvo que ser transportada hasta casi el asteroide, guardada plegada dentro de un contenedor especial, y siendo liberada dos semanas antes del encuentro.

¿Queréis otro parecido? Vale. Tanto Deep Impact como DART recurrieron a herramientas autónomas para cumplir su misión. En la primera, AutoNav era el sistema utilizado. Este software demostrado en Deep Space 1 fue la fuente de navegación primaria de Impactor desde su liberación hasta el impacto, siendo capaz de detectar el objetivo en su cámara, calcular las maniobras necesarias para llevarle a su destino y ejecutarlas sin intervención terrestre. La sonda de sobrevuelo también lo tenía, pero sin la capacidad autónoma de maniobra, sólo la de detección y adquisición de objetivos, así como una versión reducida para controlar sus secuencias científicas durante los

sobrevuelos. El ubicado en DART, como recordaréis, se llamaba SMARTNav, y era básicamente de un funcionamiento idéntico a AutoNav, en el sentido de localizar su objetivo, fijarlo en la cámara, y maniobrar la sonda hasta el momento crítico del impacto. ¿Por qué usar estas herramientas de software? Simple: por el retardo en las señales de las comunicaciones, de varios minutos entre la Tierra y la sonda, haciendo imposible que los controladores realizaran una navegación en tiempo real. Ambas tecnologías funcionaron magníficamente en sus tareas.

Más comparaciones. Aunque, en este sentido, diferencias. A la disparidad de tamaños de los objetivos hay que sumarle las velocidades de impacto entre ellos. Por supuesto, el encuentro entre Impactor y el cometa Tempel 1 fue el caso del pigmeo contra el gigante, con un objeto diminuto pegándosela contra un objeto enorme a gran velocidad. Aunque, en realidad, fue el cometa quien “agredió” a Impactor, con una colisión produciéndose a una velocidad de unos diez kilómetros por segundo, generando una explosión equivalente a detonar 4.8 toneladas de TNT. En cuanto a DART y Dimorphos, bien podría haber sido el impacto de un coche desbocado contra una casa, dado sus tamaños. El impacto se produjo frontalmente, a una velocidad de colisión, o terminal, de 6.6 km/s, liberando una explosión equivalente a detonar tres toneladas de TNT. Sin duda, mucho más serio.

Pero las ideas de cada proyecto eran distintas. Deep Impact quería investigar el interior del cometa con este experimento, y lo hizo, con ayuda de un montón de telescopios, tanto en la Tierra como en el espacio. Pero también afectó a su trayectoria, acortando su tiempo de órbita en apenas unos segundos, algo insignificante, lo bastante como para no causar efecto ninguno. DART era un experimento para demostrar el desvío de la trayectoria de un asteroide potencialmente peligroso. ¿Ha tenido éxito? de acuerdo con las observaciones recabadas desde Tierra y los recursos espaciales, sí. La idea era acortar el periodo orbital de Dimorphos poco más de un minuto. Pero la cifra alcanzada es, sin duda, alentadora, porque ´ha sido de treinta y dos minutos en total, y con los años esta cifra aumentará.

Pero antes de acabar, ambos proyectos tienen una última peculiaridad en común: ninguna ha podido ver el resultado de las colisiones. En el caso de Deep Impact, por una eyecta inesperadamente brillante. En el de LICIACube, por sus reducidas dimensiones y los escombros soltados. Pero, (siempre lo hay) tenemos buenas noticias, porque siempre hay a mano amigos que se ofrecen a observar la consecuencia. Para ver lo hecho al Tempel 1, se ofreció la misión Stardust, retornando cinco años y medio para descubrir un cráter de unos ciento cincuenta metros de diámetro, y un montículo central. Para ver el resultado con Dimorphos, nos tocará esperar hasta, al menos, el 2026. En esa fecha, la sonda europea Hera llegará al sistema, cargada con una cámara (AFC), un sensor hiperespectral, un altímetro láser (PALT), una cámara de infrarrojo termal (TIRI, proporcionada por JAXA), el sistema de radio ciencia, y dos Cubesats, Milani y Juventas. Su lanzamiento se prevé para octubre del 2024 a bordo del nuevo lanzador Ariane 6.

Ya lo veis, se parecen más de lo que cualquiera podría pensar. Sí, experimentos como estos demuestran que, al menos este método es válido para desviar objetivos potencialmente peligrosos. Pero, ¿nos pillaría a tiempo, en caso necesario? Eso está por ver. Es alentador, muy alentador.

Sólo cabe decir: ¡Bravo, DART!

 

 

Fuente: ASI/NASA

Fuente: ASI/NASA

Ventana al espacio (CLXII)

NGC 3132, desde el telescopio James Webb.

 

Los colosos

Ahora que está en boca de casi todos el nuevo y colosal cohete de la NASA, el famoso SLS, se nos ha ocurrido hablar de algunos cohetes que han podido, pueden, y podrán, lanzar grandes cargas al espacio. Es simple cuestión de potencia, o de buscar soluciones ingeniosas.

Para mandar al ser humano a la Luna, se necesita un lanzador extraordinariamente capaz. No es como enviar un satélite al espacio: en un vuelo tripulado, no sólo se lanza un vehículo, también a su tripulación, aire para respirar, agua para beber y lavarse, equipaje y otros objetos personales… Vamos, como cuando te vas de vacaciones, pero pelín más caro. ¿Qué solución adoptó la NASA? El célebre Saturn V. Todos sabéis cómo es, alto, grueso, enérgico. Con casi ciento once metros de altura hasta la torre de salvamento de Apollo, es el cohete más alto que se haya lanzado. Pero también se diseñó para ser potente. Era capaz de situar en órbita baja terrestre hasta ciento cuarenta mil kilogramos de masa, suficiente como para que la tercera etapa pusiera en dirección a la Luna el conjunto entre los módulos de mando y servicio y el módulo lunar. El Saturn V era un lanzador de tres etapas, con la primera, usando cinco motores Rocketdyne F-1, proporcionando un empuje en seco de 35.100 kilo Newtons (kN) de fuerza, una segunda usando también cinco motores de Rocketdyne, modelo J-2, con una potencia máxima de 5141 kN de empuje, y la tercera, con un único propulsor J-2, entregando 1033 kN de fuerza. La clave de la potencia y capacidades del Saturn V estaba en la utilización de combustibles criogénicos (hidrógeno y oxígeno líquidos), ya que son capaces de proporcionar, a igualdad de capacidad de combustible, un mayor impulso específico. Para su primera etapa, se usaba keroseno altamente refinado (conocido como RP-1) y oxígeno líquido. Un cohete con muchas medidas de seguridad, que no falló ni una sola vez cuando voló con astronautas. Y no es cierto que sólo sirviese para las misiones Apollo. De hecho, la estación espacial Skylab (más de setenta y seis mil toneladas de masa) era una tercera etapa reconstruida, y puesta en órbita con sólo dos etapas. Sí, era colosal y potente. Y un ejemplo a seguir.

Fuente: http://www.russianspaceweb.com/index.html

Durante años, la extinta Unión Soviética negó tener planes o ambiciones de situar un ser humano sobre la Luna. Pero lo cierto es que los tuvieron, y el lanzador que debía haber sido su pieza central era el mítico N1. Mejor llamado N1-L3, era un sistema de cinco etapas, todas usando RP-1 y oxígeno líquido como combustible. Fue la obra final de Sergei Korolev quien, por desgracia, nunca lo vio despegar, porque falleció casi tres años antes de su primer vuelo. Podemos considerarlo una especie de súper Soyuz, un cohete de forma cónica y ciento cinco metros de altura, cuya primera etapa es de record, no batido, con una base de diecisiete metros de diámetro y un total de treinta motores NK-15, con un anillo externo de veinticuatro unidades, y uno interno de seis. Todo controlado por un sistema exclusivo. El empuje de esta primera etapa era superior a la del Saturn V, de hasta 45.400 kN de empuje. Hay que decir que en la combinación N1-L3, N1 se correspondía en las tres primeras etapas del conjunto, y L3 era la etapa que iría a la Luna, con dos propulsores. Así, la segunda etapa del N1, de ocho motores NK-15V, proporcionaba una potencia de 14040 kN, y la tercera etapa, con cuatro motores NK-21, 1610 kN, entregando las noventa y cinco toneladas de la fase L3 a órbita baja terrestre. Sólo hubo cuatro intentos de lanzamientos de prueba, todos calamitosos, por desgracia, con el segundo destruyendo por completo la plataforma de lanzamientos. Su vuelo más largo fue de ciento siete segundos, antes de perderse. ¿Por qué fracasó? Al fallecimiento de Korolev se le sumaron otros imponderables: poco presupuesto, calendario de pruebas apresurado, ausencia de pruebas clave, la disputa Korokev-Glushko sobre los motores que se debían usar… Todo conspiró para que el sueño del N1 se convirtiese en pesadilla. Ya hablaremos de qué plan tenía la Unión Soviética de una misión lunar.

Un contemporáneo del N1 sigue volando, y aún le queda tiempo de vuelo. Nos referimos al Proton. La criatura de Vladimir Chelomei, ha sido, durante bastante tiempo, el lanzador más potente en servicio, exceptuando al transbordador, por supuesto. Hay que admitir una cosa sobre el Proton: a Korolev no le gustaba. La razón hay que buscarla en su combustible, porque usa líquidos hipergólicos (es decir, reaccionan al contacto y prenden), ya que es altamente tóxico. Pero este tipo de combustibles eran los favoritos de Glushko. El Proton, o UR-500, iba a ser una alternativa al antes mencionado, porque con sus tres etapas, ofrecía potencia como para mandar una nave Soyuz con dos cosmonautas en una misión semejante a la que hizo Apollo 8. Por supuesto, no se compara en potencia o dimensiones a los anteriores, con una altura de cincuenta y tres metros, y tres etapas con potencias de 10470, 2399 y 630 kN, respectivamente, usando seis motores RD-275 en la primera etapa, cuatro (tres RD-0210 y un RD-2011) en la segunda y un RD-0212 en la tercera. En esta configuración, puede poner en órbita baja terrestre 23.700 kg,, suficiente como para elevar las distintas estaciones espaciales soviéticas y rusas, así como los módulos Zarya, Zvezda y Nauka de la ISS. Tras la versión inicial, llegó la Proton-K y actualmente en servicio, la Proton-M y, si no hay cambios al plan, aún podrá volar hasta el 2030.

Durante un tiempo, la NASA quiso que su transbordador fuera su único lanzador, pero no evitó que desarrollara cohetes. Al final, el Titan-IVB fue, durante un tiempo, su mayor lanzador. Sí, era capaz y potente, ya que fue quien puso a Cassini-Huygens en camino de Saturno. Y era capaz de situar casi veintidós mil kilogramos de carga útil en órbita baja terrestre. Para lograrlo, usaba una etapa núcleo de dos etapas que quemaban combustibles hipergólicos, y dos aceleradores de combustible sólido, expulsables. Como opción, una etapa criogénica Centaur-T. Capaz, sí, pero preocupaciones por su seguridad provocaron su destierro. Los combustibles hipergólicos fueron los causantes.

A partir de la década del 2000 han aparecido muchos tipos de lanzadores pesados. Cohetes como los Atlas V, Delta iV, Ariane 5, H-II, GSLV Mk.III o CZ-5 poseen capacidades semejantes, entre diez y veintiocho toneladas de carga útil en órbita baja, usando combinaciones normales de combustible: keroseno y oxígeno líquido, o sólidos y criogénicos, o únicamente criogénicos. Sin embargo, los tres primeros tienen los días contados. Han aparecido nuevos concursantes en esta dura competición. ¿Por qué lanzadores pesados y no otros más ligeros? Es como lo que ocurre en el transporte marítimo: cuanto mayor sea el buque de contenedores, más contenedores transportará, lo que significa bajar la factura total. Con ellos pasa lo mismo, con el Ariane 5 especializándose en envíos duales a órbitas de transferencia geoestacionaria.

El 24 de enero del 2018, el suelo en Cabo Cañaveral tembló. No, no fue por un terremoto, sino por la prueba de motores de la bestia de SpaceX, el Falcon Heavy. Esta joven y determinada compañía ha recorrido un camino muy largo en muy poco tiempo desde su fundación allá por el 2002. La base del Falcon Heavy es el exitoso Falcon 9, un lanzador ya muy capaz de situar en órbita baja terrestre hasta casi veintitrés toneladas de carga. Su hermano mayor es, en esencia una versión aumentada, incorporando a su etapa núcleo otras dos, actuando como aceleradores laterales, en una configuración semejante a la del Delta IV-Heavy, pero mucho más potente. Por supuesto, lo que parecía fácil distó de serlo, pero este lanzador, el segundo actual por potencia en servicio, tras el SLS, puede situar hasta 63.8 toneladas en órbita baja, y en órbita de transferencia geoestacionaria casi veintisiete, o casi diecisiete camino de Marte, y tres y media en dirección a Plutón. ¿Cómo lo consigue? Con los tres núcleos, junta un total de veintisiete motores Merlin 1D, generando no sólo temblores de tierra, también un gran empuje. Por ello, no sólo ha sido seleccionado para enviar la misión Europa Clipper a Júpiter, sino para mandar a la Luna los dos primeros elementos de la estación espacial Gateway, en un único lanzamiento. Y todo, usando RP-1 y oxígeno líquido en todas sus etapas.

Para el futuro inmediato, o cercano, pronto llegarán nuevas generaciones de lanzadores pesados, como el Ariane 6, el Vulcan-Centaur, el New Glenn, la familia rusa Angara o el japonés H3, todos con prestaciones comparables, de entre diez y cuarenta y cinco toneladas a órbita baja terrestre. Pero hay uno que se sale de la liga.

China tiene un ambicioso programa lunar, y todos los pasos que está dando para la exploración selenita les llevará a situar taikonautas en su superficie. Y, por supuesto, necesita para ello un lanzador con potencia. Su solución: el CZ-9. Sus características no están definidas al cien por cien, pero promete ser una verdadera bestia, con hasta veintiséis motores en su primera etapa, usando metano y oxígeno líquido en su primera etapa (criogénicos en el resto), ciento once metros de altura, y capacidad en órbita baja de hasta 150.000 kg, de carga útil, y cincuenta hacia la Luna. ¿Para cuándo volará? Si los plazos se cumplen, para antes de finales de la década.

Y no podemos cerrar esta entrada sin mencionar la rara avis de los lanzadores: Starship. Pensada, al principio, como una extravagancia del fundador de SpaceX, está en vías de ser una realidad. Starship fue pensada, al principio, como una nave de colonización, plenamente reutilizable, y ahora se usará como lander tripulado para las futuras misiones Artemis. Su colosal primera etapa, de hasta setenta

metros de alto y nueve de diámetro, cuenta con hasta treinta y tres motores llamados Raptor agrupados en tres anillos de tres, diez y veinte unidades. Usará oxígeno y metano líquido como combustible, proporcionando, en seco, el doble de potencia que el Saturn V. En cuanto a la segunda etapa, o la propia Starship, sólo usará seis. Con un volumen interno total de mil metros cúbicos, podrá situar en órbita cargas de hasta ciento cincuenta toneladas.

Ya veis, cuanto mayores, mejor. Aunque, visto lo visto, nos estamos pasando un poquito. Hay demasiada competición. ¿Qué tal si colaboramos todos? Es sólo un deseo.