Nadie ha visitado la Luna desde 1972. Pero con la llegada de los vuelos espaciales comerciales, las ganas de volver resurgen y generan una nueva carrera espacial. La NASA ha seleccionado a la empresa privada SpaceX para que forme parte de su programa de vuelos espaciales comerciales, pero la empresa también persigue su propia agenda de exploración espacial.
Para poder realizar vuelos a la Luna y más allá, tanto la NASA como SpaceX están desarrollando nuevos cohetes de carga pesada: El Starship de SpaceX y el Space Launch System de la NASA.
Pero, ¿en qué se diferencian y cuál es más potente?
Starship
Los cohetes pasan por varias etapas para llegar a la órbita. Normalmente están compuestos por una primera etapa, esta es usada para escapar exclusivamente de la atmósfera de la tierra, que, al salir se desprende del cohete para que el mismo se vuelve más ligero y, por tanto, más fácil de acelerar.
El sistema de lanzamiento de SpaceX por ejemplo, constará de dos etapas una vez este en funcionamiento: el vehículo de lanzamiento conocido como Big Falcon Rocket –BFR– o Super Heavy (primera etapa) y la Starship (segunda etapa).
El BFR estará propulsado por el motor Raptor, que quema una combinación de metano líquido y oxígeno líquido. El principio básico de un motor de cohete de combustible líquido es que dos propulsores -un combustible como el queroseno y un oxidante como el oxígeno líquido- se juntan en una cámara de combustión y se encienden. La llama produce gas caliente a alta presión que se expulsa a gran velocidad a través de la tobera del motor para producir empuje.
El cohete proporcionará 15 millones de libras de empuje en el lanzamiento, lo que supone aproximadamente el doble que los cohetes de la era Apolo. Sobre el BFR se encontrará la Starship, impulsada a su vez por otros seis motores Raptor y equipada con una gran plataforma de carga para alojar satélites, compartimentos para hasta 100 tripulantes e incluso tanques de combustible adicionales para repostar en el espacio, lo cual es fundamental para los vuelos espaciales interplanetarios de larga duración.
La Starship estará diseñada para operar tanto en el vacío del espacio como en las atmósferas de la Tierra y Marte, utilizando pequeñas alas móviles para planear hasta la zona de aterrizaje deseada.
Una vez en la zona de aterrizaje, la Starship se colocará de nuevo en posición vertical y sus motores Raptor tendrán suficiente empuje para elevarse desde la superficie de Marte o de la Luna, superando la gravedad que más débil en estos mundos, y regresar a la Tierra, de nuevo con un aterrizaje suave. La Starship y el BFR son totalmente reutilizables y todo el sistema estará diseñado para elevar más de 100 toneladas de carga útil hasta la superficie de la Luna o Marte.
Hoy en día, la Starship está madurando rápidamente. Un reciente vuelo de prueba de un prototipo de la Starship, el SN8, demostró con éxito varias de las maniobras necesarias para que funcione. Desgraciadamente, se produjo una avería en uno de los motores Raptor y la SN8 se estrelló al aterrizar. Se espera se realice otro vuelo de prueba en los próximos días.
Space Launch System de la NASA
El Sistema de Lanzamiento Espacial (Space Launch System, SLS) de la Nasa tomará la corona del descontinuado Saturno V como el cohete más potente que la agencia ha utilizado. La versión actual (del SLS) mide casi 100 metros de altura.
La etapa central del SLS, que contiene más de 3,3 millones de litros de hidrógeno líquido y oxígeno líquido (equivalente a una piscina olímpica y media), está propulsada por cuatro motores RS-25, tres de los cuales se utilizaron en el anterior transbordador espacial. Su principal diferencia con los Raptor es que queman hidrógeno líquido en lugar de metano.
La etapa central del cohete se ve reforzada por dos propulsores sólidos, acoplados a sus lados, que proporcionan un empuje total combinado de 8,2 millones de libras en el lanzamiento, aproximadamente un 5% más que el Saturno V en el lanzamiento. Esto elevará la nave a la órbita baja de la Tierra. La etapa superior está destinada a elevar la carga útil adjunta -la cápsula de astronautas- fuera de la órbita terrestre y es una etapa más pequeña de combustible líquido impulsada por un único motor RL-10 (ya utilizado por los cohetes ATLAS y DELTA) que es más pequeño y ligero que el RS-25.
El Space Launch System enviará la cápsula de la tripulación Orion, que puede soportar hasta seis tripulantes durante 21 días, a la Luna como parte de la misión Artemis-1, una tarea que los cohetes actuales de la Nasa no son capaces de realizar.
Figura 1. Etapas del SLS. Crédito: NASA
Está previsto que tenga grandes ventanas acrílicas para que los astronautas puedan ver el viaje. También tendrá su propio motor y suministro de combustible, así como sistemas de propulsión secundarios para regresar a la Tierra. Las futuras estaciones espaciales, como la Lunar Gateway, servirán de centro logístico, que puede incluir el reabastecimiento de combustible.
Es poco probable que la etapa central y los cohetes propulsores sean reutilizables (en lugar de aterrizar caerán en el océano), por lo que el cohete SLS tiene un coste más elevado, tanto en materiales como en términos medioambientales. Está diseñado para evolucionar a etapas más grandes capaces de transportar tripulación o carga de hasta 120 toneladas, lo que es potencialmente más que la Starship.
Gran parte de la tecnología que se utiliza en el SLS es el llamado “equipo heredado”, es decir, adaptado de misiones anteriores, lo que reduce el tiempo de investigación y desarrollo. Sin embargo, a principios de este mes, una prueba de fuego de la etapa central del SLS se detuvo al minuto de la prueba de ocho minutos debido a un supuesto fallo de un componente. No se produjeron daños significativos, y el director del programa SLS, John Honeycutt, declaró: “No creo que estemos ante un cambio de diseño significativo”.
Figura 1. El SLS de la NASA y la Starship de SpaceX, a la derecha, podrían llevarnos a la Luna y más allá. Crédito: Ian Whittaker / NASA / SpaceX.
Y el ganador es…
Entonces, ¿Qué nave espacial es probable que llegue a llevar una tripulación a la Luna primero? Artemis 2 está prevista como la primera misión con tripulación que utilizará el SLS para realizar un sobrevuelo a la Luna y se espera que se lance en agosto de 2023. Mientras que SpaceX no tiene prevista ninguna fecha concreta para el lanzamiento con tripulación, pero sí que tiene en marcha el programa #dearmoon, un proyecto de turismo espacial lunar, previsto para 2023. Elon Musk, director general de SpaceX, ha declarado que una misión marciana con tripulación podría tener lugar ya en 2024, también con la ayuda de Starship.
En definitiva, se trata de una competición entre una agencia que cuenta con años de pruebas y experiencia, pero que está limitada por un presupuesto fluctuante de los contribuyentes y por los cambios de política de la administración, y una empresa relativamente nueva en el juego, pero que ya ha lanzado 109 cohetes Falcon 9 con una tasa de éxito del 98% y tiene un flujo de caja dedicado a largo plazo.
Quien llegue primero a la Luna inaugurará una nueva era de exploración de un mundo que aún tiene mucho valor científico.
Noticia tomada de: Phys / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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