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Los astronautas tienen ganas de volver a pisar
la Luna y por ello, la Agencia Espacial Europea (ESA) última
los planes para asentarse en el único satélite natural de
la Tierra y poder explorarlo correctamente. Los funcionarios
espaciales revelarán en la próxima semana una serie de misiones
conjuntas que tienen como objetivo construir una estación
espacial tripulada que orbitará la luna en los próximos años.
Junto con la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio
(NASA) y las agencias espaciales japonesa (JAXA) y canadiense
(CSA/ASC), ESA incluye en el proyecto, conocido como Gateway,
la construcción de alojamientos para la tripulación en una
estación lunar en órbita, la fabricación de las unidades de
potencia y propulsión para la nave espacial Orion de Estados
Unidos y el diseño y la construcción de una unidad de comunicación
y reposición de combustible o provisiones para servir a los
astronautas en la Luna según ha informado The Guardian. El
programa se ha desarrollado durante años, pero es ahora cuando
los contratos entre las diferentes agencias espaciales están
a punto de firmarse. Todo apunta a que se anunciarán en el
Congreso Astronáutico Internacional esta semana según las
palabras de David Parker, jefe de robótica de ESA: "Se han
tomado las decisiones y ahora el puerto espacial lunar está
listo", dijo.
Como fecha límite para despegar hacia la Luna, el proyecto
prevé el año 2024, aunque Parker reconoce: "Esa es una fecha
límite desafiante, pero estamos preparados”. Además, es muy
probable que en esta misión haya un astronauta europeo, el
británico Tim Peake. El programa pretende que los científicos
puedan tener una visión más amplia del satélite: ”La luna
es como un octavo continente. Es un museo astronómico que
ha estado empapándose de la historia de nuestro sistema solar
durante más de 4 mil millones de años. Cuando fuimos allí
con Apollo, básicamente fuimos a la tienda de regalos del
museo, compramos algunos recuerdos y regresamos a casa. Ahora
vamos a explorarlo adecuadamente “, explica Parker. Por ello,
uno de los principales objetivos de Gateway será explorar
el polo sur de la Luna en busca de agua helada.
La nave espacial Orion será la encargada de
transportar a los astronautas y ya está programada para realizar
el vuelo inaugural sin tripulación en el cohete Space Launch
System (SLS) de la NASA en el 2021. ESA ha proporcionado las
unidades de potencia y propulsión para su primer vuelo y ya
construye otras cinco unidades.
El módulo de la tripulación de Gateway en la
superficie lunar se utilizará como centro de investigación
y punto de apoyo para misiones en la Luna en la década siguiente
a su lanzamiento: “Regresaremos a la Luna durante esta década
y pasaremos de 15 a 20 años haciendo todo lo que sea necesario
para explorar la luna. Entonces podemos pensar en el siguiente
paso: ir a Marte “, ha reconocido Parker.
Imagen virtual de la estación espacial Gateway
en órbita en torno a la Luna.
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El proyecto Gateway se trata de una estación
espacial que orbitará alrededor de la Luna, a unos a 400.000
kilómetros de la Tierra, y servirá en un futuro como base
para viajes al satélite o viajes interplanetarios. Se encuentra
dentro de la misión Artemisa con la que la NASA quiere volver
a llevar astronautas a la superficie lunar en el 2024. De
hecho es la pieza clave para lograrlo. La “parada de autobús”
como la ha calificado Jan Wörner, director general de la agencia
espacial europea (ESA) será la vía de acceso de los astronautas
a la Luna. En las misiones tripuladas al satélite, los astronautas
llegarán primero a la estación y desde ahí podrán aterrizar
en su superficie a bordo de naves reutilizables que actuarán
como lanzaderas diseñadas específicamente para ese fin.
El proyecto prevé enviar tripulaciones de cuatro
astronautas cada pocos meses con una de las cápsulas Orion.
El viaje de la Tierra a la Gateway durará cinco días. Una
vez allí, dos de los astronautas se quedarán a bordo de la
estación mientras los otros dos bajarán a la superficie lunar.
La cápsula Orion será la encargada de transportar
a los astronautas hasta la estación espacial.
La Gateway también se encargará de funciones
de almacén de combustible y piezas de repuesto, como centro
de operaciones y como observatorio científico, y servirá para
misiones robóticas a la Luna y a Marte. La estación en principio
estará operativa durante 15 años. La tripulación contará con
55 metros cúbicos (m3) de espacio habitable, justo para los
cuatro astronautas, que no la ocuparán de manera permanente
como en el caso de la Estación Espacial Internacional (EEI).
Las expediciones durarán hasta 30 días hacia el 2024, periodo
que la NASA espera alargar conforme se vayan mandando componentes
a la estación. La órbita de la Gateway alrededor de la Luna
será de 6 días lo que le permitirá mantener al equipo en constante
comunicación con la Tierra y fuera de la sombra del satélite.
La Gateway tendrá un módulo de energía y propulsión,
el módulo de comunicaciones y reabastecimiento de combustible
(Esprit), el módulo de ciencia y esclusas, y el módulo de
logística. Un brazó robótico ensamblado sobre el módulo habitable
servirá para, entre otros fines, las tareas de mantenimiento
de la estación. Gracias a su tecnología, los experimentos
y las investigaciones podrán continuar operándose de forma
autónoma aunque no haya tripulación El primero de estos módulos
en ser lanzado será el elemento de propulsión que tendrá lugar
en 2022 dando así comienzo del ensamblaje de la Gateway. Lo
seguirá el módulo Sprit, y se calcula que para el 2024 llegará
el módulo habitable y con él la tripulación.
Para su construcción, la NASA contará con la
colaboración de varias empresas y países. En total serán cinco
agencias espaciales las que participen en el proyecto: la
propia NASA, la ESA, la Agencia Federal Espacial Rusa (Roscosmos),
la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA)y la
Agencia Espacial Canadiente (CSA). La ESA trabaja para crear
las naves Orion, que se usarán para llegar a Gateway y en
las que participan las empresas españolas Alter Technology
y Crisa. La construcción de la plataforma Gateway continuará
hasta el 2028, lo que significa que los primeros astronautas
que la habiten lo harán en un espacio inacabado.
Concepto de hábitat del espacio profundo.
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Se espera que las disciplinas científicas que
se estudiarán en el Gateway incluyan ciencia planetaria, astrofísica,
observaciones de la Tierra, heliofísica, biología espacial
fundamental y salud y rendimiento humanos. El desarrollo de
la puerta de enlace incluye a todos los socios de la Estación
Espacial Internacional: ESA, NASA, Roscosmos, JAXA y CSA.
El Grupo Internacional de Coordinación de Exploración Espacial
(ISECG), que está compuesto por 14 agencias espaciales, incluida
la NASA, ha concluido que Gateway será fundamental para expandir
la presencia humana en la Luna, Marte y más profundamente
en el Sistema Solar. Anteriormente conocida como Deep Space
Gateway (Puerta de Espacio Profundo), la estación fue renombrada
en la propuesta de 2018 de la NASA para el presupuesto federal
de Estados Unidos de 2019. Cuando se completó el proceso de
presupuestación, el Congreso había comprometido US$ 450 millones
para estudios preliminares.
Para apoyar la primera misión tripulada a la
estación (Artemis 3) planificada para 2024, el Gateway será
una estación minimalista compuesta de solo dos módulos: el
Elemento de Potencia y Propulsión (PPE) y el Módulo de Habitación
Mínima (MHM). El Lunar Gateway está planificado para desplegarse
en una órbita de halo casi rectilínea (NRHO) altamente elíptica
de siete días alrededor de la Luna, lo que llevaría a la estación
a 3000 kilómetros del polo norte lunar en la aproximación
más cercana y tan lejos como 70.000 kilómetros sobre el polo
sur lunar. Viajar hacia y desde el espacio cislunar (órbita
lunar) está destinado a desarrollar el conocimiento y la experiencia
necesarios para aventurarse más allá de la Luna y hacia el
espacio profundo. La órbita NRHO propuesta permitiría a las
expediciones lunares desde la puerta de enlace alcanzar una
órbita polar baja con un delta-v de 730 m/s y medio día de
tiempo de tránsito. En astrodinámica delta-v es una medida
escalar para la cantidad de "esfuerzo" necesario para llevar
a cabo una maniobra orbital, es decir, el cambio desde una
órbita hasta otra. La delta-v la da normalmente el empuje
de un motor de cohete. El valor temporal de la delta-v es
la cantidad de la aceleración, es decir, el empuje por kilogramo
de la masa del cohete en ese momento. El valor real de la
aceleración es la suma del vector gravedad y el vector empuje.
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Por el 50 aniversario de la llegada a la luna, 5 películas
sobre este astro.
Un 20 de julio de 1969 el Apolo XI se posaba con éxito
en la superficie del único satélite natural de nuestro
planeta. A lo largo de los siglos, este astro ha inspirado
de forma ininterrumpida a artistas de diferentes disciplinas:
pintores, poetas, músicos… SundanceTV dedicó
una selección de 5 filmes en los que la luna juega un
papel esencial.
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El mantenimiento de la estación requeriría menos
de 10 m/s de delta-v por año, y la inclinación de la órbita
podría cambiarse con un gasto relativamente pequeño de delta-v,
permitiendo el acceso a la mayor parte de la superficie lunar.
La nave espacial lanzada desde la Tierra realizaría un sobrevuelo
motorizado de la Luna (delta-v = ~180 m/s) seguido de una
quemadura de inserción de la órbita NRTA delta-V ~240 m/s
para atracar con el Gateway a medida que se acerca al punto
de apoapsis de la Luna, su órbita. La inserción orbital es
la maniobra de aceleración o frenado necesaria para que un
vehículo espacial sea capturado por un cuerpo celeste, como
un planeta o una luna. Desde el punto de vista del viaje interplanetario,
los vehículos espaciales se acercan los cuerpos celestes a
mayor velocidad que la velocidad de escape correspondiente
a ese cuerpo. La nave debe reducir su velocidad por debajo
de la velocidad de escape para entrar en órbita, lo cual suele
hacerse mediante motores cohete. Otra técnica para reducir
la velocidad es el aerofrenado, aunque sólo puede realizarse
sobre cuerpos con atmósfera. Desde el punto de vista de un
lanzamiento desde superficie, la inserción orbital es la maniobra
necesaria para que la nave lanzada entre en órbita alrededor
del cuerpo desde donde se ha lanzado. Muchos perfiles de lanzamiento
incluyen una órbita "base" durante la fase de lanzamiento,
para más tarde refinar o cambiar la órbita hasta alcanzar
la deseada, acelerando o decelerando.
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El Periastro o periapsis es el punto en una órbita
elíptica donde la distancia entre los cuerpos es mínima.
En las órbitas siempre hay un cuerpo de mayor masa llamado
primario en torno al cual gira otro cuerpo llamado secundario.
El periapsis es el punto de la órbita donde el secundario
está a la mínima distancia del primario.
Dada la importancia de su cuerpo primario existen algunos
periastros que poseen nombres propios:
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El tiempo total de viaje sería de 5 días; el
regreso a la Tierra sería similar en términos de duración
del viaje y requisito delta-V si la nave espacial pasa 11
días en la Puerta de enlace. La duración total de la misión
tripulada de 21 días y ~840 m/s delta-V está limitada por
las capacidades de los sistemas de soporte vital y de propulsión
de Orion. El Gateway también podría admitir el desarrollo
y las pruebas de utilización de recursos in situ (ISRU) de
fuentes lunares y de asteroides, y ofrecería la oportunidad
de una acumulación gradual de capacidades para misiones más
complejas a lo largo del tiempo. Varios componentes de Gateway
se lanzarían en vehículos de lanzamiento comercial y en el
Sistema de Lanzamiento Espacial a medida que Orion co-manifestara
cargas útiles en las misiones Artemis 4 a través de Artemis
8. Según Roscosmos, también pueden usar lanzadores pesados
Proton-M y Angara-A5M para volar cargas útiles o tripulación.
Todos los módulos se conectarán utilizando el International
Docking System Standard.
El 10 de diciembre de 2018, el administrador
de la NASA, Jim Bridenstine, dijo en una presentación "Hay
personas que dicen que tenemos que llegar allí, y tenemos
que llegar mañana", hablando de una misión tripulada a la
luna, respondiendo con "Lo que estamos haciendo aquí en la
NASA es seguir la Directiva de Política Espacial 1", hablar
de la Puerta de enlace y seguir con "Yo diría que llegamos
allí en 1969. Esa carrera terminó y ganamos. Ahora es el momento
de construir arquitectura reutilizable y un mercado sostenible."
"La próxima vez que vayamos a la Luna vamos a tener botas
americanas con la bandera estadounidense en los hombros, y
van a estar a su lado nuestros socios internacionales que
nunca antes han estado en la luna", Bridenstine argumenta
a favor de la cooperación internacional en la aplicación de
Gateway y concluye con "eso es liderazgo estadounidense".
Funcionarios de la NASA promueven el Gateway
como un "módulo de comando reutilizable" que podría dirigir
actividades en la superficie lunar. Sin embargo, el portal
lunar ha recibido críticas de varios profesionales del espacio,
como Terry W. Virts, que era piloto del STS-130 o Pei Zhaoyu,
subdirector del Centro de Programas Espaciales y de Exploración
Lunar de la Administración Nacional del Espacio de China.
La exastronauta de la NASA Eileen Collins, que
era piloto y comandante del transbordador espacial, y Harrison
Schmitt, que era piloto del Módulo Lunar a bordo del Apolo
17, criticaron los planes de la NASA por no ser lo suficientemente
ambiciosos. Aunque no mencionaron directamente el Portal Lunar,
Collins declaró que "2028 para los humanos en la luna parece
estar muy lejos" y que "podemos hacerlo antes", mientras que
Schmitt afirmó que "el ritmo del programa propuesto no lo
hizo".
Eileen Marie Collins es una coronel retirada
y antiguo piloto de pruebas de la Fuerza Aérea de los Estados
Unidos y astronauta de la NASA. Ha sido la primera mujer piloto
y la primera mujer comandante de un transbordador espacial.
Michael D. Griffin, un exadministrador de la
NASA, dijo que en su opinión, el Portal Lunar puede ser útil
solo después de que haya instalaciones en la Luna que produzcan
propulsores que puedan ser transportados al Portal Lunar.
Griffin cree que, una vez logrado eso, la Puerta Lunar serviría
mejor como depósito de combustible.
El astrofísico Ethan Siegel escribió un artículo
en Forbes titulado "La idea de la NASA para una estación espacial
en la órbita lunar no lleva a la humanidad a ninguna parte".
Siegel afirmó que "la órbita de la Luna representa un progreso
apenas incremental; las únicas 'ventajas' científicas de estar
en órbita lunar en oposición a la órbita terrestre baja son
dobles: 1. Estás fuera de los cinturones de Van Allen; 2.
Estás más cerca de la superficie lunar", reduciendo el retraso
de tiempo. Su opinión final fue que el Portal Lunar es "una
excelente manera de gastar una gran cantidad de dinero, haciendo
avanzar la ciencia y la humanidad de manera no apreciable".
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Los cinturones de Van Allen son dos zonas de la magnetosfera
terrestre donde se concentran grandes cantidades de
partículas cargadas de alta energía, originadas en su
mayor parte por el viento solar capturado por el campo
magnético terrestre. Son llamados así en honor de su
descubridor, James Van Allen. Fueron descubiertos gracias
al lanzamiento del satélite estadounidense Explorer
1, que fue en principio un fracaso debido a su forma
alargada, que, junto con un sistema de control mal diseñado,
entorpeció el ajuste a la órbita.
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