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Friday, February 29, 2008

Apuntando al futuro

Entre el 26 y 28 de febrero se celebró en Denver la 3ª Conferencia sobre la Exploración Espacial, de la mano de la NASA y el American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). En ella se discutió el estado actual de la exploración espacial y su futuro, marcado por el Programa Constellation de la NASA y el posible retorno a la Luna. Los documentos de las charlas ya se hayan disponibles en la página de la NASA. De entre ellos podemos destacar los siguientes puntos:
  • Se mantiene el esquema general del Programa Constellation para los plazos de introducción del cohete Ares I y la nave Orión:

Calendario (optimista) de la exploración espacial tripulada por parte de la NASA.


Avances en el diseño del Ares I y Orión realizados durante el pasado 2007.
  • El cohete Ares I tiene potencia de sobra para poner en órbita a la cápsula Orión y carece de problemas de vibración. En los últimos meses habían circulado rumores sobre un posible fallo fatal en el diseño del cohete que causaría su destrucción durante el lanzamiento. El equipo del Ares desmiente estos mitos categóricamente.
  • Me ha llamado la atención esta diapositiva donde se expone el precio de los distintos componentes del Ares I:


  • El diseño preliminar del Ares V se mantiene:
  • Lo mismo ocurre con la nave Orión, cuyo cambio más importante ha sido la introducción de la cubierta aerodinámica del nuevo sistema de aborto durante el lanzamiento (LAS):
  • La NASA trabaja con una masa mínima para el módulo lunar Altair de 45,9 toneladas, aunque incorpora un margen de hasta 5 t más. El conjunto Altair-Orión tendría una masa de 75,1 t.
  • El motor J-2X tiene las siguientes características:
  • El diseño preliminar del Altair que la NASA desveló hace unas semanas se trata de un concepto de mínimos, es decir, sin margen para contingencias o redundancia. La versión definitiva del Altair deberá ser un poco (o mucho) más grande y pesada.



"Diseño Funcional Mínimo" del Altair.
  • La NASA estudia que el traje de presión usado en el Orión durante el lanzamiento (IVA) sea el mismo que el usado para salidas extravehiculares (EVA), al igual que sucedió durante el programa Apolo.
  • El prototipo de base lunar usaría paneles solares similares a los del Orión, rovers con suitdocks y sistemas de transporte basados en el concepto ATHLETE:
  • Hemos podido ver el concepto de la misión japonesa SELENE-2, sucesora de Kaguya, consistente en un aterrizador y un rover lunar:

Selene-2.
  • Me llamó la atención la pequeña sonda LADEE:

Thursday, February 28, 2008

Estudiando Apophis

99942 Apophis es un asteroide que pasará muy cerca de la Tierra en 2029. A resultas de ese encuentro, su órbita cambiará de tal forma que existe una pequeñísima probabilidad de que pueda impactar con nuestro planeta en futuros encuentros (2036 ó 2037).

Por eso, la Planetary Society ha organizado un concurso para diseñar una misión que podría ser financiada por alguna agencia espacial para estudiar el asteroide. La ganadora ha sido la sonda Foresight, que con un precio de 137,2 millones de dólares, sería lanzada en 2012 por un cohete Minotaur IV y llegaría al asteroide en 2013, 16 años antes del encuentro con la Tierra. Parece una buena propuesta, así que ahora habrá que esperar a que las agencias espaciales muestren interés por la misión.


Alunizando en Shackleton

Hace ya un tiempo que la NASA viene refiriéndose al cráter Shackleton, situado en el polo sur de la Luna, como un lugar idóneo para instalar una base. Ahora podemos ver este vídeo que recrea un alunizaje en el borde del cráter:



Las vistas prometen ser espectaculares.

Si les ha gustado, aquí tenemos otro vídeo con el que podemos sobrevolar el polo sur de nuestro satélite. Aún mejor es este otro, donde se aprecia el juego de luces y sombras de los cráteres de la zona durante un día lunar (o sea, un mes).

Los vídeos hacen uso de los nuevos datos topográficos del polo sur lunar obtenidos por el radiotelescopio Goldstone, en California, que han permitido recrear el relieve de la zona con una resolución de 20 m por píxel.



Las nuevas imágenes de radar del polo sur lunar (NASA).


Comparación de la resolución del radar de Goldstone (GSSR) con las imágenes de la Clementine (NASA).


Comparación de la resolución de los datos de Goldstone con la futura sonda LRO (NASA).

Monday, February 25, 2008

Portazo al ACTS

Informa Anatoly Zak que el proyecto de nave tripulada ruso-europea ACTS ha sufrido un nuevo parón, quizás de forma permanente. Últimamente las delegaciones de la ESA y Roskosmos se habían enzarzado en un debate sobre el control del futuro proyecto. Llama la atención que la delegación de la ESA lleve varios meses intentando que el diseño del futuro vehículo tenga una participación preponderante de la industria europea, teniendo en cuenta la nula experiencia que tiene Europa en construcción de naves tripuladas y el pequeño presupuesto de la agencia europea. Por otro lado, como era de esperar, Rusia ha pretendido que Europa se limite a actuar como un mero inversor y que la mayor parte del hardware se fabrique en Rusia.

Si el parón se confirma, se trataría de una magnífica oportunidad desperdiciada. La economía rusa marcha viento en popa, pero el desarrollo de un nuevo vehículo tripulado sigue siendo un desafío formidable. Parece que Europa se quedará una vez más sin una nave tripulada.

¿Veremos ahora un futuro ACTS ruso-indio?

Adiós a Ulises

Tras casi 18 años estudiando el viento solar, la sonda europea Ulises ha dejado de funcionar. La causa ha sido que la fuente de energía de la nave (RTG) ya no podía calentar los depósitos de combustible de hidracina (sí, ese combustible tan venenoso, el mismo). Sin el calor necesario, la hidracina se congela y la nave ya no puede mantener su orientación.

En octubre de 1990, Ulises fue lanzada durante la misión STS-41 con el objetivo de estudiar las regiones polares del Sol durante cinco años. Posteriormente se convertiría en la primera sonda espacial en entrar en una órbita solar polar, usando para ello la gravedad de Júpiter.

Ahora, Ulises seguirá orbitando alrededor del Sol en silencio. En 2098 volverá a pasar cerca de Júpiter, tras lo cual puede que sea expulsada del Sistema Solar y se una a la pequeña flota de sondas mensajeras de la Humanidad en el espacio interestelar.



Ulises abandona la bodega del Discovery en 1990 (NASA).


Ulises antes del lanzamiento de la STS-41 (NASA).

Libro: The Origin of the Language

The Origin of the Language (Merritt Ruhlen, 1996) es ya todo un clásico sobre la evolución de los idiomas. A mediados de los años 90 y de la mano de lingüistas como Ruhlen o Greenberg tomó fuerza la hipótesis que relacionaba los distintos idiomas del mundo en grandes superfamilias. Aunque la existencia de estas familias es todavía objeto de debate, lo cierto es que hoy en día pocos dudan de su existencia, al menos en líneas generales. La revolución genética que nos ha permitido conocer los flujos migratorios del homo sapiens parece confirmar a grandes rasgos la existencia de estas superfamilias.

Aunque un tanto desfasado, especialmente en lo relativo a los estudios genéticos, esta obra es una magnífica introducción que acerca al lector al funcionamiento de la lingüística moderna. Ruhlen permite que sea el lector el que saque conclusiones acerca de la relación entre las distintas familias usando varios "juegos" a lo largo del libro, lo que dinamiza enormemente la obra. La parte más controvertida es la relacionada con la "protolengua", de la que supuestamente derivarían todos los idiomas del mundo. Las evidencias de que esta lengua alguna vez existiese, y en el caso de hacerlo de que pueda reconstruirse de alguna forma, son ciertamente muy endebles, pero se trata sin duda de un tema fascinante.


Sunday, February 24, 2008

Recordando a la Venera 4

La sonda Venera 4 (o "Venus 4"), lanzada el 12 de junio de 1967, incluía una cápsula de 383 kg que se convirtió en el primer vehículo en transmitir datos desde la superficie de nuestro planeta "gemelo". En el siguiente vídeo podemos ver los preparativos para la misión:




Destacan las escenas de las pruebas de separación de la cápsula de descenso del resto del vehículo mediante pernos explosivos. También podemos ver cómo se probaban los sistemas para el despliegue de los paracaídas o la flotabilidad de la cápsula, pues por esa época
aún eran muchos los que pensaban que Venus podía tener océanos.


Una cápsula Venera de primera generación (Lavochkin).

Saturday, February 23, 2008

USA-193, ¿fin de la historia?

Al final el Pentágono logró destruir al peligroso y amenazador satélite USA-193 con la inestimable ayuda de un misil SM-3 lanzado desde el crucero clase Aegis USS Lake Erie. El derribo se produjo al primer intento, por lo que los militares deben estar bastante contentos con el rendimiento de su nuevo sistema ASAT. Lo que me ha sorprendido es que la práctica totalidad de los medios de prensa dieron por buena la absurda excusa de la hidrazina venenosa para justificar el derribo del satélite. ¿Es que no hay ni un ápice de pensamiento crítico en los medios de comunicación? Vale, ya sé que no, pero uno es optimista y pensaba que en este caso la historia no iba a colar. Pero ha colado. Totalmente. Por lo que me pregunto cómo va a reaccionar la prensa la próxima vez que un satélite cargado con hidrazina (es decir, cualquiera, pues todos utilizan este combustible) reentre en la atmósfera terrestre y nadie mueva un dedo para derribarlo. ¿Qué excusa pondrán entonces? O a lo mejor es que los EE UU van a empezar a derribar satélites de forma rutinaria, lo cual no creo que les salga rentable, la verdad.

Lo peor ha sido ver la participación de la NASA en esta farsa. Por cierto, a muchos de los altos cargos de la agencia espacial no les ha gustado ni un pelo el espectáculo que han montado los militares para probar su sistema ASAT. Y es que claro, el siguiente satélite americano que caiga a la Tierra puede que sea de la NASA, así que a vamos a ver cómo Griffin y sus amigos justifican que no, que esta vez la hidrazina no es peligrosa, que lo que pasaba es que la hidrazina del USA-193 era peor.

En fin, que luego no se extrañen si los medios de comunicación montan un circo. El que siembra vientos...

Más info, aquí y aquí.


Misil SM-3.

Wednesday, February 20, 2008

Libro: The Future of the Universe

Este libro me ha sorprendido. Esperaba la típica obra de divulgación sobre el futuro del Universo (expansión eterna, Big Crunch, Big Rip, etc.), pero lo cierto es que el autor (Jack Meadows) no se limita a hablar del destino último del Sol y el Cosmos, sino que también aborda la evolución futura de la atmósfera terrestre, la tectónica de placas o el futuro de nuestra Galaxia. El resultado es un libro muy didáctico de 175 páginas que se lee de un tirón. Lo único que es mejorable son las ilustraciones insulsas en blanco y negro que salpican el libro, aunque para compensar se incluyen unas cuantas láminas a todo color en las páginas centrales.

Sin duda, una obra muy recomendable.


Tuesday, February 19, 2008

Columbus Azul

Llevábamos veinte años viéndolo acoplado a la estación espacial...en dibujos y animaciones. Ahora por fin podemos contemplar al módulo europeo Columbus formando parte de la ISS. Creo que hasta me he emocionado, la verdad.





Fíjense en el curioso tono azulado del Columbus comparado con los módulos Destiny y Harmony. La verdad es que me encantan las fotos de las misiones del transbordador. Entre decenas de imágenes más o menos "aburridas" de astronautas en el interior de la estación, te encuentras de repente joyas como las de arriba que te hacen recordar lo increíble que es la conquista del espacio. Sin duda, the dream is alive.

Naturalmente, felicitamos desde aquí a la tripulación del Atlantis por una misión impecable.

PD (20-2): me acabo de dar cuenta que esta es mi entrada número mil en el blog. Quién me lo iba a decir. Esperemos que aguante otras mil.

Monday, February 18, 2008

Los sellos del profeta

Si esta iniciativa prospera, en los EE UU pronto se podrán mandar cartas (todavía hay gente que usa este sistema) con la efigie del Maestro. Sólo esperamos que las autoridades españolas tomen nota. ¿No les haría ilusión recibir una misiva con este sello?:

Sunday, February 17, 2008

Arte Espacial

La National Space Society convocó hace poco el concurso Space Settlement 2009 con la intención de elegir ilustraciones de temática espacial para un calendario. Podemos ver las obras finalistas aquí. Algunas son realmente geniales. Pues eso, a disfrutar.

Saturday, February 16, 2008

El vodevil del USA-193

Los satélites en órbita baja acaban reentrando en la atmósfera terrestre más tarde o más temprano debido al rozamiento aerodinámico con las capas más altas de la atmósfera. Por eso, todo vehículo espacial en una órbita de este tipo necesita incrementar regularmente su altura para evitar ser destruido. Hasta aquí nada nuevo, pues se trata de un fenómeno tan viejo como conocido desde que se inauguró la era espacial. De vez en cuando, la reentrada de algunos satélites realmente grandes causan una alarma social y mediática normalmente carente de toda justificación, pues la probabilidad de que un fragmento del satélite cause algún daño es realmente pequeña, cuando no despreciable.

Esto no ha impedido reacciones histéricas de la prensa, como cuando el Skylab reentró sin control sobre Australia en 1979. Un poco más tarde, el complejo Salyut 7-Kosmos 1686 causó terror en la prensa mundial durante unas semanas antes de desintegrarse sobre Argentina en 1991. Sin embargo la palma de las alarmas se la lleva la reentrada de la Mir sobre el Pacífico (y eso que ésta sí que fue controlada) en 2001. Huelga decir que en todos estos casos no se produjo ninguna víctima mortal y los daños materiales fueron insignificantes, cuando no inexistentes.

Cada cierto tiempo se repite esta historia de "miedo al satélite que va caer sobre nuestras cabezas" y ahora le ha tocado al USA-193, un satélite espía norteamericano del tipo KH-13 que probablemente combina la tecnología Keyhole con la Lacrosse (aunque esto es una especulación, pues el diseño del satélite es alto secreto). Este satélite fue lanzado en diciembre de 2006, pero al poco dejó de funcionar por causas desconocidas. No hace mucho el Pentágono comunicó que habían perdido el control sobre el satélite y que éste reentraría en poco tiempo. Tras realizarse este anuncio, no se produjo ningún tipo de alarma. Sin embargo, hace unos días, las autoridades anunciaban su intención de "derribar" el pájaro con un misil SM-3, supuestamente para evitar que el combustible tóxico del satélite (hidrazina) contamine alguna zona habitada.

Desde que Colin Powell presentó en la ONU aquellas fotos de camiones iraquíes supuestamente repletos de armas de destrucción masiva para justificar la guerra de Iraq (¿se acuerdan?), no había visto yo una excusa tan estúpida. Vamos que no tiene ni pies ni cabeza.

La hidrazina es tóxica, sí, pero no es gas nervioso ni plutonio. Decenas de cohetes han reventado en la rampa de lanzamiento cargados de combustibles hipergólicos, tanto en Rusia como en los EE UU y el mundo no se ha terminado. Sin duda, de vez en cuando algún cohete realmente grande que hacía uso de este tipo de combustibles ha causado estragos, como por ejemplo los impactos de cohetes Protón en la estepa kazaja. Sin embargo, en este caso estamos hablando de cientos de toneladas de combustibles hipergólicos, mientras que el USA-193 sólo lleva varios cientos de kilos.


Restos de los tanques de combustible hipergólico del Columbia tras su destrucción en 2003 (Collect Space).

Por cierto, cuando el Columbia se desintegró sobre el sur de los EE UU en 2003 esparció varias toneladas de hidrazina y ácido nítrico en la atmósfera y nadie dijo nada. Bueno, se advirtió que algunas piezas podían ser tóxicas, pero nada más. En este caso, la advertencia tenía por fin disuadir a la gente de quedarse con trozos del transbordador más que otra cosa.


Misil SM-3 Aegis.

Por lo tanto, sólo hay tres posibles explicaciones a esta historia tan rocambolesca:
  • El USA-193 lleva una carga de material radiactivo usado para generar electricidad mediante RTGs (quizás incluso un reactor nuclear).
  • Las autoridades quieren evitar que siquiera un pedazo de este satélite ultrasecreto caiga en manos "enemigas" o "curiosas".
  • Los EE UU tienen un gran interés en desempolvar su tecnología de misiles antisatélite (ASAT), especialmente después de que China desarrollase esta capacidad el año pasado. En concreto, se trataría de una magnífica excusa para probar el sistema Aegis en condiciones "reales".
La primera explicación es improbable, pero se basa en observaciones del satélite realizadas con telescopios desde tierra. En estas imágenes se puede ver cómo el satélite no tiene paneles solares. Es posible que el USA-193 no haya podido desplegar sus paneles y que por este motivo se haya "muerto", pero también es posible que no se vean paneles solares precisamente porque el satélite no los lleve. En su lugar, puede que incorpore alguna fuente de energía basada en radioisótopos. En este caso, no está claro que destruir el satélite en la alta atmósfera sea lo más adecuado.

La tesis del derribo para evitar que algunos pedazos puedan caer en "malas manos" es más plausible, pero no deja de ser un poco forzada. Al fin y al cabo, pocas piezas pueden sobrevivir a una reentrada atmosférica y permanecer intactas.

Mi opinión personal, a falta de más datos, es que se trata de una combinación de los dos últimos argumentos arriba expuestos, aunque me inclino por el último. Pronto sabremos si finalmente consiguen derribar al "pérfido" satélite cargado de venenosa hidrazina.

Thursday, February 14, 2008

Viajar a la Luna III

(Continuación de la segunda parte)

Mientras los Estados Unidos se preparaban para alcanzar la Luna a principios de los 60, no se sabía cuál sería la respuesta soviética, aunque nadie dudaba que intentarían ganar el pulso a los norteamericanos.

Lo cierto es que las autoridades soviéticas no reaccionaron inmediatamente al desafío de su enemigo, algo que no se supo hasta varias décadas después. Los conceptos iniciales de misiones lunares en la URSS seguían también el esquema de ascenso directo. La primera propuesta soviética seria de misión tripulada lunar data de 1963, cuando ya parecía evidente que los EE UU iban en serio. Serguéi Korolyov propuso entonces la misión L3, de tipo EOR-ascenso directo: serían necesarios tres lanzamientos del cohete N1 (por aquel entonces con una capacidad prevista de sólo 75 t) para poner en órbita baja la etapa de inyección translunar y el combustible necesario. Posteriormente la tripulación despegaría en una nave Soyuz y se acoplaría al conjunto, partiendo hacia la Luna. La nave lunar (básicamente una Soyuz sobre una etapa de descenso) tenía una masa de unas 66 t, de las cuales unas 40 t correspondían a la etapa de frenado, por lo que el vehículo que se posaba en la Luna no superaba las 26 t.


Nave L3 de 1963 (Astronautix).

Sin embargo Korolyov optó finalmente en 1964 por el esquema LOR, al igual que la NASA. Todavía no sabemos con certeza qué propició este cambio de planes. Por un lado, es cierto que a principios de los 60, muchos expertos consideraban más arriesgada la opción EOR, con sus múltiples lanzamientos, acoplamientos y trasvases de combustible, que la LOR, la cual requería un sólo lanzamiento. Lo que queda aún por esclarecer es la influencia que tuvo en los planes soviéticos la decisión de la NASA de optar por LOR.

El nuevo esquema, oficialmente aprobado en 1964, se llamaría N1-L3 (a veces denominado simplemente L3) y sería similar al empleado por la NASA en el Apolo. No obstante, el N1 tenía mucha menos potencia que el Saturno V de von Braun, por lo que Korolyov se vio obligado a aumentar la capacidad del cohete (de 75 a 95 t) usando varias estrategias, entre ellas incrementar el número de motores en cada etapa (hasta 46 en total). Desgraciadamente la URSS carecía por entonces de la base tecnológica necesaria para construir grandes motores criogénicos, por lo que el N1 nunca pudo disfrutar de motores similares al F-1 del Saturno V.

Además, y como es sabido, la oficina de diseño de Valentín Glushkó (OKB 456), el líder en construcción de motores cohete dentro de la URSS, rehusó colaborar con Korolyov. Glushkó prefería trabajar con combustibles hipergólicos, menos eficientes, pero que sin embargo eran los empleados en casi la totalidad de misiles soviéticos de la época. Este desencuentro entre las principales oficinas de diseño a la hora de diseñar el N1 sólo salió a la luz pública tras el colapso de la URSS y, como en toda buena historia que se precie, hay un "bueno" (Korolyov) y un "malo" (Glushkó). La versión más extendida del melodrama nos presenta a un Glushkó celoso de los éxitos de Korolyov que aprovecha la disputa por los motores del N1 para vengarse de las críticas de éste a su trabajo (por lo visto, Korolyov siempre le reprochó a Glushkó su ineptitud a la hora de construir los motores de los misiles R-7 y R-9). La maldad de Glushkó venía de atrás, pues siempre se rumoreó que fue él quien denunció a Korolyov ante las autoridades. Esta denuncia le acarreó a Korolyov una terrible estancia en el Gulag que casi le cuesta la vida.

Lamentablemente, esta bonita historia digna de un guión de cine no es totalmente cierta. Glushkó rehusó colaborar con Korolyov porque diseñar un motor criogénico de gran potencia era un desafío tecnológico tan formidable que le hubiese obligado a renunciar a la construcción de muchos otros motores hipergólicos que se empleaban en cohetes y misiles. Muchos no tienen en cuenta que el programa espacial soviético estaba supeditado a los intereses de los militares, los cuales pagaban las facturas de la mayor parte de proyectos de las oficinas de diseño. Curiosamente, casi todos los relatos sobre esta historia no mencionan a los principales culpables de este impasse: las autoridades soviéticas. Naturalmente que existían rivalidades personales entre Korolyov y Glushkó. Difícilmente podía haber sido de otra forma teniendo en cuenta su historia personal y sus fuertes caracteres, pero lo cierto es que también existían fricciones entre casi todas las oficinas de diseño. Lo realmente llamativo es que las autoridades nunca intervinieron decisivamente a favor de Korolyov.

Sería como si en los EE UU el presidente de la compañía Rocketdyne, fabricante de los motores F-1 del Saturno V, le hubiese dicho a von Braun que no construiría sus preciados motores porque no estaba de acuerdo con el diseño del cohete y la NASA hubiese mirado para otro lado mientras ambos se peleaban. Semejante posibilidad nos parece absurda y hasta cómica, pero sin embargo aceptamos la historia de un Glushkó malvado que quiere frustrar a toda costa los planes de Korolyov. La verdad es que las autoridades no movieron un dedo por dos razones: primero, porque la prioridad era la construcción de misiles, los cuales usaban combustibles hipergólicos y motores diseñados por Glushkó. Por lo tanto, si éste decía que no podía abarcar la fabricación de motores para misiles y cohetes lunares al mismo tiempo, la solución al dilema sólo podía ser una. Por otro, porque la tupida red de intereses creados entre los distintos estamentos de la burocracia soviética (Partido, gobierno, militares, oficinas de diseño, etc.) impedía una dirección unificada del esfuerzo espacial, ya que había que contentar a todos.

Incapaz de contar con Glushkó para fabricar los motores del N1, Korolyov tuvo que recurrir a Nikolai Kuznetsov. Kuznetsov, famoso fabricante de motores de aviación, carecía de experiencia previa con motores cohete. Y sin embargo ahora debía construir los motores para el cohete soviético más grande jamás construido. Normalmente Kuznetsov suele presentarse como uno de los culpables del fracaso del N1: incapaz de diseñar un motor similar al F-1, el N1 tendría que utilizar decenas de motores menos potentes y de baja calidad, lo que terminaría condenando al gran cohete. La verdad es, una vez más, distinta: el motor NK-33 que Kuznetsov fabricó para el N1 era una maravillosa pieza de ingeniería. Pese a carecer de experiencia en este campo, Kuznetsov logró fabricar un motor criogénico con un empuje similar al motor hipergólico RD-253 de Glushkó, el más potente en servicio dentro de la URSS y que era utilizado en el cohete Protón. Pero en realidad, el NK-33 era mucho más complejo que cualquier motor hipergólico de la época. De hecho, hacía uso de prequemadores ricos en oxígeno para accionar las turbobombas, una tecnología inédita que jamás logró ser desarrollada con éxito en los EE UU. Cierto es que, pese a sus virtudes, los 1500 kN de empuje del NK-33 estaban muy lejos de los 7000 kN del poderoso F-1, pero también hay que recordar que la tecnología soviética de la época no daba para mucho más, especialmente teniendo en cuenta el poco dinero invertido en el desarrollo de este motor y el corto espacio de tiempo del que disponía Kuznetsov. Cuando Glushkó quiso construir una década más tarde un motor similar al F-1 para propulsar al cohete Energía (el RD-170) se encontró con una serie de dificultades tremendas. Si Glushkó hubiera sido el encargado de construir los motores para el N1 es muy posible que no hubiese logrado un motor mucho más potente que el NK-33.


Gran cantidad de motores NK-33 en la primera etapa del N1 (Novosti Kosmonavtiki).

Como resultado de las severas limitaciones en la capacidad del N1, el esquema LOR de la misión N1-L3 era, cuando menos, bastante arriesgado. Sólo empleaba a dos cosmonautas, uno de los cuales descendería en solitario a la luna en el módulo lunar LK, el cual emplearía una etapa de descenso (Blok D) que se desprendía poco antes del alunizaje para así maximizar la masa del vehículo (crasher stage). El acoplamiento entre el módulo lunar y la Soyuz LOK se realizaría sin túnel de conexión entre ambas naves, lo que obligaba a realizar una actividad extravehicular (EVA) para pasar de una nave a otra.


Módulo lunar LK (Novosti Kosmonavtiki).


Soyuz LOK (Novosti Kosmonavtiki).

Muchos en la URSS veían el plan de Korolyov como una aventura demasiada peligrosa. Entre ellos estaba Vladímir Chelomei, ambicioso líder de la oficina de diseño OKB-52 que había logrado trepar hasta la cumbre del programa espacial soviético de la mano de su talento, su gran ambición y una pequeña ayudita de Nikita Jruschov. Sería Chelomei y no Glushkó el principal rival del Ingeniero Jefe en la carrera lunar secreta que se desató dentro de la URSS.

Chelomei había conseguido que Jruschov autorizase en 1961 la nave LK-1, que debía permitir a uno o dos cosmonautas circunnavegar la Luna, una tarea mucho más sencilla que aterrizar en su superficie. Muchos en la URSS pensaban que el proyecto Apolo era demasiado ambicioso y que no alcanzaría su meta antes de 1970. De todas formas y por si acaso, la nave LK-1 podría garantizar a la URSS un gran éxito mediático antes de que la NASA pusiera un hombre en la superficie lunar.

Como muchos, Chelomei consideraba que la técnica LOR era demasiado compleja para la tecnología soviética del momento y pensaba que era mejor concentrarse en construir un cohete gigante para lanzar una nave de ascenso directo. Ya en 1962 propuso su LK-3, una nave que debía ser lanzada por el monstruoso cohete UR-700. Este cohete hubiera tenido una capacidad en órbita baja de 150 t (no mucho más que el Saturno V) y empleaba combustibles hipergólicos, ya que la primera prioridad de la oficina de Chelomei era crear misiles balísticos. Por este motivo, Chelomei sí que pudo contar con el talento de Glushkó, gracias al cual el UR-700 utilizaría un número pequeño de motores RD-270, los motores hipergólicos más potentes jamás construidos.


La "carrera lunar soviética": los tres cohetes propuestos para alcanzar la Luna. De izqda. a dcha., el N1 de Korolyov, el UR-700 de Chelomey y el R-56 de Yangel (Novosti Kosmonavtiki).

Posteriormente, Chelomei refinó su propuesta: la nave LK-3 se transformó en la LK-700. Se trataba de un vehículo de aterrizaje directo para dos cosmonautas y, al igual que el Apolo Directo o el N1-L3, tenía una etapa de descenso desechable. La característica más llamativa de su diseño era el tren de aterrizaje con seis patas en forma de esquíes, que permitían alunizajes con mayor velocidad horizontal que los tradicionales soportes del LM o la LK.


Maqueta de la etapa de ascenso y la cápsula de la LK-700 de Chelomey. Llama la atención que la oficina de Chelomei siguiese trabajando en esta nave aunque dicho proyecto jamás fuese aprobado oficialmente (Novosti Kosmonavtiki - NPOMash).


Montaje que muestra el despegue de la LK-700 desde la superficie lunar (Novosti Kosmonavtiki).

Chelomei no descartaba usar en un futuro combustibles criogénicos para la LK-700, lo que hubiese permitido aumentar la masa útil de la nave y aumentar la tripulación a tres astronautas.

Sólo en 1964 la cúpula soviética decide aprobar oficialmente el programa de aterrizaje lunar, decantándose por el esquema N1-L3 de Korolyov frente al UR-700 - LK-700 de Chelomei. Sin embargo, éste seguirá trabajando en su proyecto y no dejará de proponer el UR-700 como alternativa al cohete de Korolyov en los años siguientes.

En 1965 Jruschov es apartado del poder y Chelomei pierde su principal aval. Como resultado, Korolyov logra que el programa LK-1 pase a sus manos. La nave LK-1 es cancelada y sustituida por una nave Soyuz modificada, fabricada por la oficina de Korolyov. Esta Soyuz sería denominada Soyuz 7K-L1 y el esquema de misión alrededor de la Luna pasa a denominarse L1, aunque seguiría empleando el cohete UR-500 (Protón) de Chelomei.

Lo sorprendente del caso es que a estas alturas de la carrera espacial la URSS está desarrollando no uno, sino dos programas lunares de forma simultánea: el L1 y el N1-L3, ahora ambos bajo el control de Korolyov. Tal derroche de recursos es aún más llamativo si tenemos en cuenta que la financiación para ambos programas resultaba irrisoria comparada con las ingentes sumas que los EE UU estaban gastando en ese momento en el programa Apolo. A esto debemos añadir el retraso de tres años que arrastraba el programa lunar soviético con respecto a la NASA. Por si fuera poco, lejos de concentrar el esfuerzo espacial en la Luna, la URSS continuó financiando varios programas espaciales tripulados (Soyuz, Almaz, Spiral, etc.)

El conjunto LK-700 - UR-700 de Chelomei ofrecía un esquema mucho más seguro y directo que la pesadilla logística del N1-L3. El mayor obstáculo para su realización era la construcción del gigantesco UR-700. Con su carga de combustible altamente tóxico, eran muchos los que imaginaban con temor los efectos de una explosión de semejante monstruo durante el lanzamiento. El "Desastre de Nedelin" estaba aún muy fresco en la memoria de la cúpula soviética. Chelomei sabía que su sistema, en caso de aprobarse, no estaría a tiempo para ganar a los americanos, si es que éstos no sufrían ningún retraso.

En enero de 1966 muere repentinamente Korolyov, hecho que deja huérfano al programa N1-L3. Su sucesor, Vasili Mishin, carece del carisma y conexiones políticas de su predecesor, mientras que las dificultades técnicas con el N1 se suceden. Los problemas de masa eran tan acuciantes que poco después de la muerte de Korolyov se llegó a contemplar la necesidad de introducir un lanzamiento adicional del N1 para llevar a cabo una misión lunar. Esto hubiera convertido el esquema L3 en una misión del tipo EOR-LOR.

La URSS nunca tuvo opciones reales de poner un hombre en la superficie lunar antes que los EE UU. Sin embargo, sí que tuvo en sus manos poder arrebatar parte de la gloria al Apolo mandando una nave tripulada alrededor de nuestro satélite mediante el programa L1, posteriormente conocido como Zond.

Referencias:
  • Sputnik and the Soviet Space Challenge, Asif Siddiqi (University Press of Florida, 2003).
  • The Soviet Space Race with Apollo, Asif Siddiqi (University Press of Florida, 2003).
  • Alternativnaya Luna, A. Borisov y Yu. Zhuravin (Novosti Kosmonavtiki, nº 7-9, 1999).
  • Neizvestnie Korabli, I. B. Afanasyev (Kosmonavtika Astronomia, nº 12, 1999).
  • N1 Soviet Superbooster, Mark Wade.
  • Kamanin Diaries, Mark Wade.
  • Nave Lunar LK-700, Espacial.org.

Saturday, February 9, 2008

Flotantes y Cazadores

Un sábado siempre es un buen momento para recordar esos majestuosos seres que Carl Sagan y Edwin Salpeter imaginaron podían existir en un planeta joviano. Quién sabe, quizás en algún lugar del Universo los "flotantes" y "cazadores" son una realidad. Mientras lo comprobamos, podemos ver este vídeo con la Voz del Maestro y animaciones basadas en las pinturas de Adolf Schaller que aparecían en Cosmos:



Por cierto, varios años después de Cosmos, Schaller publicó un maravilloso libro junto con Terence Dickinson titulado Extraterrestrials. Por motivos que se me escapan, esta obra maestra pasó bastante desapercibida.

(Vía La Singularidad Desnuda)

Friday, February 8, 2008

Viajar a la Luna II

(continuación de la primera parte)

Cuando Gagarin se convirtió en el primer ser humano en alcanzar el espacio, la mayoría de expertos pensaban que se necesitarían décadas para desarrollar la tecnología requerida para un viaje lunar. Sin embargo, la competición de las dos potencias en plena Guerra Fría desembocó pronto en una "carrera espacial". El famoso discurso del presidente Kennedy en mayo de 1961 impulsó a los EE UU hacia nuestro satélite.


Concepción artística de una nave lunar de tipo ascenso directo, tal y como se imaginaba a principios de los años 60 (NASA).

La nave Apolo, que ya había sido concebida por la NASA en 1960 como la sucesora de las pequeñas cápsulas Mercury, debía ser ahora el caballo de batalla para ganar a los soviéticos en la carrera lunar. El contrato para la construcción de esta nave fue otorgado en diciembre de 1961 a la compañía North American, tras un concurso en el que se presentaron diseños muy originales, como fue el caso del Apolo D-2 de General Electric. Puesto que la NASA no dudaba que se emplearía el ascenso directo para alcanzar la Luna, además de la nave Apolo había que diseñar un módulo de aterrizaje lunar denominado LLM (Lunar Landing Module) para posar la nave en la superficie selenita.


Esquema de la nave Apolo a principios de 1962 (NASA).

Naturalmente, para lanzar este vehículo había que desarrollar un cohete gigante. Hasta su cancelación en 1964, el cohete NOVA se perfilaba como el candidato ideal para una misión directa, ya que requeriría un solo lanzamiento para colocar el Apolo en órbita. Esta hazaña sería posible gracias al uso de los motores cohete más potentes de la historia, el F-1 y el M-1. Sin embargo, sería el Saturno de von Braun el elegido para lanzar a la nave Apolo hacia la Luna. El ingeniero alemán propuso primero una versión más potente de su Saturno C-3, denominada Saturno C-4 (ya que tenía cuatro motores F-1 en su primera etapa), que permitiría poner en órbita una nave lunar directa con dos lanzamientos. Esta propuesta fue pronto sustituida por el Saturno C-5, el cual tenía una capacidad de unas 100 t y podía quizás reducir el número de lanzamientos a solamente uno, dependiendo de la masa final de la nave Apolo. El Saturno C-5 sería finalmente denominado Saturno V.



Los cohetes NOVA y Saturno C-5 (NASA).

No obstante, el futuro programa Apolo no terminaría empleando el tradicional esquema de ascenso directo. Ya a principios de los 60, algunas voces afirmaban que sería muy difícil conseguir poner a un hombre en la Luna antes de 1970 (tal y como especificaba el compromiso de Kennedy) usando este esquema. La razón era que la cápsula Apolo debía tener una masa mínima de 5 t, necesarias para acomodar a tres astronautas en su interior. Una nave de ascenso directo con una cápsula tan grande debía emplear un cohete colosal. Los expertos temían que el futuro lanzador NOVA y el monstruoso motor M-1 no estuviesen listos a tiempo.


El monstruo que nunca fue: el motor M-1 (NASA).

Por lo tanto se propuso desdoblar la nave en dos vehículos: un módulo de mando (la nave Apolo) y un módulo lunar (LM). De esta forma se conseguía emplear una vez más las ventajas del uso de etapas y ganar más masa útil con un determinado cohete. Sin embargo, esta estrategia tenía una seria desventaja: aunque se podía usar un lanzador más pequeño, había que diseñar otra nave totalmente nueva. Este esquema de misión acabaría conociéndose como Encuentro en Órbita Lunar o LOR (Lunar Orbit Rendezvous), nombre que hace referencia al hecho de que el módulo lunar debía acoplarse en órbita lunar con el módulo de mando antes de volver a la Tierra.


Las tres opciones para viajar a la Luna (NASA).

La historia oficial de la NASA nos presenta la leyenda de John C. Houbolt, un ingeniero del Langley Research Center, quien propuso en 1961 el esquema LOR en solitario. Houbolt se enfrentaba así a la pesada burocracia del gobierno, la cual favorecía el ascenso directo. Gracias a este hombre, prosigue el mito, los EE UU pudieron poner un hombre en la Luna antes que la URSS, ya que la técnica del ascenso directo hubiese requerido el uso del cohete-monstruo NOVA con una capacidad de casi 200 t en órbita baja, frente a las poco más de 100 t requeridas en el esquema LOR. Esta historia se repite en muchos libros, incluyendo el genial "A Man on the Moon" de Andrew Chaikin. De hecho, se ha hecho un hueco en la cultura popular, apareciendo incluso en la miniserie de TV "De la Tierra a la Luna".

Desgraciadamente esta historia es falsa (o al menos no totalmente cierta), pues obviamente los ingenieros de los años 50 y 60 no eran tontos y ya habían pensado en la técnica LOR como medio de aumentar la masa útil de la nave lunar, aunque se consideró en un principio demasiado compleja y peligrosa, frente a la más sencilla, aunque energéticamente menos eficiente, del ascenso directo. De hecho, ya en 1948 H. E. Ross (BIS) había sugerido el uso de un "módulo propulsor" no tripulado con combustible que debía permanecer en órbita lunar mientras los astronautas trabajaban en la superficie. Posteriormente, esta etapa sería utilizada para abandonar la órbita lunar y dirigirse a la Tierra. Houbolt no fue siquiera el primero en proponer el esquema LOR dentro del centro Langley, ya que en 1960 William H. Michael había realizado un estudio que defendía las bondades de desdoblar la nave lunar en dos vehículos tripulados.



Esquema presentado por la NASA para justificar su decisión de elegir el esquema LOR. Como vemos, el LM del LOR es mucho más pequeño que una nave de ascenso directo. Sin embargo, en la realidad esto no tiene por que ser exactamente así (NASA).

Finalmente, tras un agrio debate, el 11 de julio de 1962 la NASA adoptó oficialmente el esquema LOR para el programa Apolo. Además del consabido problema de la masa útil y el cohete NOVA, la NASA justificó su decisión en otras dos dificultades que presentaba el ascenso directo. La primera era que una nave de ascenso directo debía ser muy grande, por lo que su alunizaje sería más complicado e inestable. El segundo problema era la limitada visión que tendrían los astronautas desde la cápsula, ya que en teoría deberían estar acostados, al igual que durante el lanzamiento. Claramente, la segunda objeción es bastante pobre, pues se pueden idear muchas formas para que los astronautas en el interior de una cápsula puedan ver la superficie lunar durante la maniobra de alunizaje, como por ejemplo, el uso de periscopios o el cambio de configuración de la tripulación, es decir, que realicen la maniobra estando de pie en vez de acostados.

La primera objeción al ascenso directo, esto es, que se trataría de un vehículo demasiado grande, depende del diseño. Una forma de evitar un tamaño desproporcionado es el uso de una etapa de descenso que se desprendería poco antes del alunizaje (crasher stage), de tal forma que el vehículo final no fuera excesivamente grande. Otra forma de evitar este problema era adoptando una configuración de alunizaje horizontal, esquema que sería muy popular en propuestas futuras.



Comparativa entre una nave lunar de aterrizaje horizontal (izqda.) y otra vertical (NASA).

Pero lo cierto del caso es que la elección de usar el esquema LOR para el Apolo se basó en consideraciones políticas. Como hemos visto, antes de tomar la decisión de ir a la Luna la NASA ya tenía en mente la construcción de la cápsula Apolo. El contrato especificaba una nave con capacidad para tres astronautas, decisión arbitraria basada en la creencia de la época en que serían necesarias tres personas trabajando en turnos de ocho horas para vigilar los sistemas de la nave, además del deseo de la NASA de tener un vehículo espacial realmente grande y flexible. La vergonzosa diferencia de tamaño entre las Vostok soviéticas y las pequeñas Mercury estaba aún muy fresca en la opinión pública y era motivo de escarnio para la agencia estadounidense.


Propuesta original de módulo lunar del centro Langley (NASA).

Lo que no se suele mencionar en los libros es que una misión Apolo de ascenso directo podría haber sido lanzada por un cohete Saturno V, siempre y cuando la NASA hubiera cambiado el diseño original de la cápsula Apolo de tres astronautas por otro más pequeño y ligero con dos tripulantes solamente. Esto no hubiese supuesto ninguna diferencia práctica con el método LOR finalmente elegido, pues el LM sólo podía llevar a dos astronautas. Además, la masa original de 5 t especificada para el módulo de mando del Apolo terminó por convertirse en casi 6 t a finales de los 60. Por suerte para la NASA, el Saturno V de von Braun acabó siendo mucho más potente de lo previsto (130 t frente a las 100 t originales), casi tanto como algunas versiones del cancelado NOVA. Gracias a esta potencia adicional se pudo lanzar la pesada cápsula Apolo y su LM rumbo a la Luna.

Durante 1962 se presentaron varias propuestas para mandar una nave directa usando una cápsula de dos personas. Las más importantes fueron presentadas por la compañía McDonnell, la constructora de las cápsulas Mercury y Gémini, que ahora se había quedado fuera del suculento contrato de la nave Apolo. La primera propuesta era la Apolo Directo, que empleaba una cápsula más pequeña con sólo dos astronautas y hacía uso de una crasher stage. La otra, mucho más exótica y arriesgada, aunque más barata, era la Gémini Lunar, con una cápsula Gémini modificada. Para poder ver la superficie lunar durante el aterrizaje, la Gémini Lunar contaba con una burbuja de observación donde el piloto introduciría su cabeza. Esta nave era la culminación de las varias propuestas LOR sugeridas para adelantar a los soviéticos en pocos años. Aunque Gémini Lunar era obviamente una opción arriesgada, Apolo Directo era una propuesta mucho más sólida que quizás hubiese permitido a los EE UU poner un hombre en la Luna varios años antes de lo previsto.


Nave Apolo Directo para dos astronautas con crasher stage (NASA).


Gémini Lunar (NASA).

Por lo tanto, la opción LOR, aunque efectivamente es más eficiente, fue elegida porque el diseño de la cápsula Apolo ya había sido decidido con anterioridad. Hay que pensar que a principios de los 60 la NASA todavía veía las misiones lunares como una aventura lejana que podía ser cancelada en cualquier momento, razón por la cual prefería apostar por una nave Apolo de gran tamaño. De este modo, si el programa lunar era cancelado, la NASA tendría todavía un vehículo espacial avanzado y grande para misiones en órbita baja. Al final, el conjunto CSM-LM del Apolo tendría una masa conjunta de unas 45 t, de las cuales 15 t correspondían al LM.




Las naves del programa Apolo (NASA).

El diseño y construcción del LM, la primera nave espacial diseñada específicamente para operar en el vacío del espacio, estuvo plagado de problemas y desafíos tecnológicos que lograron solventarse justo a tiempo para poner a un hombre en la Luna antes de 1970.

Referencias:

STS-122, al fin

Dos meses después, el Atlantis ha despegado por fin rumbo a la ISS. Por lo menos la espera ha servido para que todos nos hagamos unos expertos en los sensores ECO del tanque externo del transbordador. Ahora sí, podemos decir que al fin ha llegado el momento del módulo europeo Columbus.



Más info: NASA STS-122 press kit.