Humanos a Marte: estado de los planes para poner un astronauta sobre el planeta rojo
por Daniel Marín

En la actualidad existen dos planes oficiales para poner un ser humano en la superficie de Marte. El primero es el de la empresa SpaceX, un plan tan ambicioso como colosal que va por libre, esto es, sin colaborar a priori con ninguna agencia espacial. El otro es el plan de la NASA para viajar al planeta rojo usando una infraestructura que tiene como núcleo el cohete SLS y la nave Orión. Dentro de unos días conoceremos nuevos detalles de la iniciativa de Elon Musk, ¿pero qué hay de la NASA?¿Qué novedades tenemos en el frente ‘convencional’ para viajar a Marte? Veamos.

Por propuestas para poner hombres en Marte, que no falten (Boeing).

Primero conviene recordar que aunque la NASA haya declarado Marte el objetivo final de su programa tripulado prácticamente no ha dedicado un dólar a este proyecto. El truco estriba en que las primeras misiones tripuladas a Marte no tendrían lugar hasta después de 2030, así que serían las futuras administraciones las que cargarían con el mochuelo económico. Evidentemente 2030 queda un poco lejos en el tiempo, así que la gran cuestión que pesa como una losa sobre las cabezas de los jefes de la NASA es qué hacer con el conjunto SLS/Orión durante la próxima década.

La arquitectura marciana de SpaceX está basada en el cohete gigante ITS (SpaceX).

Diseño actual del SLS en la misión EM-1 (NASA).

Hasta el año pasado el único objetivo consistente a corto plazo para el SLS/Orión —además de un par de misiones alrededor de la Luna— era la misión ARM de retorno de muestras de un asteroide, pero la nueva administración Trump canceló esta propuesta hija del presidente Obama. Según los planes actuales la primera misión del SLS Block 1 con la nave Orión, la EM-1 (Exploration Mission 1), tendrá lugar después del 15 de diciembre de 2019 y será un vuelo no tripulado de la nave Orión alrededor de la Luna. A partir de aquí todo depende de si finalmente la NASA logra convencer a la administración Trump de que apruebe la estación espacial Deep Space Gateway en órbita lunar. De ser así la misión EM-2 con un SLS Block 1B llevaría a la Luna en junio de 2022 la primera Orión tripulada con cuatro astronautas y el primer elemento de la estación Gateway, el módulo de propulsión y control PPB (Power and Propulsion Bus).

Misiones del SLS/Orión para construir la Deep Space Gateway (NASA).

Entre 2022 y 2026 se llevarían a cabo las EM-3, EM-4 y EM-5, todas ellas misiones tripuladas de la nave Orión y el cohete SLS que transportarían hasta una órbita lunar NRHO (Near-Rectilinear Halo Orbit) los tres módulos restantes para completar la estación Gateway. Luego, entre 2027 y 2030, veríamos las misiones EM-6 a EM-11 destinadas a construir el Deep Space Transport. Esta nave, que usaría propulsión solar eléctrica (SEP) con motores iónicos, serviría primero para simular viajes interplanetarios de larga duración en órbita lunar y realizar misiones a la órbita marciana o de sobrevuelo del planeta.

Misiones del SLS/Orión para construir el Deep Space Transport (NASA).

Construcción de la Deep Space Gateway y el Deep Space Transport (Boeing).

La NASA quiere realizar primero una misión tripulada a Fobos en 2033 mediante cuatro lanzamientos del SLS seguida en 2037 de una misión de corta duración —entre 24 y 30 días— en la superficie de Marte con seis lanzamientos del SLS. En este caso la opción favorita es mandar una tripulación de cuatro personas al planeta rojo, de los cuales solo dos visitarían la superficie usando el vehículo DAV (Descent/Ascent Vehicle). El DAV emplearía retropropulsión supersónica para aterrizar, es decir, sin recurrir a escudos térmicos hinchables o paracaídas.

Misión tripulada a Fobos en 2033 con cuatro lanzamientos del SLS (NASA).

Concepto de nave/base para explorar Fobos (NASA).

Vehículo DAV para aterrizar y despegar de Marte. Solo usaría retropropulsión supersónica (NASA).

Propuesta de hábitat (izquierda) y aterrizador con víveres y rover para misiones de larga duración (NASA).

Otra propuesta más antigua de DAV para aterrizar y volver a la órbita (NASA).

La primera misión de larga duración —aproximadamente un año— tendría lugar en 2041 y requeriría nada más y nada menos que diez cohetes SLS. Los cuatro astronautas aterrizarían y regresarían a la órbita con el DAV pero vivirían en la superficie en un hábitat que habría aterrizado previamente y usarían otro aterrizador con víveres y un rover presurizado para explorar Marte. Paradójicamente, algunas de las arquitecturas propuestas por la NASA no prevén el uso de la nave Orión como parte de la nave marciana y únicamente se emplearía para llevar a la tripulación hasta y desde la órbita lunar.

Misión a la superficie de Marte de corta duración con seis lanzamientos del SLS (NASA).

Misión de un año de permanencia en Marte con diez lanzamientos del SLS (NASA).

Lugares propuestos para la primera misión de aterrizaje tripulada (NASA).

Pero, además de estos estudios efectuados por los centros de la NASA, las empresas contratistas habituales de la agencia espacial también han presentado sus propios planes, de los que ya hemos hablado en este blog. Es este sentido Boeing —contratista principal del SLS— es la empresa que ha propuesto los planes de viajes tripulados a Marte más parecidos a los sugeridos por la NASA. Boeing ha llegado a la misma conclusión que la NASA y considera que lo mejor para la misión a Fobos de 2033 es usar una única nave que aterrizaría entera sobre esta pequeña luna marciana (y esto no es una tarea trivial). No obstante, para las misiones a la superficie sigue apostando por el uso de una combinación de escudos inflables y retrocohetes. Curiosamente parece que ha cambiado su predilección por hábitats hinchables y ahora han elegido hábitats rígidos.

Plan de Boeing para una misión tripulada a Marte (Boeing).

Propuesta de nave tripulada para Fobos (Boeing).

Nave de aterrizaje y ascenso marciana de Boeing. Usaría un escudo térmico inflable (Boeing).

Hábitat rígido de Boeing para misiones de larga duración (Boeing).

La misión marciana de corta duración según Boeing se prolongaría durante 24 días y requeriría siete SLS en vez de los seis propuestos por la NASA. Otra particularidad es que Boeing sugiere que los cuatro astronautas visiten Fobos después de que dos de ellos exploren la superficie. Eso sí, la misión de larga duración requeriría de nueve SLS y no diez.

Propuesta Mars Base Camp para misiones a la órbita marciana (Lockheed-Martin).

Por su parte, Lockheed-Martin, contratista principal de la nave Orión, sigue empeñada en promover su proyecto Mars Base Camp, una arquitectura centrada —lógicamente— en la nave Orión que tiene como objetivo principal realizar misiones a la órbita marciana y a Fobos antes de 2030. La principal novedad en este frente es que Lockheed-Martin no quiere quedarse atrás en la conquista del planeta rojo y se ha visto forzada a incluir un sistema de acceso a la superficie. Su propuesta es bastante chocante y recuerda más al ITS de SpaceX que a los aterrizadores de la NASA o Boeing, ya que prevé un avión espacial con forma de cuerpo sustentador para llegar a la superficie.

El vehículo marciano de Mars Base Camp (Lockheed-Martin).

Motores de avión marciano (Lockheed-Martin).

Aterrizaje vertical (Lockheed-Martin).

Estructura interna de la nave de aterrizaje de Lockheed-Martin (Lockheed-Martin).

Esta supernave con capacidad para cuatro astronautas y de casi cien toneladas usaría hidrógeno y oxígeno líquidos como combustible, una opción nada convencional y que supone una auténtica pesadilla tecnológica a la hora de mantener los propelentes en estado líquido durante mucho tiempo. El cohete marciano de Lockheed-Martin aterrizaría verticalmente como el ITS de SpaceX y usaría ISRU para cargar propergoles en la superficie.

Propuesta de nave marciana de Orbital ATK basada en la estación Gateway (Orbital ATK).

Proyecto de una misión a un asteroide cercano de Orbital ATK (Orbital ATK).

Base en Fobos (Orbital ATK).

Otras empresas, como Orbital ATK, también han puesto su granito de arena en el sueño marciano, aunque hoy en día están más centradas en la estación Gateway y la Luna que en Marte. Ahora bien, tras ver tanto concepto la cuestión es, ¿seguirá como siempre un vuelo tripulado a Marte veinte años en el futuro? 



Fuente:  danielmarin.naukas.com