El Observatorio Cuyano

Así será el lanzamiento de la Crew Dragon DM-2, la primera misión espacial tripulada estadounidense en nueve años

Por Daniel Marín

Si todo sale según lo previsto, el 27 de mayo de 2020 a las 20:33 UTC (22:33 hora peninsular española), la misión DM-2 (Demo 2) de la cápsula Crew Dragon despegará de la rampa 39A del Centro Espacial Kennedy (KSC) mediante un cohete Falcon 9 v1.2 Block 5 con los astronautas Doug Hurley y Bob Behnken en su interior. Es el primer lanzamiento de una nave tripulada estadounidense desde la retirada del transbordador espacial en julio de 2011, cuando aterrizó la STS-135 Atlantis. Será un gran día para Estados Unidos, para SpaceX y para la NASA, en ese orden. EE.UU. recuperará el estatus de potencia espacial capaz de lanzar seres humanos por sus propios medios, una capacidad que actualmente solo poseen Rusia y China. Para la empresa de Elon Musk supone un hito en su corta historia y será un enorme logro de cara a los medios de comunicación, además de una victoria sobre Boeing, su rival en la carrera por desarrollar la primera nave comercial estadounidense. Por último, la NASA podrá celebrar al fin el éxito del programa CCP (Commercial Crew Program) y el principio del fin de la dependencia de Rusia para acceder a la Estación Espacial Internacional (ISS).

La Dragon DM-2 en la rampa 39A (Elon Musk/SpaceX).

Todas las piezas del puzle están a punto de encajar. El 18 de mayo la nave Crew Dragon DM-2 llegó al edificio de ensamblaje horizontal (HIF) de SpaceX situado al lado de la rampa 39A del KSC. La nave fue conectada en horizontal con el lanzador, que en esta misión incorpora la primera etapa B1058, una etapa nueva que no ha volado anteriormente. Por el momento, la NASA quiere que todas las primeras etapas de las misiones tripuladas de la Crew Dragon a la ISS sean nuevas. En la DM-2, la Crew Dragon no lleva ninguna carga en el maletero ni en el interior de la cápsula, más allá de unos cuantos víveres y objetos pequeños. El miércoles 20 de mayo la tripulación de la misión DM-2 llegó al Centro Espacial Kennedy de Florida. Bob Behnken y Doug Hurley, los únicos astronautas de esta primera misión tripulada de la Crew Dragon, aterrizaron en un reactor Gulfstream de la NASA y dieron una breve rueda de prensa a pie de pista, intentando limitar las interacciones con otras personas por culpa de la pandemia global de covid-19. En ese momento los astronautas ya estaban en cuarentena desde la semana anterior. El 21 de mayo el Falcon 9 v1.2 Block 5 fue trasladado a la rampa 39A desde el edificio HIF de SpaceX.

La Dragon llega al HIF de la rampa 39A (SpaceX).

La Crew Dragon DM-2. En primer plano el maletero con los paneles solares (SpaceX).

La Dragon unida al lanzador en el HIF (SpaceX).

La Crew Dragon unida al lanzador con la etapa B1058. A la derecha se ve una nueva etapa, la B1060 (para una misión militar que pondrá en órbita un satélite GPS) y a la izquierda las etapas usadas B1051 y B1059 (SpaceX).

El 22 de mayo a las 20:33 UTC se llevó a cabo el encendido estático de los nueve motores Merlin 1D de la primera etapa. El Falcon 9 es el único cohete en servicio que prueba sus motores antes del lanzamiento. Aunque cada etapa se prueba con un encendido completo en las instalaciones de SpaceX en McGregor, antes de cada misión se realiza en la rampa un encendido de unos pocos segundos para verificar el estado del lanzador. Se cree que durante esta prueba el sistema de emergencia de la Crew Dragon, formado por los propulsores SuperDraco, estaba activo para alejar la cápsula en caso de explosión o incendio.

Behnken y Hurley llegan al KSC (NASA).

Traslado del cohete a la rampa 39A (SpaceX).

El cohete en la rampa (SpaceX).

Prueba de la etapa en McGregor (SpaceX).

Prueba de encendido estática en la rampa 39A vista en infrarrojo (NASA).

Al día siguiente, el sábado 23 de mayo, los astronautas Hurley y Behnken realizaron el ensayo general de lanzamiento en el que simularon todos los pasos que llevarán a cabo el día del despegue. En el edificio Neil Armstrong OBC (Operations and Checkout Building) del Centro Espacial Kennedy de la NASA, los dos astronautas se vistieron con las escafandras intravehiculares de SpaceX asistidos por la tripulación de tierra de la empresa. Luego se montaron en un coche Tesla Model X con los logos de la NASA, tanto el oficial —la «albóndiga»— como el tradicional «gusano» de los años 70 y 80, y se dirigieron a la rampa 39A para introducirse en la cápsula Crew Dragon. Por motivos de seguridad, la prueba, que fue un éxito, se hizo sin llenar de combustible el lanzador.

Los equipos de tierra de SpaceX ayudan a la tripulación a ponerse los trajes (NASA).

Pruebas de los trajes de los astronautas con el personal de tierra de SpaceX (NASA).

Hurley y Behnken salen del edificio OBC. Atención a los logos de las misiones del transbordador (NASA).

Behnken y Hurley se dirigen al Tesla Model X que los llevará a la rampa (SpaceX).

La matrícula pone «ISSBND», o sea, ISS bound, «rumbo a la ISS» (NASA).

Precisamente, la estética de los trajes ha sido objeto de debate. El modelo original de las escafandras que presentó SpaceX hace unos años era mucho más estilizado y atractivo que el producto final. Aunque es cierto que Hurley y Behnken son dos astronautas, digamos, fornidos y están lejos del estándar corporal de un figurín de moda, la verdad es que uno tiene la impresión de que los trajes son varias tallas más pequeños de lo que deberían. Cuando están en pie fuera de la nave los astronautas parecen más unos moteros de carretera que viajeros espaciales, aunque es cierto que la estética mejora considerablemente una vez sentados dentro de la cápsula. En cualquier caso, el objetivo de estas escafandras no es quedar bien en las fotos, sino proteger a los astronautas en caso de despresurización o por si aparecen sustancias tóxicas dentro de la cabina (humo o propergoles hipergólicos, por ejemplo). Más allá del look motero, su diseño es muy original, sobre todo comparado con el de la Starliner de Boeing y el de la Orión de la NASA, ambos derivados del ACES del shuttle. El traje de SpaceX destaca por tener un casco rígido y unos umbilicales muy discretos que se conectan al muslo del astronauta una vez sentado en la nave.

Hurley y Behnken junto a los Tesla (NASA).

Los astronautas dentro del Tesla. El coche lleva equipamiento para refrigerar los trajes a través de los umbilicales (NASA).

Hurley y Behnken en la rampa 39A (NASA).

Una curiosidad de esta misión es que carece de tripulación de reserva. Al no ser un vuelo normal de relevo de tripulaciones en la ISS, si Hurley y Behnken se ponen enfermos o sufren algún percance físico, habrá que retrasar la misión. Por supuesto, si se trata de algo grave, los comandantes de la misión USCV-1, Mike Hopkins y Victor Glover, podrían ocupar el lugar el Hurley y Behnken, pero, sea como sea, el retraso sería inevitable. Recordemos que, originalmente, la misión DM-1 solo iba a estar en el espacio entre 10 y 14 días, pero la NASA decidió ampliar su duración. A pesar de que sigue sin estar claro el periodo definitivo, la NASA ha declarado que la duración mínima de la DM-2 será de 30 días y la máxima de 119 días. El límite superior lo impone la degradación de los paneles solares del maletero de la Crew Dragon. Aunque para esta misión se ha tomado un límite conservador de la duración de los paneles y en misiones posteriores el límite será, al menos, de 210 días. El motivo de esta decisión es que esta será la primera vez que una Crew Dragon permanezca durante muchos días en el espacio y nadie sabe con seguridad cómo se comportarán sus paneles solares (por cierto, es la primera nave tripulada cuyos paneles solares no están protegidos durante el lanzamiento). Por otro lado, las naves Crew Dragon o Dragon 2 son reutilizables. SpaceX está construyendo dos versiones de estas cápsulas, una para misiones tripuladas y otra para misiones de carga. La NASA ha autorizado a SpaceX a reutilizar las naves Dragon 2 para misiones de carga, pero, por ahora, no en misiones tripuladas (una decisión que puede cambiar en el futuro).

La Dragon DM-2 en la rampa (NASA).

Hurley es el comandante de la misión, a cargo de las fases de lanzamiento, descenso y amerizaje, pero Behnken es el «comandante de operaciones», encargado de la aproximación, acoplamiento y separación de la ISS, así como de las actividades dentro de la Crew Dragon mientras la nave esté acoplada a la estación. Antes de partir a Florida, Behnken plantó un árbol en su casa de Houston siguiendo la tradición de las tripulaciones de las naves Soyuz, aunque esta nunca ha sido una tradición típica de los astronautas de la NASA. Behnken espera que, a partir de ahora, se convierta en una tradición «oficial» en EE.UU. Durante estos días los dos astronautas han visitado con sus familias la famosa «casita de la playa» situada frente a las rampas 39A y 39B del KSC. Esta casita data de 1963 y por ella han pasado casi todas las tripulaciones del programa espacial estadounidense.

La casita de la playa que usan las tripulaciones para descansar (collectspace.com).

El 24 de mayo la barcaza autónoma Of Course I Still Love You (OCISLY), en la que aterrizará la primera etapa B1058, zarpó hacia su lugar previsto en el océano Atlántico remolcada por los barcos Hawk y Christine S. El próximo día 27 será el gran día. Los dos astronautas han anunciado que ese día comunicarán el nombre que le han puesto a su nave. Hasta el presidente Trump estará presente para ser testigo del regreso de Estados Unidos al espacio. No obstante, el tiempo u otros problemas técnicos pueden retrasar el despegue. La trayectoria de lanzamiento pasará frente a la costa este de EE.UU., Canadá, el Atlántico Norte e Irlanda. Por ese motivo, se han seleccionado cuatro zonas en las que la cápsula puede hacer un amerizaje de emergencia dependiendo de los siete tipos distintos de aborto disponibles. En las diferentes zonas la NASA ha seleccionado un total de cincuenta localizaciones de amerizaje concretas. El 27 de mayo el tiempo debe ser lo suficientemente bueno en un porcentaje mayoritario de estas cincuenta localizaciones, además de en Florida, para permitir el despegue. Crucemos los dedos.

La Crew Dragon durante el traslado a la rampa (SpaceX).

Si la misión se retrasa, algo bastante probable, la siguiente ventana de lanzamiento será el 30 de mayo, ya que el requisito para esta misión es que el acoplamiento tenga lugar entre 19 y 24 horas tras el despegue, que es el perfil nominal de una misión de la Crew Dragon a la ISS. La Crew Dragon puede acoplarse con la ISS si despega al día siguiente, por ejemplo, pero tardaría más, o menos, que este tiempo previsto.

Emblema de la misión de SpaceX (SpaceX).

Emblema de la misión de la NASA (NASA).

Fases del lanzamiento de la DM-2

T- 5 horas: alineación de la unidad de medida inercial (IMU) de la Dragon de cara al lanzamiento. La IMU proporciona información sobre la posición y trayectoria del vehículo durante el vuelo de forma independiente. Mientras, Hurley y Behnken tomarán el tradicional desayuno antes del lanzamiento.

Partes de la nave.

T- 4 horas y 30 minutos: presurización de los tanque de propergoles hipergólicos de la cápsula Dragon para que puedan alimentar a los propulsores Draco y SuperDraco.

T-4 horas: los astronautas se ponen las escafandras en el edificio Neil Armstrong OBC (Operations and Checkout Building) del Centro Espacial Kennedy (KSC) de la NASA.

Una de las escafandras de la tripulación (NASA).

La tripulación en la torre de servicio de la rampa 39A (SpaceX).

T-2 horas y 35 minutos: la tripulación se introduce en la cápsula. Después de ponerse sus escafandras de presión, los astronautas son conducidos hasta la rampa desde el edificio Neil Armstrong OBC a bordo de un coche Tesla Model X con logos de la NASA que sustituye a la tradicional Astrovan. El convoy, formado por otro coche similar —por si se rompe el primero—, un blindado con personal de seguridad armado y varios vehículos de apoyo, se dirige a la rampa 39A del KSC, a 14 kilómetros. Allí suben en ascensor hasta el brazo que conecta la torre de servicio FSS (Fixed Service Structure) con la cápsula. El personal de tierra de SpaceX, que previamente les ha puesto las escafandras, les ayuda a introducirse en la nave. Los astronautas conectan sus trajes a la nave mediante los umbilicales que se unen a los conectores de la escafandra situados en el muslo derecho. Veinte minutos después los asientos rotan para situar a los astronautas en una posición más horizontal. Se comprueba la estanqueidad de los trajes y la cápsula.

Los astronautas en la «sala blanca» antes de entrar en la nave (SpaceX).

Colocando los astronautas en la cápsula (SpaceX).

Las cestas de evacuación de emergencia (NASA).

T- 1 hora y 55 minutos: el personal de tierra de SpaceX cierra la escotilla de la Crew Dragon DM-2 y abandona la rampa. A partir de ese momento, y hasta la retirada del brazo de acceso, la tripulación puede abandonar la nave en caso de emergencia abriendo la escotilla. Para ello deben cruzar el brazo de acceso hasta las cestas de evacuación. Estas cestas cuelgan de tirolinas que permiten evacuar a los astronautas de forma rápida hasta una distancia segura de la rampa. Una vez en el suelo, la tripulación se mete en un vehículo blindado y abandona la zona. El procedimiento es similar al empleado durante las misiones del shuttle, aunque SpaceX ha modificado ligeramente el sistema de evacuación.

Los astronautas dentro de la nave. La Dragon DM-2 lleva cuatro asientos (SpaceX).

Las pantallas de la Crew Dragon (SpaceX).

T-1 hora y 10 minutos: el ordenador de la Dragon recibe los datos actualizados de la órbita de la ISS.

T-45 minutos: punto de decisión para cargar el cohete de propelentes (queroseno y oxígeno líquido).

T-42 minutos: se retira el brazo de acceso de la tripulación.

T-37 minutos: se arma el sistema de escape de emergencia de la Crew Dragon, formado por cuatro pares de propulsores SuperDraco. A partir de ese momento, si surge alguna emergencia realmente grave los SuperDraco se activarían para separar la cápsula y el maletero del resto del cohete hasta una altura segura en la que se desplegarían los cuatro paracaídas. En ese caso, la cápsula amerizaría a 1,2 kilómetros de la costa, aproximadamente. En este momento también se toma la decisión de cargar el cohete de combustible.

La rampa 39A con el cohete Falcon 9 vista por satélite. Se aprecia el edificio HIF, la rampa de la Starship (abajo a la izquierda) y la plataforma de aterrizaje de la Starship (Maxar).

Detalle del Falcon 9 en la rampa (SpaceX).

T-35 minutos: comienza la carga de propelentes del Falcon 9, queroseno (RP-1) en las dos etapas y oxígeno líquido en la primera etapa. Esta será la primera misión tripulada de la NASA en la que la carga de combustible se produce después de que los astronautas accedan a la nave. Las operaciones de carga de combustible siempre se han considerado peligrosas y, por esa razón, se ha preferido que la tripulación no esté presente hasta que finalicen. Sin embargo, el Falcon 9 v1.2 emplea oxígeno líquido con una temperatura muy baja (-207 ºC) para aumentar su densidad. Y, puesto que el lanzador carece de un complejo sistema de material aislante como el shuttle o el SLS para mantener el oxígeno líquido tan frío durante largos periodos de tiempo, la estrategia de SpaceX es cargarlo poco antes del despegue. Al principio la NASA era reticente a emplear esta técnica y SpaceX ha tenido que garantizar a la agencia espacial que se trata de un procedimiento suficientemente seguro.

T-16 minutos: comienza la carga de oxígeno líquido de la segunda etapa.

T-7 minutos: empieza el enfriado de los nueve motores Merlin 1D de la primera etapa con oxígeno líquido de cara al lanzamiento.

T-5 minutos: la Dragon se prepara para la cuenta atrás final. Pasa a potencia interna.

T-1 minuto: el ordenador de a bordo comienza las comprobaciones finales. Se presurizan los tanques de propelentes.

T-45 segundos: el director de vuelo da la orden de lanzamiento.

T-3 segundos: ignición de los motores.

T-0 segundos: despegue. Durante el lanzamiento, la tripulación tendrá a su disposición siete modos de aborto diferente en caso de emergencia (a estos modos hay que sumar un octavo que consiste en el uso de los SuperDraco en la rampa). Los modos se activarán de forma secuencial durante las distintas fases del despegue y servirán para guiar la cápsula hasta cuatro grandes zonas del océano Atlántico, donde los astronautas podrán ser rescatados por equipos de emergencia. Las zonas son las siguientes: una está frente a las costas de Florida y Carolina del Norte, la siguiente frente a las costas de Virginia, otra va de Delaware hasta Terranova y la última está frente a las costas de Irlanda. La trayectoria de lanzamiento pasa frente a la costa este de EE.UU., cruza el Atlántico Norte y sobrevuela Europa Occidental, empezando por Irlanda. Las zonas de amerizaje se han concebido intentando evitar el Atlántico Norte, aunque los equipos de rescate estarán listos para llegar a la tripulación menos de una hora después de abortar el despegue. Dentro de estas zonas se han definido hasta cincuenta (!) localizaciones concretas de amerizaje (su posición exacta no se ha hecho pública). Según los requisitos de la NASA, la tripulación es capaz de sobrevivir hasta un día entero en el mar dentro de la cápsula (una experiencia no apta para aquellos que se mareen fácilmente). Hasta 1 minuto y 15 segundos después del despegue estará activo el modo de emergencia 1a, que consistirá en la separación de la cápsula usando los SuperDraco. Posteriormente, los propulsores Draco normales se activarán para orientar la cápsula adecuadamente y luego se desplegarán los cuatro paracaídas principales. El amerizaje tendría lugar en la zona del Atlántico que va desde las costas de Florida a Carolina del Norte.

Fases del lanzamiento (SpaceX).

T+58 segundos: momento de máxima presión dinámica (Max Q).

T+1 minuto y 15 segundos: se activa el modo de emergencia 1b. Es similar al 1a, pero si la primera etapa tiene algún problema, los SuperDraco separarán la cápsula y esta amerizará frente a las costas de Virginia.

T+2 minutos y 33 segundos: apagado de la primera etapa B1058 (MECO). En ese momento se activa el modo de aborto 2a. Si pasa algo, la nave se separará usando sus SuperDraco y Draco normales para amerizar en uno de los puntos designados de la zona que va de Delaware a Terranova.

T+2 minutos y 36 segundos: separación de la primera etapa, que comenzará su camino de vuelta hasta la barcaza OCISLY.

T+2 minutos y 44 segundos: encendido del motor Merlin 1D Vacuum de la segunda etapa.

T+4 minutos y 45 segundos: la primera etapa alcanza su apogeo de 150 kilómetros de altura y comienza a descender.

T+7 minutos y 15 segundos: encendido de entrada de la primera etapa con tres motores Merlin.

Behnken y Hurley probando los controles táctiles de la Crew Dragon (NASA).

T+8 minutos y 5 segundos: se activa el modo de aborto 2b, que tendrá una duración de solo 23 segundos. En caso de emergencia, la cápsula se separaría de la segunda etapa, pero en vez de encender los SuperDraco hacia adelante en el sentido de avance, la nave haría un giro de 180º para que los SuperDraco frenen la velocidad del vehículo de cara a un amerizaje frente a las costas de Nova Scotia.

T+8 minutos y 28 segundos: se activa el modo 2c, de 10 segundos de duración. Este modo permitiría alcanzar una zona de amerizaje frente a las costas de Irlanda. Para conseguirlo es necesario alcanzar una trayectoria suborbital mediante un encendido de los motores SuperDraco en el sentido de avance del cohete.

T+8 minutos y 38 segundos: se activa el modo 2d, de 6 segundos de duración y el último que prevé un amerizaje de emergencia. La zona de amerizaje es la misma que en el modo 2c, frente a las costas de Irlanda, pero, para alcanzarla, los SuperDraco deberán encenderse en sentido contrario a la dirección de avance para frenar la velocidad de la nave.

Prueba de los SuperDraco durante el lanzamiento en enero de 2020 (SpaceX).

T+8 minutos y 47 segundos: apagado de la segunda etapa. La Crew Dragon DM-2 alcanza la órbita. En este momento se activa el modo de aborto 2e. Si la órbita no es la adecuada, la nave se separará y usará sus propulsores Draco normales para alcanzar la órbita prevista.

T+8minutos y 52 segundos: encendido de aterrizaje de la primera etapa B1058 para alcanzar la barcaza OCISLY.

T+9 minutos y 22 segundos: aterrizaje de la primera etapa en la barcaza OCISLY.

T+11 minutos y 58 segundos: la Crew Dragon se separa de la segunda etapa.

T+12 minutos y 46 segundos: el cono frontal se abre para dejar al descubierto los cuatro propulsores Draco de frenado y el puerto de atraque andrógino que servirá para unirse a la ISS.