Por qué a Estados Unidos le tomó 51 años regresar a la luna

Por primera vez desde 1972, Estados Unidos está de regreso en la Luna.

A las 18:23 El jueves 22 de febrero, hora del Este, Intuitive Machines Inc. aterrizó una nave espacial robótica en la luna, convirtiéndose en la primera empresa privada en colocar un vehículo intacto en la superficie lunar.

La NASA, que pagó casi 118 millones de dólares por esta misión, publicó felicitaciones en la plataforma de redes sociales X: «Su pedido fue entregado… ¡a la luna!». Intuitive Machines eventualmente enviará dos módulos de aterrizaje adicionales a la luna en asociación con la NASA.

A medida que crecen las ambiciones espaciales nacionales y se expande el negocio espacial, las empresas se han apresurado a reclamar el título de aterrizar la primera nave privada de una sola pieza en la luna. Ninguno tuvo éxito hasta ahora. Una organización israelí sin fines de lucro, SpaceIL, lo intentó en 2019, pero su nave llegó demasiado rápido y se estrelló en la superficie. El año pasado, Ispace Inc., con sede en Tokio, perdió contacto con su módulo de aterrizaje. Y en enero, el módulo de aterrizaje de Astrobotic, con sede en Pittsburgh, sufrió una falla en el motor justo después de llegar al espacio.

Dado que Estados Unidos logró llevar humanos a la Luna hace medio siglo, ¿por qué resultó tan difícil para las empresas (incluso los países) volver a hacerlo?

La luna es un ambiente hostil. Es difícil diseñar naves espaciales que puedan navegar por su superficie y es casi imposible recrear esas situaciones en la Tierra para realizar pruebas. Y los recursos de las empresas privadas palidecen en comparación con los que tenía la NASA en la década de 1960: un fondo de guerra que alguna vez se disparó a aproximadamente el 4% del presupuesto federal general de Estados Unidos.

El mayor obstáculo tal vez hayan sido los ingenieros y las empresas del siglo XXI con poca o ninguna experiencia en viajes a la luna. Han pasado más de 50 años desde que la gente diseñó y envió módulos de aterrizaje a la luna, por lo que las empresas comenzaron casi desde cero y trabajaron con tecnologías novedosas.

«Decimos que hemos estado allí antes, pero estas empresas no han estado allí antes», dijo en una entrevista Phillip Metzger, físico planetario de la Universidad de Florida Central. «Es una tecnología realmente nueva que se está perfeccionando y madurando en este momento».

De vuelta a la luna
La NASA había desviado su atención de la Luna después de la última misión Apolo en 1972 para centrarse en el transbordador espacial, la Estación Espacial Internacional y otros objetivos. Varias administraciones propusieron regresar a la Luna, pero esos programas no sobrevivieron a los vientos políticos en contra. Pero en 2017, el presidente Donald Trump impulsó a la NASA a lanzar la iniciativa Artemis para enviar humanos de regreso.

El objetivo de la agencia espacial es crear una presencia sostenible en la Luna, afirmando que aprender a vivir y trabajar allí ayudará, en última instancia, a que los humanos exploren el sistema solar.

Esto significa muchos contratos gubernamentales lucrativos. Y a diferencia de la era Apolo, las empresas privadas tienen el potencial de llegar allí, con un poco de ayuda de la NASA. Intuitive Machines y Astrobotic se asociaron con el programa CLPS de la agencia espacial, diseñado para ayudar a impulsar el desarrollo de módulos de aterrizaje comerciales para Artemis.

Sin embargo, aún quedan desafíos físicos para la exploración lunar. Para empezar, simplemente viajar a través del vacío del espacio para llegar a la Luna es una lucha. Las naves espaciales deben lidiar con cambios bruscos de temperatura, dependiendo de qué partes del vehículo estén orientadas hacia el sol, y a menudo son bombardeadas con rayos cósmicos: partículas irradiadas que fluyen desde el sol o el espacio profundo y que pueden quemar fácilmente los componentes electrónicos que no están bien. protegido.

La luna tiene aproximadamente un cuarto del ancho de nuestro planeta y tiene mucha menos gravedad en general, lo que dificulta maniobrar para entrar en órbita. Su terreno accidentado, sus cráteres y otros factores distribuyen la gravedad de manera desigual.

«Cuando orbitas la luna, eventualmente chocarás contra la luna porque la gravedad irregular perturbará tu órbita», dijo Metzger. «Por eso, debes tener una navegación que entienda exactamente dónde estás y pueda adaptarse en tiempo real».

A diferencia de la Tierra, que tiene una atmósfera que ayuda a amortiguar la caída de las naves espaciales que regresan, la Luna casi no tiene atmósfera. Para aterrizar allí, prácticamente todas las naves espaciales deben utilizar algún tipo de motor de cohete para descender suavemente hasta el suelo. Las naves espaciales deben quemar sus motores con tanta precisión que se detengan relativamente justo por encima de la superficie. De lo contrario, corren el riesgo de estrellarse.

Todo esto requiere saber dónde está a punto de aterrizar la nave espacial. Los módulos de aterrizaje robóticos a menudo dependen de la información recopilada por los sensores del vehículo, así como de imágenes de su objetivo de aterrizaje recopiladas con anticipación, que a menudo no tienen una resolución muy alta. Para complicar las cosas está la distancia de la Luna a la Tierra. Suele haber unos segundos de retraso al enviar comandos a estas naves espaciales.

«Hay que hacer todo esto de forma autónoma», dijo Addie Dove, profesora asociada de la Universidad de Florida Central que trabaja en una misión de alunizaje. «No hay forma de que un humano corrija las cosas en tiempo real sólo por la rapidez con la que sucede».

Esto puede llevar a problemas como los que enfrentó Ispace en 2023. Finalmente descubrió que su módulo de aterrizaje lunar sufrió una falla de software y calculó mal la altura del terreno debajo, lo que provocó que se quedara sin combustible y se estrellara.

Y a veces hay fallos de hardware. En enero, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón aterrizó su módulo de aterrizaje inteligente para investigar naves espaciales lunares a 55 metros o 180 pies de su objetivo previsto. Un aparente problema en el motor hizo que el vehículo aterrizara sobre su cabeza, en lugar de sobre su costado. Aunque aterrizó intacto, su misión terminó antes de tiempo porque no pudo recargar adecuadamente sus paneles solares.

El polo Sur
Una capa adicional de dificultad para Intuitive Machines fue su objetivo asignado. Originalmente, la compañía esperaba aterrizar cerca del ecuador relativamente plano de la Luna, que es donde aterrizaron todas las misiones Apolo. Pero la NASA pidió a la compañía que cambiara su lugar de aterrizaje a la región del polo sur de la Luna, un lugar que numerosos países han estado observando y al que India se acercó con el aterrizaje de su Chandrayaan-3 en agosto pasado después de que fracasara un intento ruso.

Los datos recopilados por naves espaciales robóticas que visitan la luna han confirmado que muchos de los cráteres del polo sur pueden contener bolsas de agua en forma de hielo. La NASA y otros están potencialmente interesados en extraer este hielo, que podría usarse para agua potable o cultivos. Si se descompone en sus componentes elementales (hidrógeno y oxígeno), el agua también podría convertirse en futuros propulsores de cohetes. Pero queda por ver cuánto hielo hay y en qué estado se encuentra.

En última instancia, la NASA espera aterrizar futuros astronautas de Artemis en esta región y confía en la primera vista terrestre de los Estados Unidos desde el módulo de aterrizaje de Intuitive Machines. La región está plagada de cráteres y llegar allí desde la órbita es incluso más difícil que llegar al ecuador. Cambiar la ubicación del aterrizaje requirió análisis e ingeniería adicionales, casi como planificar una misión completamente nueva.

«Iremos a lugares de la Luna completamente diferentes a los que nunca hemos estado», dijo Dove. «Es como decir que hemos explorado toda la Antártida o toda África cuando sólo hemos estado en la costa».

Si bien las naves espaciales lunares pasan por años de pruebas en la Tierra, la única forma de saber si tendrán éxito es probarlas en el espacio. Pero incluso eso tiene sus límites.

«Si fallas demasiadas veces, los políticos te obligarán a dejar de intentarlo», dijo Metzger. «Si se trata de un esfuerzo comercial, entonces los inversores se retiran. Así que no hay un número infinito de intentos».

Para Intuitive Machines, el primer intento parece haber funcionado. Y en palabras del administrador de la NASA, Bill Nelson, esa hazaña «muestra el poder y la promesa de las asociaciones comerciales de la NASA».